锅炉燃烧调整减少结渣的方法与思路

锅炉燃烧调整减少结渣的方法与思路

王梦迪

单位：大唐吉林发电有限公司长春第三热电分公司

邮编：130103

摘要：锅炉结渣是影响锅炉效率和安全运行的重要问题，结渣不仅会降低热传递效率，增加能耗，还可能导致设备损坏和停机事故。因此，通过燃烧调整来减少结渣，是提高锅炉性能的关键措施。这需要对燃烧过程进行精细控制，优化燃料与空气的混合比例，以及采用先进的监测和调整技术，确保燃烧稳定且高效，从而有效减少结渣的形成。

关键词：锅炉；燃烧；调整；结渣

引言

在锅炉运行中，结渣问题一直是困扰操作人员的技术难题。结渣不仅影响锅炉的热效率，还可能引发一系列安全问题。因此，探索有效的燃烧调整方法以减少结渣，对于保障锅炉的稳定运行至关重要。这包括对燃烧器的设计和布置进行优化，调整燃烧参数，以及实施定期的维护和清洁措施。通过这些综合手段，可以显著降低结渣风险，提升锅炉的整体性能。

1设备概况

该设备是一台300兆瓦的亚临界固体煤炉，具备单个蒸汽包、中间加热和控制循环等先进特性。其开口排气高度为50100毫米，宽度11970毫米，深度11760毫米。锅炉采用中间滚动钢球喷射系统，配备四台设备，采用热风粉末燃烧技术。燃烧方式为方形圆形结合，煤炭喷嘴分布在四个不同高度，并具备振动功能，以优化燃烧效率。风道设计为三层，磨损喷嘴稳固地设置在较低的10层，采用水平薄喷嘴结合二次风，以煤粉混合物提高燃烧稳定性。油负荷调节范围较小，设计圆直径为1580毫米，锅炉煤的精度（R90）为16%，整体设计旨在提升燃烧效率和锅炉性能。

2锅炉结渣的原因分析

锅炉结渣的原因分析表明，通过炉子的检查发现，SOFAN3空气口、N1燃料角和N2燃料角存在残留物，这些残留物粘度高，虽然可以清洗干净，但在检测区域，SOFA区域和燃烧区域的水冷壁上并不罕见。测得的最大火焰温度达到1252°C，接近全灰的熔点，这表明大面积的锅炉残渣不大可能从泥浆中清除。这些残渣呈现深灰黑色，尺寸约40cm，可视为局部泥浆。对于局部结焦问题，首先需要排除局部结焦操作，并在600MW负载下进行燃烧试验。试验包括氧气变化条件的测试、可变条件的测试、风角的测试、可变二次阀的测试、压力变化的测试、可变轴承的调整和断裂的测试。调整后，虽然乘务员确认工作合理，但部分解决问题尚未完全解决。进一步的现场验证分析揭示，局部富集的主要原因是低冲击角和燃烧器下沉。燃烧器的低振动角处于低振荡状态，这导致火焰的动态不平衡，缺乏方形点火支撑，容易发生在燃烧器底部。当玻璃落下后，风刚度不够，火焰会蔓延，局部温度过高，会造成局部残留。这种情况下，火焰的动态不稳定性和局部高温共同作用，导致了锅炉内部的结渣问题。

3锅炉燃烧调整减少结渣的方法

3.1运行和检修措施

在设备维护后，进行热风调节实验是至关重要的，这有助于确保同一角度的风速保持平衡，从而消除风速偏差对锅炉空气动力学场的不利影响。通过增加锅炉的工作氧量，可以减少炉内大气的影响，进而降低对废物处理的压力。实践经验显示，一些发电厂通过减少运行中的氧气量来控制NOx排放，虽然这能使炉内NOx排放量保持在较低水平，但也会导致炉内氧气严重短缺，影响废水的冷却效果。为了优化煤炭燃烧过程，需要根据其实用特点调整通风方式，并优化一、二次空气的混合，以避免局部还原大气的产生。炉内局部损耗也会对空气动力场产生影响，因此在运行过程中，必须定期检查火坑、接地装置等关键部件的状态。在维护期间，设备的设计应确保一、二次空气开口在炉膛内得到有效集中。如果发现集中不良，必须及时清理。对于喷嘴的振动，应确保其正常且角度一致，一旦发现缺陷，应立即进行维护。这些措施有助于保持锅炉的高效运行和延长设备的使用寿命。

3.2燃烧器垂直摆角检查调整

在燃烧器垂直摆角检查调整中，发现由于部分燃烧器的振动角度倾斜，导致火焰立即失去平衡，四个燃烧支撑角度不足，燃烧器下降容易产生碎片。现场验证显示，F#1层（炉子左侧，锅炉B侧）的燃烧器喷嘴喷射角问题较为严重，尤其是#3所有E级喷嘴对F级燃烧器的摆动角度。为防止锅炉局部聚焦，对燃烧器的垂直振动角度进行了调整，确保“四个一致”：DCS燃烧器的振动角度与反馈一致，DCS的开口与现场振动角度的开口一致，振动角度的实际位置与规模一致，外部振动角度的位置与炉内喷嘴的位置一致。同时，要求每次停机检查燃烧器振动角度，并立即解决任何问题，以确保燃烧器的正常运行和锅炉的安全。

3.3设备改造

在面对锅炉废弃物问题时，若燃烧效果调整和混煤燃烧方案均未能取得显著成效，设备改造成为解决问题的关键途径。国内一些发电厂通过改造燃烧器，成功解决了锅炉废弃物问题。例如，通过消除燃烧稳定剂和减少一次气流，从根本上改善了锅炉废气排放。广东磁电厂则通过更换燃烧器并增加锅炉加热面积，有效解决了锅炉着火问题。在制定设备现代化计划时，必须考虑市场煤炭供应的变化，以及锅炉改造后的经济效益和环境影响，确保改造方案既能提升锅炉性能，又能满足环保和经济的双重要求。

3.4喷燃器隔板——钝体修复

在燃烧器主体部分脱落的情况下，进行修理或更换燃烧器喷嘴，并进行冷试验，包括空调试验，确保四风转速一致。在满负荷状态下，通过正压塔的空气分布，利用下部燃烧器（修理后）的30%振动角度进行加热，直至冷却水达到预定温度。对于角燃烧器F#1，必须移除凹槽，以便破碎机跳跃并加固凹槽。随后，按照指定序列号添加4.5材料，将4系列编号从18毫米×20毫米×40毫米更改为18毫米×20毫米×80毫米。序列号52对应的是喷嘴。序列号4和5需焊接到喷嘴体的所有接触表面，但避免焊接到凹面。焊接材料选用667耐磨钢丝，焊接长度设定为10mm，而焊接长度4应为40mm至80mm。经过这些修复措施，确保了燃烧器的正常运行，并彻底解决了燃烧器和燃烧器的垂直摆动问题，从而保障了锅炉的稳定和高效运行。

3.5锅炉燃烧优化技术

为了进一步减少锅炉结渣，采用燃烧优化技术是必不可少的。这包括使用先进的燃烧控制系统，如自动燃烧优化系统（ACO），该系统能够实时监测和调整燃烧参数，以确保最佳的燃烧效率和最小的污染物排放。通过精确控制燃料和空气的比例，可以避免炉内局部过热和氧气不足，从而减少结渣的形成。此外，引入智能预测模型，如基于机器学习的燃烧优化算法，可以预测和预防结渣问题，通过分析历史数据和实时操作条件，自动调整燃烧策略。这些技术的应用不仅提高了锅炉的运行效率，还延长了设备的使用寿命，减少了维护成本。

3.6锅炉水冷壁清洁与维护

水冷壁的清洁与维护对于防止锅炉结渣同样至关重要，定期进行水冷壁的检查和清洗，可以有效去除附着的灰渣，防止其积累导致热传递效率下降。使用高压水射流或化学清洗方法可以清除顽固的结渣，而超声波清洗技术则能够深入到微小缝隙中，彻底清洁水冷壁表面。在维护过程中，还应检查水冷壁的完整性，修复任何可能存在的裂缝或损伤，以防止热应力引起的进一步损坏。此外，通过改进水冷壁的设计，如增加翅片或改变管道的排列方式，可以提高其热交换效率，减少结渣的可能性。这些维护措施的实施，确保了锅炉的长期稳定运行，同时降低了由于结渣引起的能耗增加和设备损坏的风险。

结束语

综上所述，通过精细的燃烧调整和科学的管理维护，可以有效减少锅炉结渣，保障锅炉的高效和安全运行。这不仅需要操作人员具备专业的技术知识，还需要采用先进的监测和控制技术。未来，随着技术的进步和经验的积累，锅炉结渣问题将得到更好的解决，锅炉的运行效率和安全性也将得到进一步提升。

参考文献

[1]甘加耀.复杂燃料下煤粉锅炉结渣特性的数值试验及防结渣优化研究[D].东南大学,2021.

[2]甘加耀,钟文琪,周冠文,等.复杂煤种锅炉水冷壁结渣特性的数值模拟及防结渣配煤优化[J].中国电机工程学报,2021,41(22):7681-7692.