廣東省湛江電力有限公司（以下簡稱湛江電廠）4號鍋爐為DCI 025/18.2．Ⅱ型、亞臨界壓力參數、一次中間再熱、單汽包、自然循環、單爐膛、平衡通風、尾部雙煙道、固態排渣、煤粉汽包爐。鍋爐設計煤種為晉東南無煙煤和貧煤各半的混煤，采用鋼球磨中間儲倉式熱風送粉系統，四角布置直流式煤粉燃燒器，切圓燃燒。假想大小切圓為Ø800 mm、4600 mm，每只燃燒器各有8層二次風噴口，4層具有穩燃作用的多功能船體一次風噴口和2層三次風噴口組成，在鍋爐尾部后豎井下設置有2臺容克式三分倉回轉式空氣預熱器。鍋爐輔機配有2臺靜葉可調軸流式引風機，2臺動葉可調軸流式送風機，2臺離心式一次風機，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
    鍋爐運行以來經常結焦，大量掉焦把冷渣斗的排渣孔堵死，以致檢修人員經常要打開渣斗人孔門打焦；并造成爐膛負壓過大，導致鍋爐滅火。這不僅嚴重影響了機組的安全經濟運行，也給設備安全、人身安全帶來了許多隱患，因此，急需找到引起爐膛大量結焦的原因，以便采取針對性的措施加以解決，從而保證機組安全、穩定、經濟運行。
1、鍋爐結焦主要原因分析
1.1煤質的變化
    煤質的部分特性如揮發分、硫分、水分、灰熔點等直接影響鍋爐的運行狀態。湛江電廠設計燃用煤種為無煙煤和貧煤各半的混煤，由于燃煤的供應關系，后來改燃用澳洲混煤。這種含硫量大，灰熔點低，較容易結焦。2種煤種的指標比較見表1。
    (1)由于澳洲混煤的含硫量，為0.61%，根據有關文獻及燃燒含硫煤的大量運行經驗表明，隨著含硫量的增加，鍋爐的結渣現象加劇。
    (2)澳洲混煤的灰熔融特性較差，其DT=1 120℃．ST =1 250℃，HT =1340℃。從“七五”期間提出的我國煤種的結焦判別指數來看，ST >1390℃，結焦程度輕微；1260℃<ST<1 390℃，結焦程度中等；ST<1260℃，結焦程度嚴重。澳洲混煤ST =1250℃；結焦程度屬嚴重類型。
    (3)設計燃煤灰熔化溫度HT為1500℃，爐膛出口煙溫為l  156℃，但澳洲混煤灰熔化溫度HT為1 340℃，根據爐膛實測結果表明，當鍋爐全燒澳洲混煤，而且負荷在220 MW以上，從鍋爐18.9—42m處爐膛內各段溫度均高于澳洲混煤的灰熔化溫度HT=1240℃，燃燒器周圍的看火孔結焦已呈流體狀，說明在弱還原性后氣氛中鍋爐容易結焦。
1.2加設衛燃帶的影響
    4號爐爐膛寬度為12.8 m，爐膛深度為12.22m。鍋爐的爐膛設計時，假想切圓較大，為Ø800 mm。根據設計煤種，爐膛火焰靠近爐墻燃燒，爐膛未敷設衛燃帶，鍋爐設計爐膛容積熱負荷qv =429×103 kj/( m3．h)，爐膛斷面熱負荷qF=18. 26×106 kj/( m3．h)，能滿足設計煤種要求。由于近2年來燃煤供不應求，來煤質量不穩定，經常燃用熱值及揮發分較低的非設計劣質煤種，2004年底在燃燒器周圍全部加設了100 1112的衛燃帶，以提高燃燒器區域壁面熱負荷，加強爐膛著火狀況及穩定燃燒。由于衛燃帶起絕熱作用，衛燃帶上的的溫度與爐膛中心溫度相差無幾，燃燒器區域壁面熱負荷過大，使衛燃帶上溫度很高，超出灰熔化點溫度，容易結焦。另外，4號爐的直流燃燒器噴口鈍體易讓煤粉氣流在燃燒器周圍產生回流，處于熔融或半熔融狀態的粉粒和灰粒就很容易粘附在高溫的衛燃帶上，形成結焦，而且燃燒器周圍壁面上一旦形成了焦，就會惡性循環，結焦會愈來愈嚴重，因此，4號爐頻繁結焦而形成渣斗堵渣。
1.3實際切圓偏移、偏大
    4號爐停爐后實地觀察，爐膛C、D角的結焦情況較A、B角嚴重，且焦塊較大。根據廣東中試所對4號爐假想切圓的測量及空氣動力場試驗表明，切圓向爐膛CD面偏移中心400 mm，切圓擴散為+880 mm。經檢查，切圓偏移、偏大是由于2004年大修期間，對所有燃燒器及一次風管更換后，未對假想切圓校正所引起。由于切圓較偏向爐膛CD面，粉粒和灰粒更容易在C、D角燃燒器周圍吸附，因此C、D角燃燒器周圍結焦更嚴重。由于切圓偏大，爐內氣流旋轉動量矩變小，煤粉氣流更容易刷墻，旋轉氣流中較粗的煤粉顆粒、灰粒更容易甩到墻壁，形成結焦。另外，切圓變大，加劇了一次氣流的偏轉，這些都增加了結焦的機會。
1.4爐膛吹灰的影響
    當鍋爐受熱面有少量結焦時，及時吹灰，可以加強受熱面的換熱效果，避免燃燒惡化和加劇結焦。因為在受熱面結焦的初始階段，生成的焦尚呈不連續、疏松狀態，若及時吹灰清除，可減輕結焦程度，否則結焦較多后，會使受熱面的傳熱系數降低，爐膛溫度進一步提高，更容易引起惡性循環結焦。但由于湛江電廠規定的吹灰次數過少，也顯得不及時。因此，4號爐結焦嚴重性不可避免。
1.5運行工況的影響
    運行工況如煤粉細度、一次風、二次風的風速、燃燒所需的風量，即過量空氣系數、爐膛出口煙溫等對鍋爐的結焦有較大的影響，由于煤種改變后對燃燒非設計煤種經驗不足，對燃用非設計煤種時運行工況調整有所欠缺，因而加大了鍋爐運行中的結焦程度。
2、防止鍋爐結焦措施
2.1優化配煤，提高燃煤的灰熔點
    由于湛江電廠現在燃煤不是設計煤種，來煤多為澳洲煙煤和越南無煙煤。澳洲煙煤的熱值高、揮發分高，但是灰熔點低，易著火也易結焦；越南無煙煤熱值低，揮發分低，但是灰熔點高，不易著火也不易結焦。要根據當時2種來煤的煤質進行摻煤燃燒，摻混后煤種的熱值、揮發分與設計煤種的熱值、揮發分愈接近愈好，因為這樣不僅能保證鍋爐安全運行的要求，而且能滿足鍋爐負荷的要求；而混和煤的灰熔點應愈高愈好，這樣可以防止鍋爐結焦。根據經驗，澳洲煙煤與越南無煙煤按1：1或3:2比例摻和，燃燒狀況穩定，結焦程度較輕微，鍋爐運行良好。
2.2對衛燃帶改造
    對衛燃帶的改造，要與配用的煤質相適應，兼顧鍋爐燃料的經濟性和安全性。在提高燃燒穩定性和強化著火的同時，防止鍋爐大面積結焦。針對湛江電廠現在幾乎完全燃用越南無煙煤和澳洲煙煤的混煤，其水分大，揮發分低，因此，應減少衛燃帶面積，即把衛燃帶的面積從原來的100m2減少為15m2。衛燃帶采用分隔布置，只保留一次風噴口周圍部分，其它部分全部去掉。由于衛燃帶的銷釘分布較密，易形成掛焦，衛燃帶去掉后，其銷釘也應全部清除干凈。
2.3矯正切圓的偏離，使切圓符合設計值
    用紅外線檢測儀重新對四角燃燒器的一、二、三次風噴口及風管進行精密調整，讓假想切圓的中心位于爐膛中點，其最大的切圓為∮800mm，正偏差為零，負偏差10mm之內。
2.4合理加強吹灰
    吹灰是防止爐膛結焦的重要手段，吹灰應考慮既保證吹灰效率，也應避免吹灰過多影響受熱面管子。要求每天對鍋爐受熱面全面吹灰4次，特別是易結焦的部位要加強吹灰。
2.5適當調整運行方式
    (1)由于燃燒非設計煤種，為防止鍋爐結焦，應合理調整過量空氣量，控制氧量在5%~6%，防止在爐膛受熱面附近產生還原性氣氛，特別是要控制爐膛出口煙氣溫度不高于設計值l  156℃，避免爐膛出口結焦。
    (2)如燃燒器周圍開始有結焦現象，應適當增加易結焦部位二次風量，保證燃燒區域受熱面附近處于氧化性氣氛下。
    (3)根據配煤的情況，選擇適當的一、二次風速，一次風速應達到22.5 m/s，二次風速應達到44.5 m/s；減少煙氣回流，防止不完全燃燒造成灰粉在高溫軟化狀態粘附在受熱面上繼續燃燒，形成惡性結焦。
3、結  語
    湛江電廠在采取上述幾項措施對鍋爐的嚴重結焦情況治理后，其安全、經濟水平有了很大提高，1年多以來，鍋爐結焦狀況較輕微，沒有再發生過掉焦滅火事故，渣斗堵渣現象也消除了，這說明所采取的措施是行之有效的。
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