电厂600MW超临界直流炉结焦的原因与对策分析

摘 要：本文将详细介绍电厂600MW超临界直流炉出现结焦的主要原因，通过专业的研究与调查，找出改善结焦现象的有效对策，如改造直流炉内部装置、定期使用除焦剂、缩减炉底漏风现象及增加直流炉燃烧控制等，从而使直流炉的运行变得更为顺利。

关键词：电厂600MW超临界直流炉;结焦现象;除焦剂

引言：电厂内部的直流炉在运行期间若不采用适宜的管理手段会出现多种问题，要通过相关人员的专业治理来提升该机组运行的稳定性、安全性。

一、电厂600MW超临界直流炉出现结焦的主要原因

为找寻600MW超临界直流炉在电厂中的实际运用效果，以奉节发电厂为例，我厂锅炉采用了东方锅炉（集团）股份有限公司制造的型号为DG-1852/25.31-Ⅱ8型锅炉，其主要技术特征为超临界参数、W型火焰燃烧、垂直管圈水冷壁变压直流锅炉。单炉膛露天岛式布置，燃用无烟煤，一次再热，平衡通风，固态排渣，全钢架，全悬吊结构，п型锅炉。现全面研究了该类直流炉的运行状态，更好地发现并解决其存有的相关问题。

我厂有2台600MW超临界直流炉，在正式运行期间其给水温度与出口排烟温度分别为262、126℃，锅炉的运行效率在93.33%左右。

（一）直流炉的设计问题

在此类直流炉运行过程中其出现了不同程度的结焦问题，形成该类问题的主要原因为该炉整体结构设计出现问题。具体来看，锅炉钢架总高度71600mm，全炉膛高度为55853mm，下炉膛尺寸（宽×深×高）32121×17100×21418mm，上炉膛尺寸（宽×深×高）32121×9960×34435mm，冷灰斗倾角为55°，炉内燃烧区域敷设卫燃带830㎡。在全面了解了600MW超临界直流炉的标准设计后，相关人员可发现该炉的具体数值与标准数据不符。此外，受直流炉形态的影响，该炉内的煤质也会发生一定程度的改变。正常来讲，在燃烧直流炉的过程中使用到的煤质会对该装置内部的结焦产生重要影响，产生结焦的原因多为煤种内部的灰质成分会受到熔化温度的影响，受直流炉结构影响当其燃烧煤质出现低发热量、低灰分时，其内部的着火特质会使煤种燃烧殆尽继而产生严重的结焦现象[1]。

（二）还原性气体较多

当直流炉内部存在较多的还原性气体时，会适时缩减相关烟尘的熔点温度，引发不同程度的结焦现象。在实际使用该电厂内部的600MW超临界直流炉的过程中，由于该预热器内部的回转式空气存有严重的漏风率，与标准的设计指标12%相比，该项数据严重超标，在漏风率持续增加的情况下，直流炉中的烟气流量也会超出设计范围。在直流炉运行过程中若将送风量的值控制在较低水平，该炉内的燃烧将呈现不完整状态，也生成一定数量的CO气体。当煤灰与CO类型的还原类气体发生接触，则煤灰内部的高熔点气体将还原为低熔点气体，将其熔化温度适时降低，具体数值在1000-1200℃左右，无形中增加了结焦的几率。

（三）存有炉底漏风现象

电厂内部的直流炉在运行过程中会产生结焦的另一项原因为直流炉的炉底出现漏风现象。具体来看，研究人员可发现该电厂中的直流炉炉底的低渣使用的出渣系统为干式，也就是说在正常使用时其炉底内部会出现不同程度的漏风现象，且以冷风偏多。在直流炉的炉底出现漏风期间会适时缩减炉膛内部的风量，若该类风量的数值不准确就会使炉膛内部的火焰出现中心上移現象，导致炉膛顶部的烟气温度持续上升，从而引发直流炉内部的结焦现象。

（四）测温控制不合理

对于电厂内部的直流炉来说，相关人员需挑选出适宜的类型，在实际应用中本工程的电流炉的膛壁测温点的数量与位置不合理，若局部温度出现超温现象，在该直流炉中难以被发觉，会给直流炉内部质量带去较大影响。此类直流炉在运行过程中若其受热面遭受结焦时，在该现象出现的起始阶段其生成的焦会呈现出疏松、不连续状态，在该阶段若不及时控制结焦范围或清除其表面的灰尘，会严重影响受热面的相关系数，降低传热导数，持续增加其表面的粗糙程度，进一步升高该炉膛内部的温度，继而导致其内部的燃烧物出现结焦、恶化等不良现象。

二、改善电厂600MW超临界直流炉结焦的有效对策

（一）改造直流炉内部装置

在发现电厂内部直流炉内的结焦问题后，技术人员应针对该现象与其背后生成的原因采取针对性地改进措施。

首先，相关人员要及时改造直流炉的内部装置，通过增加过热器内部受热面管的长度来换取换热面积，增强对过热器的改造效果，在完成该器械的内部改造使其炉膛出口的烟气获得冷却，有效避免其受热面出现结焦现象。

其次，技术人员还要挑选合适的直流炉或对该炉的内部结构进行改造升级，使其内部的各项数据指标达到项目设计标准。在使用煤炭燃烧的过程中还要主动改进该煤炭内部的灰熔点，与标准灰熔点相比，若其实际的数值较低其产出的灰粒将极易发生软化现象，并出现结渣、结焦现象，将燃烧器中的喷嘴堵塞。针对该类煤粉来说，尽量不要与其他煤粉混合使用，若一定要混合燃用则要在电量负荷程度较低时选用[2]。

最后，相关人员还可在直流炉附近安装吹灰器，在正式采用600MW直流炉期间其表面会形成一定数量的灰尘，若不及时或定期清理将会给该设备的正常运行带去较大的安全隐患，也会产生结焦现象。工作人员依照该电厂内部直流炉运行的具体状况，在其附近添加4只性能相近的吹灰器，其吹灰压力可设置在2MPa左右，依照每日的负荷情况来安排吹灰次数，正常来讲，每日的数量需达到2-4次，完成运行后的吹灰其效果更佳。

（二）定期使用除焦剂

在直流炉运行期间若其始终存有结焦现象，相关人员在改造该整体装置的过程中还可使用多种不同类型的除焦剂。一般来讲，针对新型锅炉而言，其内部除焦剂可包含稳定剂、改性剂、清洁剂、脱硫剂与催化剂等，在除焦剂进入到直流炉内部的高温区间时，其会紧密依附在热交换面中，并迅速与焦渣显现出化学反应，不仅让焦渣形态变得粉化与疏松，更要将结渣附近的酸性氧化物中和吸附，利用其内部存有的催化成分来改变焦渣中的沉积物，使之形成不同形态的共熔物，通过降低分解温度来提升分解速度，有效改变其化学成分与物理状态，使其整体形态变化成疏松、多孔形状，通过瞬间的分解爆炸后进行自动脱落，改善直流炉内部结焦效果[3]。

（三）缩减炉底漏风现象

一方面，相关人员在改造直流炉炉底时，要注意对该机械底部干渣机的管控，利用科学的运行来有效调节该炉底的液压关断门，有效维护并缩减该干渣机内部的风门调节问题，使其漏风量小于此前设计的标准值，值得一提的是，设计值大约占据总风量的1%。另一方面，工作人员还要采用合适的方式来控制直流炉内部装置的漏风现象，在设计该类装置的初期就要严格保障其内部的漏风率，通过源头上的削弱来降低其漏风的概率。为掌握适宜的漏风值，相关人员可依照直流炉的运行状态来设计漏风量或漏风率的试验，经过测量两个直流炉的漏风率分别为12.4、10.9%，在采用适宜的维修方式后对直流炉底进行了系统性改造，改进了该装置的密封方法，有效减弱其漏风系数，在增强炉膛风量的基础上，降低结焦现象出现的概率。

（四）增加直流炉燃烧控制

其一，在正式运行期间要严格监察直流炉内膛壁的壁温与烟气温度，若烟气温度在1150℃以上，则要精准调整其燃烧状态，借助磨煤机的提升来旋转其分离器的转速，具体来看，可将中上层磨煤机的分离器设计成40%、底层设计成35%;从温度上将上层温度设定在75℃、中下层的温度为78℃。

其二，工作人员要及时观察炉膛内部的火焰发展状态，若其在燃烧时与燃烧器距离过近，要立即调整其位置，要適当设置二次挡风板，将锅炉氧量始终控制在2.2%左右。

其三，电厂内部管理者还要定期检查直流炉的吹灰情况，要依照相关器械的具体运行情况来采用对应的吹灰方式，要及时掌握有效的吹灰位置，通过执行该项工作来有效提升直流炉的运行效率，降低结焦现象出现的次数。

总结：综上所述，在直流炉运行期间生成结焦现象的原因较多，管理人员应科学找出其错误的运行方式，通过对结焦的及时清除来保障运行效果。

参考文献：

[1]吴士区.600MW超临界直流锅炉结焦解决分析[J].能源与环境，2019（04）：43+45.

[2]冯磊.600MW机组直流炉掺烧低熔点煤种运行措施研究[J].中国设备工程，2019（14）：108-109.

[3]赵林蕤.600MW π型直流炉并网初期脱硝超净排放控制[J].河南科技，2019（16）：82-84.

作者简介：

张伟（1983.7），男，汉族，四川乐山，高级工，大学本科，主要从事火力发电厂600MW超临界机组运行绩效考核工作。