李军宁
（河北西柏坡发电有限责任公司河北石家庄050400）
摘要：锅炉的结焦问题是比较普遍存在的，严重的结焦会导致锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性运行。本文具体阐述了锅炉结焦形成的主要原因，以及相应采取的防范措施。
关键词：锅炉；结焦；危害；形成原因；防范措施
1、锅炉结焦的主要危害
结焦影响锅炉的经济性与安全性，主要危害表现在如下一些方面：
1.1锅炉结焦影响锅炉运行的安全性：
结焦后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；结焦往往是不均匀的，使再热器、过热器热偏差增大，对自然循环锅炉的水循环安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响；炉膛上部结焦块过大发生掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛瞬间灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行；在清理落焦时间过长，炉膛漏入冷风太多，可能使燃烧不稳定导致灭火，且对处理此项缺陷的工作人员极易发生烧伤、探伤事故。
1.2锅炉结焦使锅炉热效率下降：
受热面结焦后，使传热恶化，排烟温度升高，锅炉热效率下降；燃烧器出口结焦，造成一次风和三次风气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未安全燃烧热损失、化学未完全燃烧热损失增大；使锅炉通风阻力增大，风机电耗增加，厂用电量上升。
1.3锅炉结焦影响锅炉出力：
水冷壁结焦后，会使蒸发量下降；炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，以及通风阻力的增大，有可能成为限制出力的因素。
2、锅炉结焦形成的主要原因：
2.1灰的性质：灰的熔点越高，则越不容易结焦，反之熔点越低越容易结焦。
2.2周围介质的成分：在燃烧过程中，由于供风不足或燃料与空气混合不良，使燃料达不到完全燃烧，未完全燃烧将产生还原性气体，灰的熔点大大降低。
2.3运行操作不当：由于燃烧调整不当使炉膛火焰发生偏斜；一、二次风配合不合理，一次风速高，煤粒没有完全燃烧而在高温软化状态粘附在受热面上继续燃烧，而形成恶性循环。
2.4炉膛容积热负荷过大：由于炉膛设计不合理或锅炉不适当的超出力，而造成炉膛容积热负荷过大，炉膛温度过高，造成结焦。
2.5吹灰、除焦不及时，当炉膛受热面积灰过多，清理不及时或发现结焦后没及时清除，都会造成受热面壁温升高，使受热面严重结焦。
3、锅炉结焦的防范措施
锅炉结焦原因是多方面的，防止或解决锅炉结焦问题首先应找出结焦的原因，从多方面入手，加以解决。防止和减少锅炉结焦的具体措施如下：
3.1要有合适的煤粉细度。
煤粉粗，火炬拖长，粗粉因惯性作用会直接冲刷受热面。再则，粗煤粉燃烧温度比烟温高许多，熔化比例高，冲墙后容易引起结焦。但是，煤粉太细也会带来问题，一是电耗高，制粉出力受到影响，二是炉膛出口烟温升高，易引起结焦。
3.2适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结焦。
提高一次风速可推迟煤粉的着火，可使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，可以避免喷口附加结焦。提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转，避免一次风气流直接冲刷壁面而产生结焦。
炉膛出口温度场应尽可能均匀。降低炉膛出口残余旋转，均匀的温度分布可使密排对流管束中烟气温度低于开始结焦温度。应用三次风、二次风反切来减少残余旋转，必须能够很准确地计算出主旋气流和反切气流的动量矩以及合成气流的动量矩，而且通过运行调试来观察是否满足运行要求。
3.3组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结焦的前提。
燃烧中心温度高达1400~1600度。当灰焦撞击炉壁时，若仍保持软化或熔化状态，易黏结附于炉壁上形成结焦，尤其是在有卫燃带的炉膛内壁，表面温度很高，又很粗糙，更易结焦，而且易成为大片焦渣的策源地。因此必须保持燃烧中心适中，防止火焰中心偏斜和贴边。
炉内旋转气流对燃烧器射流的冲击力和作用点。旋转强度大，射流偏转加剧，实际切圆增大；一次风射流刚性；射流两侧补气条件差异；燃烧器组长宽比及燃烧器喷口间隙。当燃烧器组高宽比越大时，燃烧器组中间部分从上下两侧获取补气的条件越差，射流偏转加剧。
各部份煤粉浓度及各燃烧器配风应尽量均匀：煤粉喷口煤粉量分配不均匀的状况必然造成炉膛局部缺氧和负荷分配不均匀，在燃烧空气不足的情况下，炉膛结焦状况恶化。当燃烧器配风不均匀或者锅炉降负荷，燃烧器缺角或缺对角运行时，炉内火焰中心会发生偏斜。运行时要尽量调平风量，避免选择合理的炉膛出口温度：根据经济技术比较，对煤粉炉最经济的炉膛出口温度在1200~1400度之间，但实际上，为了防止对流受热面结焦，炉膛出口温度不能过高。在炉膛出口布置屏式受热面的锅炉，对一般性结焦性煤应小于1200度。
控制合理的炉内过量空气系数a：过量空气系数a增加，受热面的积灰、结焦趋势减弱。主要归因于炉膛出口烟温降低，炉膛壁面处的烟温降低。过量空气系数过低容易造成氧量不足，在炉内出现还原性气氛，熔点较高的Fe2O3还原为熔点较低的FeO，从而使灰熔点大大降低，这样就增加了结焦的可能性。
保证空气和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成还原性气氛，防止局部严重积灰、结焦：当一、二次风的位置、风速、风量设计不合理时，尽管炉内总空气量大，但仍会出现局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还原性气氛。当煤粉炉烟气含氧量低于3时，由于局部缺氧，将会使CO含量急剧增加。
3.4应用各种运行措施控制炉内温度水平。
第一，炉内温度水平高，将使煤中一些易挥发碱性氧化物汽化或升华（1400度以上），使碱金属化合物在受热面上凝结（1000~1100度）。碱金属直接凝结在受热面上会形成致密的强黏结性灰。第二，可在初始灰层中形成产生低熔点复合硫酸盐反应的条件，还会使含有碱性化合物的积灰外表层黏结性增强，加速积灰过程的发展。第三，煤灰呈熔化或半熔化状态，熔融灰会直接黏在受热面上，产生严重结焦。
具体措施：（1）加大运行中过量空气系数，增加配风的均匀性，防止局部热负荷过高和产生局部还原性气氛，调整风粉分配的均匀性，防止一次风气流直接冲刷壁面，必要时采取降负荷运行。（2）确保入炉煤煤质，严格控制入炉煤中贫煤的比例是预防结焦的关键。（3）锅炉专业技术人员和值班员对掺烧煤的燃烧工况尚未摸索出有效地调整方法，对燃烧理论的学习和运行经验的总结有待进一步加强，提高运行技术水平。（4）加强巡回检查质量，及时进行各部参数分析，发现异常工况及时汇报并采取有效措施，防止工况进一步恶化。（5）编制符合本单位实际情况的《锅炉大面积结焦和组织清焦事故预案》，在运行和检修部门共同努力下以较快速度清理干净，不造成严重后果。