（山西漳泽电力工程有限公司 山西太原 030006）
摘要：对某热电厂300MW发电机组锅炉受热面结焦原因进行了分析，提出了相应的预防措施，对同类型锅炉受热面结焦具有借鉴意义。
关键词：锅炉；水冷壁；过热器；结焦
1概述
1.1设备概况
某热电厂安装有2×300MW火电机组，锅炉为东方锅炉股份有限公司制造的型号为DG1060/17.4-Ⅱ4型亚临界锅炉。锅炉为自然循环汽包炉，单炉膛∏型布置，一次中间再热，平衡通风、固态排渣，全钢架悬吊结构，采用四角切圆燃烧方式。炉膛的四周采用膜式水冷壁，在炉膛上部布置有壁式再热器和分隔屏过热器，炉膛出口斜坡处布置有后屏过热器。水平烟道中沿烟气流向依次布置了中温再热器、高温再热器、高温过热器。
1.2受热面结焦情况
2020年5月2日该热电厂1号机组A级检修期间，对锅炉受热面进行了检查，发现炉膛水冷壁、分隔屏过热器、后屏过热器、中温再热器有结焦现象，炉膛水冷壁左侧墙和后墙结焦区域高度在TOFA2（顶二次风）与F层燃烧器之间，水平位于燃烧器煤粉气流的下游；分隔屏过热器、后屏过热器、中温再热器结焦区域在管屏的中下部，结焦呈松散状组织，目前未发现对管道形成高温腐蚀。
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图1过热器结焦
2锅炉受热面结焦机理
锅炉结焦是个很复杂的物理化学过程，它涉及煤的燃烧、煤质的结焦特性、炉内传热、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附等过程。
煤粉在炉膛燃烧过程中，处于高温区域的灰颗粒达到熔融或半熔融状态，若这部分灰颗粒在达到受热面前未得到足够冷却达到凝固状态，具有较高的粘结能力，就容易粘附在受烟气冲刷受热面或炉墙上，甚至达到熔化状态，粘附熔融或半熔融状态的灰颗粒和未燃尽的焦炭使结焦不断发展。
在影响结焦因素中煤质特性起这主要的作用，飞灰的成分决定着其熔点，当煤粉中碱性氧化物含量大时，灰熔点低，容易结焦。
3锅炉受热面结焦的危害
结焦对锅炉运行及安全会造成极大的危害，主要有以下几个方面：
（1）锅炉的大焦块掉下后，导致砸坏冷灰斗水冷壁，导致降负荷甚至停炉。
（2）炉膛结焦引起过热汽温升高，并导致过热汽温、再热汽温减温水开大，甚至会招致汽水管爆破。
（3）结焦会增大排烟损失，降低锅炉效率。
（4）结焦易造成水冷壁腐蚀。
4锅炉受热面结焦原因分析
在锅炉检修过程中，通过对锅炉受热面结焦情况的观察，查阅了相关技术资料，了解了锅炉燃煤及运行情况，查看了现场锅炉本体及燃烧设备的健康状态，与相关专业人员进行了讨论分析，提出了该热电厂锅炉受热面结焦的主要原因：
4.1水冷壁结焦原因
（1）煤种严重偏离设计值会对结焦产生影响。发热量过低灰分含量过高，灰分碱性氧化物含量高，使灰的熔点降低，结焦倾向增大。发热量过低一次风量大，风速过高，使得着火推迟，燃烧切园增大，产生贴壁燃烧，在水冷壁处产生还原性气氛，加剧水冷壁结焦。
（2）燃烧器安装角度有偏斜、燃烧器本身存在缺陷，燃烧器切圆过大，煤粉气流发生偏斜擦墙，往往会导致锅炉严重结焦。
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#3角喷燃器 #4角喷燃器
图2喷燃器
（3）煤粉细度和粒度分布对锅炉结焦有一定影响。煤粉过细着火提前，使火嘴结焦或高温变形，进一步加剧煤粉气流偏斜，影响火焰中心，加剧水冷壁结焦；煤粉过粗着火困难，产生偏析火焰拖长，贴壁燃烧时，由于缺氧而形成还原性气氛，使灰分中熔点很高的Fe2O3被还原成熔点较低的FeO（熔点可降低200℃-300℃），结焦倾向增大。
（4）炉内空气动力场分布不均造成炉内温度分布不均，四角风量分配不均匀，四角燃烧器粉量不均匀等原因，均会引起煤粉气流擦墙结焦；火焰偏斜，使最高火焰层移到边侧，这样灰就得不到足够的冷却，而灼热的灰粒与水冷壁受热面接触的时候，就很快的粘了上去，形成结焦。
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图3#1炉水冷壁结焦位置
（5）吹灰器对结焦的影响。当炉膛受热面积灰过多时，如清理不及时，或发现结焦没有及时清除都会造成受热面壁温升高，从而使受热面产生结焦。吹灰和清理焦渣不及时，积灰使受热面粗糙，一有粘结性的灰碰上就附着其上，若不及时清理将形成恶性循环。
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图4 炉底密封软连接开裂
4.2过热器结焦原因
（1）过热器结焦除与煤种灰分有关外，还与锅炉设备漏风有关。炉膛漏风量大，降低燃烧室的温度水平，推迟燃烧进程。冷灰斗处漏风会抬高火焰中心，火焰拉长，导致炉膛出口烟温升高，容易引起前屏过、后屏过、中再结焦。
（2）吹灰器不投运或投运率较低促进了过热器结焦的形成。从#1炉吹灰器解体情况分析，部分吹灰器长期不投运，另一部分吹灰器投运率较低，使受热面的积灰不能得到有效的清除，加剧了受热面结焦的形成。
5预防锅炉受热面结焦的措施
5.1加强燃煤管理
根据锅炉的设计煤种进行合理的配煤，使配煤的燃烧性能、结焦性能与原燃用煤种基本一致，尽量降低其结焦性和粘结性指标。如燃煤与设计煤种偏离较大，为了更为有效避免锅炉结焦或降低结焦水平，可以把一定比例的高灰熔点煤种掺入具有易结焦特性的燃料中。
5.2保持燃烧系统设备健康水平
每年利用检修机会对一二次风道、及风门挡板进行检查、检修、标定；对燃烧器喷口进行清理检查，更换磨损、变形的燃烧器喷口，保持燃烧系统设备处于良好的健康水平，组织进行炉内空气动力场试验，确保炉内一、二次风量、风速符合煤种要求，空气动力场符合设计要求。
5.3加强燃烧工况调整
优化运行燃烧调整，通过空气动力场的合理控制，能够有效避免局部热负荷过高、控制气流偏斜、控制好相关的还原性气氛出现。
5.4降低炉膛漏风量
加强锅炉漏风治理，减少炉膛人孔门、火焰观察孔、排渣机、炉底密封连接等处的漏风量避免大量冷风从炉底漏入，导致火焰中心上移，造成过热器结焦。
5.5加强吹灰器管理
保证吹灰设备的良好投入应该确定合理的吹灰时间避免结焦加剧的有效手段包括锅炉进行及时的吹灰，烧结在结焦产生初期，强度比较低，较为容易清除，所以，最佳的吹灰时间间隔应该在实际情况下进行确定。
6结论
影响锅炉受热面结焦的因素很多，根本原因是熔化状态下的灰沉积在受热面上，可见，灰的熔点是结焦的内因。燃烧工况的调控是控制受热面结焦的关键，运行人员要根据煤种的变化，及时调整风煤比等运行参数，确保炉膛合理的燃烧工况，能够有效控制受热面结焦。保证吹灰设备的良好投入，确定合理的吹灰时间是避免结焦加剧的有效手段。
参考文献
[1]艾百仁.锅炉结焦的原因及应对措施.电站系统工程，2010,（4）: 64.
[2]张扬.锅炉结焦的原因与处理的几点思考.科技与企业，2014,（4）：263.