1、锅炉结焦防治、解决措施及手段 简介 燃烧器形式燃烧器形式 锅炉结焦的主要因素锅炉结焦的主要因素 锅炉结焦的几个部位锅炉结焦的几个部位 各部位结焦原因各部位结焦原因 结焦后的常用调整手段结焦后的常用调整手段 锅炉结焦的预防锅炉结焦的预防 锅炉改造锅炉改造燃烧器形式燃烧器形式燃烧器形式1.直流燃烧器2.旋流燃烧器布置形式布置形式1.四角布置 2.六角布置（褐煤）3.对冲布置锅炉结焦的主要因素 燃烧煤质与炉型、燃烧器结构间有很强的耦合（匹配）燃烧煤质与炉型、燃烧器结构间有很强的耦合（匹配）特性特性 煤质与炉型不匹配 燃烧器对煤种适应能力差 一种或多种不利因素导致一种或多种不利因素导致 一、二次风刚性
2、差造成火焰刷墙 一次风着火距离过近 局部供氧量过大，造成该部位燃烧过于充分，导致局部热负荷过大 假想切圆不合理 火焰偏斜 受热面分配不合理（省煤器、空预器） 监控表记长期失效（氧量表长期失效） 运行人员操作不当 燃烧器区域燃烧器区域 水冷壁 角区 燃烧器最上层喷口至遮焰角区域燃烧器最上层喷口至遮焰角区域 大屏区域大屏区域 后屏区域后屏区域 冷灰斗区域冷灰斗区域 斜坡 灰斗锅炉结焦的几个部位各部位结焦原因燃烧器区域燃烧器区域水冷壁1.火焰偏斜（动量不均匀）2.火焰刷墙切圆过大或上下切圆不统一刚性较差角区1.着火距离过近2.动量不均匀 火焰刷墙 冷态模拟火焰刷墙 随高度变化切圆变大 假想切圆 冷态
3、模拟 各部位结焦原因 燃烧器最上层喷口至燃烧器最上层喷口至遮焰角区域遮焰角区域 煤质特性 配风方式 给煤量上大下小（为提高主汽温度） 火焰偏斜 火焰刷墙各部位结焦原因 大屏、后屏区域大屏、后屏区域 煤质特性 配风方式 给煤量上大下小（火焰中心过高） 煤粉细度过大或制粉系统存在缺陷 蔓延结果各部位结焦原因冷灰斗区域冷灰斗区域斜坡1. 下二次风托粉能力不足（包括：设计原因、运行调整原因、风门挡板损坏等）2. 配风方式不合理灰斗 结构不合理，给落灰提供堆积条件结焦后的常用调整手段常用手段常用手段 运行期间的调整 炉膛出口过量空气系数调整 二次风配风方式调整 一次风浓度调整 一次风速度调整 脉动燃烧调
4、整 检修期间的调整 切圆调整 喷口尺寸调整 一次风系统阻力调整 制粉系统调整目的目的 合理控制或降低炉内燃烧强度 保持炉内火焰的均匀分布 一次风速调整一次风速调整 选择合适的一次风风速，保证最佳的着火距离选择合适的一次风风速，保证最佳的着火距离 四角一次风速调整，一次风火焰尽可能在炉膛断面的几何中心四角一次风速调整，一次风火焰尽可能在炉膛断面的几何中心 煤粉浓度调整煤粉浓度调整 保证四角浓度基本均匀，避免出现偏差过大现象 配风调整配风调整 某区间断内进行局部氧量供给调整（倒三角形、哑铃形）运行期间一次风系统调整一次风速与煤粉浓度分配调整案例1 机组介绍机组介绍 220th自然循环固态排渣煤粉炉
5、，单炉膛、型露天布置。 仓储式制粉系统，一次风速挡板调节 燃烧器采用四角切圆布置方式，每个对角在炉膛中心形成850mm的正向假想切圆 案例1燃烧器形式燃烧器形式 二次风一次风二次风二次风一次风二次风案例1 均等配风方式的常规燃烧器设计特均等配风方式的常规燃烧器设计特点：点：充分燃烧 每层上二次风喷口处过量空气系数均为1.20案例1 化验时间:2005-8-23燃料及灰渣工业分析燃料及灰渣工业分析煤 种-1元素分析碳Cy%取样分析计算结果55.38 2氢Hy%取样分析计算结果3.35 3氧Oy %取样分析计算结果4.59 4氮Ny%取样分析计算结果1.14 5硫Sy%取样分析计算结果1.01 6
6、工业分析灰份Ay%取样分析结果30.03 7水份Wy%取样分析结果4.58应用基挥发份Vy%取样分析结果19.82 9应用基固定碳Fc%取样分析结果45.65 10低位发热量QdyKJ/Kg取样分析结果21646.91 案例1 表盘参数表盘参数 部分主要参数部分主要参数序号项目符号单位数值1记录时间t -23日8:0023日10:002锅炉负荷D主t/h2202193汽包压力PMPa11.2511.354主蒸汽压力P主Mpa10.1710.205主蒸汽温度T主544.35466给水温度Tgs2092097排烟温度Tpy（左右）157/156160/1588炉膛负压Pl（左右）Pa-121/-1
7、44-119/-1509炉膛含氧量O（左右）2.9/3.12.9/3.410上级空预器出口风温Tk（左右）364/363363/36411送风机电流IsA515012引风机电流Iy A63.16313一级减温水量Dyjw（左右）T/h1.5/1.491.5/1.514一级减温开度（左右）%100/100100/10015二级减温水量Dejw（左右）T/h3.0/2.892.98/2.9916二级减温开度（左右）%100/100100/9317给煤量BT/h3331.5 表盘记录分析：表盘记录分析： 主蒸汽温度长期处于高限 一、二级温水量全开，主汽温度不好控制 锅炉不能长期满负荷运行 现场测试现
8、场测试 氧量校准测试 炉膛温度场测试 一次风速、浓度测量案例1 案例1 氧量实测氧量实测 表盘显示2.9/3.1 实际测量4.7/4.4 通过大量表盘参数报表查阅，发现吸、送风机开度有通过大量表盘参数报表查阅，发现吸、送风机开度有较大变化时，炉膛出口氧量也基本保持在较大变化时，炉膛出口氧量也基本保持在2.9/3.12.9/3.1左右左右。案例1 宏观调整（过量空气系数调整）宏观调整（过量空气系数调整） 炉膛中的热量是煤和空气中的氧气发生反应后产生的炉膛中的热量是煤和空气中的氧气发生反应后产生的。作为。作为 反应物质的氧气，其供给的时机段和供给量反应物质的氧气，其供给的时机段和供给量的大小，直接
9、影响着煤粉的燃烧速度和燃尽程度，也的大小，直接影响着煤粉的燃烧速度和燃尽程度，也就是说氧量供给量直接影响炉内燃烧程度。就是说氧量供给量直接影响炉内燃烧程度。案例1案例分析案例分析 从炉膛温度测量可以发现：炉内温度场不均匀，火焰从炉膛温度测量可以发现：炉内温度场不均匀，火焰中心有偏斜现象中心有偏斜现象 造成火焰偏斜的原因：造成火焰偏斜的原因： 安装存在问题 喷口摆角偏差 检修 炉膛变形（安装、放炮） 检修 同层一次风速偏差严重 运行 同层一次风浓度偏差严重 运行 某个角的二次风门存在较大问题案例分析案例分析 一次风速测量（原运行状态下测量）一次风速测量（原运行状态下测量）#1#2#3#4下层一次
10、风35242933挡板开度（%）75909095上层一次风33262734挡板开度（%）85858595 对给粉机转速进行实测对给粉机转速进行实测 给粉机转速就地测量与表盘数据偏差较小 一次风浓度测量（取样称重法），同层各管浓度偏差较小案例分析各项测量数据分析汇总各项测量数据分析汇总表盘氧量不真实，造成实际运行过程中氧量偏大炉膛温度场不均匀，有火焰偏斜现象一次风速偏差较大一次风浓度偏差较小初步判定炉内结焦原因：一次风速偏差大造成火焰偏斜风量过大 设计特性=1.2， 当1.2炉内燃烧强化，同时造成火焰上升案例分析案例分析 具体调整具体调整 以就地实测氧量为准进行氧量调节（降低氧量） 表计校验 辅
11、助参考：送风机电流、挡板开度（负荷一定） 调整一次风速 根据实测数据进行挡板调整#1#2#3#4下层一次风30313129挡板开度（%）501008585上层一次风30313029挡板开度（%）85858585案例分析 炉膛温度场测试火焰中心仍有偏差案例分析 同层一次风速偏差小于5%，二次风门开度基本相同，火焰中心仍有偏差喷口角度（切圆）炉膛断面几何变形一次风挡板问题 一次风调整#1#2#3#4下层一次风30342928挡板开度（%）451007585上层一次风30313029挡板开度（%）85858585案例分析案例分析情况好转固定一次风挡板运行中控制氧量减温水量下降，主蒸汽温度正常掉焦量有
12、所减少停炉检修期间对切圆进行检查、调整停炉检修期间对切圆进行检查、调整检查原因：存在疑问同层一次风调平情况下仍有火焰偏斜检查结果锅炉水平断面几何变形个别喷口角度上倾（喷口与套管间距过小，硬性安装）案例分析案例分析 后因煤质来源发生变化，再次出现锅炉结焦现象，后因煤质来源发生变化，再次出现锅炉结焦现象，锅炉最大稳定出力锅炉最大稳定出力175t/h175t/h 煤质特性煤质特性 发热量高 24543 固定碳 66.7 挥发份 8.1 Fz值5.6(1.52为易燃煤、大于2为极易燃煤)案例分析 Fz=(VFz=(Vadad+M+Madad) )2 2FCFCadad1010-4 -4 由于结焦部位在
13、燃烧器区域因此在调整过程中需控制由于结焦部位在燃烧器区域因此在调整过程中需控制着火距离着火距离 提高一次风速 配风调整二次风调整 根据结焦部位进行调根据结焦部位进行调整整 哑铃型 双塔形 倒塔形 下层上二次风和上层下二次风调整空间有限，无法达下层上二次风和上层下二次风调整空间有限，无法达到煤粉着火有效控制的目的到煤粉着火有效控制的目的 托粉出现问题托粉出现问题 二次风挡板、一次风速无法控制着火二次风挡板、一次风速无法控制着火案例分析检修调整 切圆调整 喷口尺寸调整 一次风系统阻力调整锅炉结焦的预防 加强巡视加强巡视 一般来说结焦有个过程，当炉内出现轻微结焦时，如果及时巡视检查，是可以较早发现的
14、。并且早期结焦不一定会在锅炉表盘中表现出来。当主要参数异常时，例如：主汽温度高，减温水量逐步升高，直至全开，主汽温度仍无法控制，说明炉内结渣已相当严重。锅炉结焦的预防 做好定期热试工作做好定期热试工作 良好的信息沟通（煤质变化应及时进行配风调良好的信息沟通（煤质变化应及时进行配风调整）整） 根据长期大量试验制定切实可性的运行执行卡根据长期大量试验制定切实可性的运行执行卡片（规范操作）片（规范操作） 加强运行人员培训加强运行人员培训锅炉结焦的预防 设备维护过程中的配合（例如：分离器挡板的调整）设备维护过程中的配合（例如：分离器挡板的调整）常规燃烧器调整手段有限 在调整无法解决的情况下，只能进行改
15、造在调整无法解决的情况下，只能进行改造 给水温度达不到设计要求，省煤器受热面积小，为保给水温度达不到设计要求，省煤器受热面积小，为保证锅炉出力燃料量增加证锅炉出力燃料量增加 一、二次风系统空预器面积不匹配一、二次风系统空预器面积不匹配 燃烧器结构与煤质不匹配（对煤种适应范围小）燃烧器结构与煤质不匹配（对煤种适应范围小）分级燃烧装置 首先介绍分级燃烧首先介绍分级燃烧 空气分级 燃料分级 常规燃烧器顶层加装一层燃烬风 其次介绍分级燃烧的好处：在设计过程中就对高度空其次介绍分级燃烧的好处：在设计过程中就对高度空间上的过量空气系数分配做了相应的调整，可较好的间上的过量空气系数分配做了相应的调整，可较好
16、的控制燃烧强度控制燃烧强度分级燃烧 200MW200MW机组空气分机组空气分级燃烧器级燃烧器分级燃烧分级燃烧上二次风上一次风中二次风下一次风下二次风二次风二次风二次风二次风一次风一次风分级燃烧 分级燃烧示意分级燃烧示意分级燃烧 燃烧器区域容积燃烧器区域容积热负荷热负荷 Qv=BQ Qv=BQnet.vnet.v/V/V燃燃烧器区域容积烧器区域容积案例2 某电厂一期工程某电厂一期工程4 4台台200MW200MW机组锅炉均采用机组锅炉均采用DG670/410DG670/410-12-12型煤粉炉。自投产，型煤粉炉。自投产，4 4台锅炉相继出现全炉膛大面积台锅炉相继出现全炉膛大面积严重结焦的现象。
17、结焦部位下至斜坡，上至炉膛出口严重结焦的现象。结焦部位下至斜坡，上至炉膛出口及水平烟道，炉膛水冷壁吸热能力严重恶化，导致炉及水平烟道，炉膛水冷壁吸热能力严重恶化，导致炉膛最高温度超过膛最高温度超过16001600，大屏过热器、高温过热器及，大屏过热器、高温过热器及高温再热器管壁处在长期严重超温状态下。由于减温高温再热器管壁处在长期严重超温状态下。由于减温水量在全开状态下仍然不能控制过热汽温度在最高额水量在全开状态下仍然不能控制过热汽温度在最高额定的定的545545以下，致使管壁温度高达以下，致使管壁温度高达580580。不仅使得。不仅使得锅炉机组只能在锅炉机组只能在155160MW155160
18、MW工况下运行，同时造成锅工况下运行，同时造成锅炉受热面长期超温爆管日益加剧。最终炉受热面长期超温爆管日益加剧。最终4 4台台200MW200MW机组机组降铭牌到降铭牌到160MW160MW勉强稳定运行。勉强稳定运行。 磨煤机实际出力达不到设计出力ZQM-216 8.5型磨煤机设计出力27 t/h，实际运行最大出力仅为23t/h，按照细度R90=21%折算，出力仅有18T/H。在保证一次风量和煤粉细度不太粗的情况下，远远不具备机组满负荷运行时的供粉能力。当煤质变差，原煤含水量增加时，磨煤机出力更低。另外随着磨内碾磨部件的磨损，碾磨能力下降，进一步限制了磨煤机出力，形成恶性循环。 案例2煤粉细度
19、难以控制实际运行中，煤粉细度R90高达45%，R200高达29%，远远超出设计细度要求（R90=21%、R200=2%）表二 细度统计表由于煤粉细度过粗，延迟了燃烧过程，导致燃烧器上部到炉膛出口处高位结渣。 案例2煤粉分配均匀性差 自投产以来，各层一次风管的煤粉浓度偏差较大，自投产以来，各层一次风管的煤粉浓度偏差较大，为解决该问题，在一次风管上加装可调缩孔，通过为解决该问题，在一次风管上加装可调缩孔，通过可调缩孔虽然使得同台磨煤机各一次风管内的通风可调缩孔虽然使得同台磨煤机各一次风管内的通风量保持基本一致（消除了一次风速偏差），但各管量保持基本一致（消除了一次风速偏差），但各管粉量分配不均的问
20、题依然无法解决，相当一部分管粉量分配不均的问题依然无法解决，相当一部分管路的粉量偏差仍高达路的粉量偏差仍高达40%40%（同层对比）。造成炉内火（同层对比）。造成炉内火焰偏斜。焰偏斜。 案例2空气预热器设计问题 在大量调试、运行过程中发现，设计院提供的一次风率为26% ，其中高温热风份额61.8%，低温热风份额38.2%，而制造厂家在设计计算中，将26%的一次风率全部认定为高温热风份额，造成实际运行中，一次风空气预热器相对偏大40%，二次风空气预热器受热面积相对减少20%，造成排烟温度上升15左右。设计排烟温度145，实际排烟温度180。案例2 由于实际排烟温度升高使得锅炉热效率下降约2%左右
21、。锅炉在保证同样负荷的情况下，增加了锅炉燃煤量，也就是说锅炉容积在没有发生变化的条件下，输入炉内的热量增加，炉膛容积热负荷增大，加剧了炉内结焦。而且，空气预热器的设计问题，造成了一次风温偏高，二次风温偏低的问题。一次风温偏高，使得煤粉着火距离短，造成喷口附近水冷壁结焦。案例2 空预器烟气量分配调整空预器烟气量分配调整 通过计算和多次试验，利用堵板减小空气预热器一次风侧受热面积，使排烟温度下降到145147左右，锅炉热效率基本达到设计值。 案例2n燃烧器存在的问题根据靖远煤质的特点，DG670/410-12型锅炉设计的燃烧器与靖远煤质不匹配。煤质工业分析 A ad 7.11 V ad 39.49
22、 Mad 2.92 Cad 50.48 Q net .v .ad 22709 Fz 9.08案例2 鉴于该煤质具有极易着火、极易燃烬的特点，原燃烧器采用均等配风方式，这种配风方式为煤粉的燃烧及时提供了充足的氧量，在燃烧器区域形成高反应区，致使该区域火焰温度极高。另外原燃烧器设计高宽比失调，造成运行中炉膛上部燃烧切圆发展过大，致使火焰刷壁。 案例2 改造后改造后 安全性 一次风着火距离 锅炉结焦问题解决 煤种适应能力提高 后期汽轮机通流改造后锅炉未进行任何改造出力达到220MW 经济性案例2GD-LY双区燃烧技术实施的经济性分析下面以大同二电厂下面以大同二电厂6 6炉燃烧器改造炉燃烧器改造（200MW200MW机组，机组，20042004年改造）为例分析：年改造）为例分析： 某某100MW100MW机组锅炉结焦机组锅炉结焦 常规诊断试验 排烟温度高 燃煤量大 锅炉效率低 各段烟温实测 案例3案例4 某某50MW50MW机组锅炉结焦（旧炉受热面改造）机组锅炉结焦（旧炉受热面改造） 过热汽温高、减温水量大，汽温无法控制 ，以至出现过汽机打闸事故 锅炉出力受限诊断试验运行调整中，火焰中心下降过低导致结焦
