一、什么是锅炉结焦?

结焦是锅炉运行中比较普遍的问题，一般情况下，随着烟气一起运动的灰渣颗粒，由于炉膛水冷壁受热面的吸热而同烟气一起被冷却，如果液态的渣粒在接近水冷壁或炉墙前，已经因为温度降低而凝固，当附着在受热面管壁上时，将形成一层疏松的灰层，运行中通过吹灰很容易除掉。当炉膛内温度较高时，一部分灰颗粒已经达到熔融或半熔融状态，若这部分灰颗粒在达到受热面前未得到足够冷却达到凝固状态，具有较高的粘结能力，就容易粘附在受烟气冲刷受热面或炉墙上，甚至达到熔化状态，粘附熔融或半熔融状态的灰颗粒和未燃尽的焦炭使结焦不断发展。在燃烧过程中，煤粉颗粒中所含的易熔或易气化的物质迅速挥发，成气态进入烟气中，当温度降低时凝结，或者粘附在烟气冲刷的受热面或炉墙上。或者凝结在飞灰颗粒表面，成为熔融的碱化物膜，然后粘附在受热面上形成初始结焦层，成为结焦发展的条件。

二、形成结焦的原因有哪些呢

形成结焦的原因有很多，最主要的有一下几点。我们来分析一下。

1.煤种的影响：结焦的形成，与煤种有直接的关系。煤的质量不好，灰分较大，就容易形成结焦。相反就不容易形成结焦。

2.煤粉质量的影响：磨煤机钢球磨损严重、分离器堵塞及中速磨磨辊磨损、旋转分离器的转速等因素的影响，导致磨煤出力的降低。煤粉的质量下降，无法保证煤粉的安全、温度、高效运送。而无法及时加入煤粉，便会使炉膛长时间的保持很高的温度，使灰分有机会软化液化，给结焦创造了条件。

3.炉膛内温度的影响：炉膛燃烧器区域中的温度越高，灰分就越容易达到软化状态，或者达到熔融状态。这就给结焦制造了源头。形成结焦的可能性也就越大。燃烧区域内的温度越高，煤粉中容易挥发的那部分物质的气化也就越强烈。为结焦由创造了条件。

4.风煤配比的影响：风机对结焦的影响主要是引送、一次风机，锅炉的引风机是用来进将炉膛中燃料燃烧所产生的烟气吸出并送入烟道。由于引风机所吸出运送的烟气是高温的，并带有大量的灰分和杂质。所以如果引风机的风力不足时，就会有烟气中的灰分没有被吸出，便会被高温成软态进而成为液态，这样就给结焦又创造了条件。

5.空气动力场特性的影响：在锅炉的炉膛内。如果火嘴安装的角度不正确，和配风配的就会不合理。这样就会导致炉内的空气动力工况呈不良状态。这样就会造成燃烧的切圆过大，使燃烧中心偏离。高温的烟气便会冲刷水冷壁面。烟气中的熔渣在未得到凝固前就接触水冷壁，瞬时硬化面而形成结焦。

6.煤粉浓度与细度的影响：喷煤的煤粉质量也会导致结焦的产生。

7.热负荷的影响：炉膛容积的热负荷、炉膛断面的热负荷、燃烧器区域的热负荷、炉膛的几何尺寸都对锅炉结焦有影响。

8.吹灰器的影响：锅炉的吹灰器长期不投入使用。受热面上的积灰会逐渐增多，也会被高温缺氧而软态和液态，从而导致结焦。

三、炉膛结焦原因

1、炉内呈还原性气氛，结渣性增强;

2、一次风速偏低;

3、一次风管风量分配不均，造成炉膛火焰偏斜;

4、锅炉运行时负压太高，漏风严重，使主燃烧区严重缺风，还原性加强;

5、运行中燃烧器向下摆动过低，致使煤粉气流直接冲刷冷灰斗;

6、所烧的煤种易结焦;

7、长时间未吹灰;

8、分级燃烧过度，主燃烧区域缺氧，氧量及总风量偏小。

四、采取的措施

1、提高一次风压及降低磨煤机出口温度。按给定的负荷/一次风压对应曲线进行一次风的调整，通过提高一次风压，开大燃料风挡板等措施提高气流刚性，推迟着火点位置，有效地防止了火焰贴墙和煤粉离析。磨煤机出口温度随着煤质的不同还可进行不同的调节，具体应视煤的挥发份而定，高挥发份煤磨煤机的出口温度可调节低些，低挥发份煤磨煤机的出口温度可调节高些;

2、加大炉内空气量，适当提高氧量;

3、控制燃烧器的热负荷。保持每台磨煤机在最佳负荷下运行，严禁超负荷。分散投运燃烧器，由于燃烧不集中，传热分散，降低了炉膛温度，结渣减缓;这也保证了一定的煤粉细度，使煤粉中的粗颗粒不易从气流中分离出来与水冷壁冲撞，到达水冷壁以前已经冷却固化，缩短了煤粉颗粒燃尽的时间，在水冷壁贴壁处不产生还原性气氛，以至于灰熔点降低;

4、辅助风的调整。当炉内整体气流偏转过大、刷墙、结渣较严重时，采用缩腰型配风加以改善;

5、加强吹灰操作，保证受热面的清洁;

6、加强配煤及掺烧煤，选择不易结焦煤。

五、锅炉结焦的原因、危害和解决办法

劣质煤的特点：水份高，灰份大，发热量低，挥发份低，着火点高等。火力发电厂在燃用劣质煤时，一方面，锅炉燃烧不稳，易引起锅炉灭火放炮事故;另一方面，为稳定燃烧需投油助燃，浪费了大量的燃油。同时，飞灰含碳量增大，锅炉效率降低，经济性差。此外，还存在燃用劣质煤，使锅炉易结焦，各受热面磨损严重，锅炉运行各参数不稳，运行人员调整工作量增大等问题。此外，劣质煤是火电厂锅炉运行人员最难调整，最头疼、最不愿燃用的煤种。

六、锅炉结焦的原因

1、结焦与灰熔点有关

结焦的根本原因是熔化状态下的灰沉积在受热面上。可见，灰的熔点是结焦的关键。

煤灰对于高温受热面沾污结焦的倾向,可用灰熔点温度及灰的主要成分来判断煤灰的结渣指标。通常可用灰成分中的钙酸比、硅铝比、铁钙比及硅值来判断其结焦倾向，用Na2O的质量分数可以判断其沾污性。灰的熔点与灰的化学成分、灰周围的介质性质及灰分浓度有关。灰的化学成分以及各成分含量比例决定灰熔点的高低。灰熔点比其混合物中最低熔点还要低。灰熔点越低，锅炉受热面越容易结焦。灰熔点与灰周围的介质性质有关。当烟气中有CO、H2等还原性气体存在时，灰熔点降低大约200℃。这是因为还原性气体能使灰分中高熔点的Fe2O3还原成低熔点的FeO的缘故，二者熔化温度相差200～300℃。灰熔点还与烟气中灰的浓度有关。在其他条件相同的情况下，煤中含灰量不同，灰熔点也会发生变化。这是因为灰分中各成分在加热过程中，相互接触越频繁，则产生化合、分解、助熔的机会也越多，则熔点降低的可能性也越大。

2、 结焦与燃烧器喷射角度有关

若燃烧器安装角度有偏斜、燃烧器本身存在缺陷，燃烧器切圆过大，煤粉气流发生偏斜擦墙，往往会导致锅炉严重结焦。

3、 结焦与燃烧调整有关

燃烧调整不合理，一次风压过低，风速过低，煤粉过细，着火早，二次风速过大，四角风量分配不均匀，四角燃烧器粉量不均匀等原因，均会引起煤粉气流擦墙结焦。若锅炉运行中配风不合理或风量不足，氧量低，会使炉内产生还原性气氛。在投油稳燃时，使用上层油枪，使得上层一次风处热负荷集中，局部炉温高，达到灰熔点，导致锅炉结焦。

4、结焦与锅炉设备漏风有关

炉膛漏风、制粉系统漏风增大进入炉内的风量，降低燃烧室的温度水平，推迟燃烧进程。冷灰斗处漏风会抬高火焰中心，火焰拉长，导致炉膛出口烟温升高，容易引起屏过结焦。空预器漏风，不但引风机电耗增大，而且部分送风量进入烟道，容易造成炉内缺风。

七、锅炉结焦的危害

结焦的危害主要表现在以下一些方面：

结焦对锅炉汽水系统的影响是什么?

①结焦会引起蒸汽温度偏高：在炉膛大面积结焦时会使炉膛吸热大大减少，炉膛出口烟温过高，使过热器传热强化，造成过热蒸汽温度偏高，导致过热器管超温;

②破坏水循环：炉膛局部结焦以后，使结焦部分水冷壁吸热量减少，循环流速下降，严重时会使循环停滞而造成水冷壁管爆破事故。

③锅炉热效率下降：受热面结焦后，使传热恶化排烟温度升高，锅炉热效率下降;燃烧器出口结焦，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能烧坏燃烧器;使锅炉通风阻力增大。

④影响锅炉出力：水冷壁结焦后，会使蒸发量下降;炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，以及通风阻力的增大，有可能成为限制出力的因素。

⑤影响锅炉运行的安全性：结渣后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温;结焦通常是不均匀的，结果会使过热器热偏差增大，对自然循环锅炉的水循环安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响;炉膛上部结焦块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，并且结焦容易形成大量大块焦块，大块焦渣掉落在冷渣斗内堆积不能及时运走使锅炉被迫停运。

结焦会大大缩短锅炉及其设备的使用寿命。排烟的损失增大，锅炉热效率的降低。引风机消耗的电量增加。

1、结焦会引起过热汽温升高，并导致过热汽温、再热汽温减温水开大，甚至会招致汽水管爆破;结焦会使锅炉出力降低，严重时造成被迫停炉;结焦会缩短锅炉设备的使用寿命;排烟损失增大，锅炉效率降低;引风机消耗电量增加;由于结焦往往是不均匀的，因而水冷壁结渣会对自然循环锅炉的水循环安全性和强制循环锅炉水冷壁的热偏差带来不利影响;

2.结焦易成灰渣大块，使捞渣机、碎渣机运输困难，有时会过载跳闸，严重时使渣沟受堵，不得不降负荷运行;

3.结焦若熔合成大块时，因重力从上部落下，导致砸坏冷灰斗水冷壁。低负荷会因掉大块焦而引起燃烧不稳甚至熄火;

4.若造成水冷壁全部结焦时，只有停炉进行人工清焦;

5.锅炉的大焦块掉在捞渣机后，瞬间产生大量的水蒸气，破坏捞渣机的水封，同时使炉底漏入大量冷风，造成燃烧器区域(尤其是下排燃烧器区域)煤粉火焰着火状况的严重恶化，使炉膛负压产生剧烈波动(超限)而引起锅炉灭火。

八、防止锅炉结焦的办法

锅炉结渣原因是多方面的，防止或解决锅炉结焦问题首先应找出结焦的原因，从多方面入手，加以解决。防止和减少锅炉结焦的具体措施如下：

1) 选择合理的运行氧量

锅炉运行氧量即炉内的氧化或还原性气氛，它对锅炉的结焦有非常大的影响，如果锅炉运行氧量偏低，炉内还原性气氛较强，煤的灰熔点就会下降，锅炉就容易结焦。这是因为灰熔点随着铁量的增加而下降，铁对灰熔点的影响还与炉内气体性质有关，在炉内氧化性气氛中，铁可能以Fe2O3形态存在，这时随着含铁量的增加，其熔点的降低比较缓慢;在炉内还原性气氛中(氧量不足)，Fe2O3会还原成FeO，灰熔点随之迅速降低，而且FeO最容易与灰渣中的SiO2形成熔点很低的2FeO?SiO2，其灰熔点仅为1 065 ℃。

当煤质有波动时，运行人员没办法根据实际情况进行调整，造成锅炉燃烧配风方式不是处于优化状态，特别是上层喷嘴煤粉颗粒燃尽性差，有一部分大颗粒煤粉在炉膛出口处尚未燃尽，导致锅炉炉膛出口烟温偏高，结焦严重，由于炉膛截面大，热负荷较小;当煤质变劣时，煤粉的燃尽性能适应能力不强。

炉内吹灰工作，特别是重点区域要增加吹灰次数，如果运行氧量还偏低，必要时适当降低负荷。由于结焦的主要区域在炉膛出口处，此处容易堵塞烟道，增加烟气阻力，引风机出力更显不足，所以要防止结焦与还原性气氛恶性循环的趋势。机组检修时，对空气预热器进行重点清洗，降低风烟道的阻力, 提高风机的出力。

2) 选择合理的炉膛出口温度

对锅炉进行优化燃烧调整试验，对炉膛出口烟温(或高温受热面管壁温度)进行在线监视，在保证主参数合格的前提下，建立在线的优化运行指导系统;通过合理调配各一次风和二次风的运行风门开度以及运行氧量，保证主参数合格和炉膛出口烟温低于燃煤灰熔点的同时来保证蒸汽质量，从而防止炉膛出口结焦;通过对炉膛出口烟温、过热汽温、锅炉负荷、燃烧氧量、炉膛排烟温度等各种运行参数的在线监测，也可以评价锅炉炉膛出口是否会产生结焦，从而防止在燃用不同煤种时锅炉炉膛结焦，并能获得最大的锅炉效率。

3)保证空气和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成还原性气氛，防止局部严重积灰、结焦

当一、二次风的位置、风速、风量设计不合理时，尽管炉内总空气量大，但仍会出现局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还原性气氛。当煤粉炉烟气含氧量低于3%时，由于局部缺氧，将会使CO含量急剧增加。

4) 应用各种运行措施控制炉内温度水平

炉内温度水平高，将使煤中一些易挥发碱性氧化物汽化或升华(1400度以上)，使碱金属化合物在受热面上凝结(1000~1100度)。碱金属直接凝结在受热面上会形成致密的强黏结性灰。可在初始灰层中形成产生低熔点复合硫酸盐反应的条件，还会使含有碱性化合物的积灰外表层黏结性增强，加速积灰过程的发展。煤灰呈熔化或半熔化状态，熔融灰会直接黏在受热面上，产生严重结焦。

措施：加大运行中过量空气系数，增加配风的均匀性，防止局部热负荷过高和产生局部还原性气氛，调整四角风粉分配的均匀性，防止一次风气流直接冲刷壁面，必要时采取降负荷运行。

5) 组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结焦的前提

当灰渣撞击炉壁时，若仍保持软化或熔化状态，易黏结附于炉壁上形成结渣，因此必须保持燃烧中心适中，防止火焰中心偏斜和贴边

6) 四角煤粉浓度及各燃烧器配风应尽量均匀

煤粉喷口煤粉量分配不均匀的状况必然造成炉膛局部缺氧和负荷分配不均匀，在燃烧空气不足的情况下，炉膛结焦状况恶化。当燃烧器配风不均匀或者锅炉降负荷，燃烧器缺角或缺对角运行时，炉内火焰中心会发生偏斜。运行时要尽量调平四角风量，避免缺角情况。

7) 要有合适的煤粉细度

煤粉粗，火炬拖长，粗粉因惯性作用会直接冲刷受热面。再则，粗煤粉燃烧温度比烟温高许多，熔化比例高，冲墙后容易引起结焦。但是，煤粉太细也会带来问题，一是电耗高，制粉出力受到影响，二是炉膛出口烟温升高，易引起结焦。

8) 适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结焦

提高一次风速可推迟煤粉的着火，可使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，可以避免喷口附加结焦。

提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转，避免一次风直接冲刷壁面而产生结焦。

注意一次风速的提高受煤粉着火条件的限制。

9)炉膛出口温度场应尽可能均匀

降低炉膛出口残余旋转，均匀的温度分布可使密排对流管束中烟气温度低于开始结焦温度。应用二次风反切来减少残余旋转。

10) 掺烧不同煤种

煤种掺烧能在一定程度上综合所掺煤种的灰焦特性。低灰熔点煤灰分仍在受热面上沉积，但高熔点固态灰对受热面有一定的冲刷作用，使沉积量降低。

11)配风方面

高负荷开大底层风。加强对炉膛的吹灰，防止低负荷掉灰对锅炉燃烧产生不良的扰动。

12)燃烧中配合化学除焦

根据国内外不同电厂锅炉结焦的情况分析，专家们得出一致结论：不管你的锅炉如何设计，运行上如何精心调整，世界上没有一台燃煤锅炉能彻底堵绝锅炉结焦这一难题!根据科技发展的现状，燃烧中配合化学除焦，应该是目前较好的唯一途径。

捅渣工作，是锅炉运行专业安全风险最高的一项工作!火星四溅乱飞，10多米的钢筋扁钢烧的通红弯弯曲曲，一不小心就会烫到人!控制炉膛的温度场。为使炉膛温度场分布适宜, 降低壁面及受热面附近的温度水平, 防止局部温度过高, 可从运行调整和设备改进方面采取措施。加强运行监视, 及早发现结焦并消除在运行过程中。要根据仪表指示和实际观火口的情况，观察、判断有没有结焦。一方面消除结焦的根本原因，另一方面在开始发生结焦现象时就加以清除。使用锅炉除渣清焦剂。锅炉清灰剂在投人嫩煤中一起送人炉膛进行燃烧时，可以有效改普炉脸内的还原性气氛, 对缓和炉膛内的结焦及尾部烟道结灰有一定的效果, 此外，还可降低排烟温度，提高锅炉效率，一定程度降低烟气中的SO2含量。但清灰剂一般仅作为除结焦辅助之用，主要的防结焦措施还是优化运行方式。锅炉受热管壁喷涂新型防结焦涂层。在结焦严重的卫燃带及相应水冷壁处用火焰喷涂法喷涂奥氏体合金，利用奥氏体合金与炉渣热膨胀系数的不同及化学上两者不具亲和力，减少结焦的可能性喷涂试验比较发现，喷涂后预防结焦有效果。循环流化床锅炉结焦的预防措施 循环流化床锅炉结焦一旦产生，便会迅速增长，焦块长大速度越来越快，因此预防结焦和及早发现结焦并予以清除是运行人员必须掌握的原则。 保证良好的流化工况，防止床料沉积保证燃料制备系统正常工作，给煤粒度符合设计要求。

严格控制料层差压，均匀排渣。采用人工放渣要及时，做到少放勤放，排出的炉渣有渣块应汇报司炉，排渣结束后排渣门要关闭严密。

认真监测床底部和床中部温差，如果温差超出正常范围，说明流化不正常，下部有沉积或结渣，此时，可短时开大一次风，吹散焦块，并打开冷渣管排渣;如不能清除，应立即停炉检修。

低负荷运行时，如发现床温突然下降，除了断煤外，很可能是床料沉积，这时若增大给煤量，反而会加剧沉积，使沸腾床的流化质量变差，造成局部结焦。当判明是床料沉积时，应打开冷渣排放管放渣，待床温正常后，应适当调节至较高负荷下运行。

点火过程中严格控制进煤量

点火过程中，一般床温达到500℃以上可加入少量的煤以提高床温。如果加煤量过多，由于煤粒燃烧不完全，整个床料含碳量增大，这时一经加大风量，就会猛烈燃烧，床温上升很快，甚至超过灰的软化温度，结果造成整床超温结焦。当床温超过1050℃，虽经减煤加风措施，床温仍然上升，此时必须立即停炉压火，一般待床温低于800℃再启动。

变负荷运行严格控制床温

变负荷运行时，严格控制床温在允许范围内，做到升负荷先加风后加煤，降负荷先减煤后减风，燃烧调节要做到“少量多次”的调节方法，避免床温大起大落。

压火时正确操作

压火时先停给煤，再运行几分钟后停风机，压火期间，一定要紧闭各炉门、所有进风门及排渣门。

认真调整一二次风

对于高温分离器，保证任何时候含氧量不低于3%～5%，以降低飞灰可燃物含量，可防止分离器和返料机构内发生二次燃烧而超温。运行中要定期察看返料的情况，监视返料器床层的温度是否正常。若超出正常值很多，可能是发生了二次燃烧。此时应加大返料风量，打开返料床排灰阀放灰。若温度低于正常值很多，说明返料器发生了堵塞，此时应打开排灰阀放灰，同时加大返料风量。若仍不能消除故障，则必须压火检修。

锅炉启动期间，返料装置应充满灰

锅炉启动期间，返料装置必须充满灰后方可投入，否则风会反窜。点火初期先不投返料风，待底料中的细灰充满返料装置后则应开返料风(一般是点火后半小时)，保证床内有料，否则，床温将难以控制。

安装炉膛差灰装置和返料增压风机

为监视返料机构是否正常工作，避免结焦或堵塞，可安装炉膛差压装置和返料增压风机。炉膛差压指燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差，是监视返料器是否正常工作的一个参数。一般炉膛差压控制在0.5 kPa以上。运行中若炉膛差压突然降低，则表明物料循环中止，返料器发生了堵塞。运行中只要认真监视炉膛差压，返料机构结焦是可以预防的。

为提高返料风压头，保证返料床层良好的流化和移动状态，在一次风压不能满足返料要求时，安装返料风增压风机对预防返料器结焦是非常有意义的。

改变燃煤的焦结特性

做好入炉煤的搭配，改变燃煤的焦结特性，对预防循环流化床锅炉结焦具有明显的实用意义。

启运前准备充分

在每次锅炉启动前，应认真检查风帽、风室，清理杂物，启动时，应进行冷态流化试验，确认床层布风均匀，流化良好。

在流化床锅炉运行中，良好的流化质量是防止结焦的关键，同时运行中尚应认真调整好煤量、风量，严格控制床温及料层差压等运行参数。

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