【干货】|关于火电厂预防锅炉塌焦分析

一、概述

目前，随着火电机组的容量越来越大，锅炉热负荷越来越高。受燃煤市场调节的影响，企业为实现最大利润，往往掺烧更为廉价的低热煤中或进口煤种。煤种的多变对炉内结焦有着重要的影响。锅炉塌焦（也称落渣）是指燃煤灰分在炉内高温环境下软化粘附于锅炉受热面上，锅炉结焦不仅影响受热面传热系数，更甚者当大块焦块集中掉落时，对炉内燃烧产生极大的扰动，炉膛负压将大幅晃动。实际运行中因锅炉塌焦而造成炉膛熄火的情况时常发生，可以说锅炉塌焦时威胁锅炉安全运行的重要因素之一。

某厂两台1000MW超超临界锅炉，也不止一次发生炉膛塌焦。本文以该厂运行情况为例，对锅炉结焦、塌焦做一分析。

二、某电厂锅炉塌焦情况

4月16日#2机组负荷420MW,D、E、F三磨运行，4:46发生塌焦，炉膛负压-1016Pa~+1485Pa,火检D3、E2、F3、F4信号消失。投用E、F层油枪稳燃，4:55恢复正常；

4月30日#2机组负荷560MW,D、E、F三磨运行，22:43发生塌焦，炉膛负压-406Pa~+493Pa,火检信号正常；

5月02日#1机组负荷510MW,D、E、F三磨运行，3:09发生塌焦，炉膛负压-586Pa~+1028Pa,给煤机F跳闸，火检信号大面积消失。投用E、F层油枪稳燃，3:15恢复正常。

三、锅炉塌焦原因分析

锅炉塌焦是一个连续发生的过程，其脱落原因主要有：

1.渣块累积过程中，在重力作用下渣块不断自然脱落；

2.人为清洁受热面，利用吹灰选择性清除受热面上的渣块；

3.由于变负荷过程中受热面受热不均，渣块与金属受热面收缩、膨胀程度不同产生应力，使渣块与受热面出现部分剥离，当渣块自身重力大于其粘附力时，渣块集中脱落。

炉灰在高温下软化，遇到受热面冷却并粘附在受热面上形成渣块。在锅炉变负荷情况下，因渣块与受热面膨胀系数不同产生应力，应力大小正比于炉膛温度的波幅及波动速率，在应力作用下渣块与受热面接触部分逐渐剥离，应力越大其剥离面积越大，相应粘附力越小，当粘附力不足以平衡其自身重力时渣块掉落。由于高负荷期间炉内温度较高，结渣程度远大于低负荷阶段，因此低负荷出现掉渣的概率大于高负荷阶段。4月16日#2炉塌焦，其原因正是长时间超低负荷运行中渣块冷却脱落所致。检修启动之后负荷率较高，特别是4月10日至14日，日均负荷达到80%以上，最低负荷也大于600MW。4月16日夜班，由于机组做单吸风机运行试验，负荷长时间维持400MW。由于该负荷为并网以来最低、维持时间最长，对炉内温度冲击最大，大量以往在降负荷过程中未掉落的渣块集中脱落。

4月30日及5月2日两次锅炉塌焦，其原因略有差异。以往为控制受热面结渣程度，加仓方式上，利用结渣特性较好的大同煤与神木煤以1:4配比掺烧。但自4月27日中班起，#1/2机组进行燃煤直加仓实验，试验期间两台机组全部燃用神木煤，该煤种属易结渣煤种，直加仓期间炉内结渣速度及结渣量较以往大幅提高，受热面整体污浊程度有所增加，从实验期间再热汽温度、再热汽减温水量及炉膛出口烟温来看也证明了这一点，两次炉内塌焦的原因在于：

1.由于神木煤灰熔点较低，以往采用混烧大同煤的方法来控制锅炉结渣程度。此次直加仓实验全部燃用神木煤，即使5月1日实验结束后，由于机组负荷较低，C仓大同煤实际配烧比例较低，燃煤仍以神木煤为主，无论从受热面结渣的速度还是结渣量来看，都有远大于以往水平。