一、電廠600MW超臨界直流爐出現(xiàn)結(jié)焦的主要原因

為找尋600MW超臨界直流爐在電廠中的實(shí)際運(yùn)用效果，以奉節(jié)發(fā)電廠為例，我廠鍋爐采用了東方鍋爐（集團(tuán)）股份有限公司制造的型號為DG-1852/25.31-Ⅱ8型鍋爐，其主要技術(shù)特征為超臨界參數(shù)、W型火焰燃燒、垂直管圈水冷壁變壓直流鍋爐。單爐膛露天島式布置，燃用無煙煤，一次再熱，平衡通風(fēng)，固態(tài)排渣，全鋼架，全懸吊結(jié)構(gòu)，п型鍋爐?，F(xiàn)全面研究了該類直流爐的運(yùn)行狀態(tài)，更好地發(fā)現(xiàn)并解決其存有的相關(guān)問題。

我廠有2臺600MW超臨界直流爐，在正式運(yùn)行期間其給水溫度與出口排煙溫度分別為262、126℃，鍋爐的運(yùn)行效率在93.33%左右。

（一）直流爐的設(shè)計(jì)問題

在此類直流爐運(yùn)行過程中其出現(xiàn)了不同程度的結(jié)焦問題，形成該類問題的主要原因?yàn)樵摖t整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題。具體來看，鍋爐鋼架總高度71600mm，全爐膛高度為55853mm，下爐膛尺寸（寬×深×高）32121×17100×21418mm，上爐膛尺寸（寬×深×高）32121×9960×34435mm，冷灰斗傾角為55°，爐內(nèi)燃燒區(qū)域敷設(shè)衛(wèi)燃帶830㎡。在全面了解了600MW超臨界直流爐的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)后，相關(guān)人員可發(fā)現(xiàn)該爐的具體數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)不符。此外，受直流爐形態(tài)的影響，該爐內(nèi)的煤質(zhì)也會發(fā)生一定程度的改變。正常來講，在燃燒直流爐的過程中使用到的煤質(zhì)會對該裝置內(nèi)部的結(jié)焦產(chǎn)生重要影響，產(chǎn)生結(jié)焦的原因多為煤種內(nèi)部的灰質(zhì)成分會受到熔化溫度的影響，受直流爐結(jié)構(gòu)影響當(dāng)其燃燒煤質(zhì)出現(xiàn)低發(fā)熱量、低灰分時(shí)，其內(nèi)部的著火特質(zhì)會使煤種燃燒殆盡繼而產(chǎn)生嚴(yán)重的結(jié)焦現(xiàn)象[1]。

（二）還原性氣體較多

當(dāng)直流爐內(nèi)部存在較多的還原性氣體時(shí)，會適時(shí)縮減相關(guān)煙塵的熔點(diǎn)溫度，引發(fā)不同程度的結(jié)焦現(xiàn)象。在實(shí)際使用該電廠內(nèi)部的600MW超臨界直流爐的過程中，由于該預(yù)熱器內(nèi)部的回轉(zhuǎn)式空氣存有嚴(yán)重的漏風(fēng)率，與標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)指標(biāo)12%相比，該項(xiàng)數(shù)據(jù)嚴(yán)重超標(biāo)，在漏風(fēng)率持續(xù)增加的情況下，直流爐中的煙氣流量也會超出設(shè)計(jì)范圍。在直流爐運(yùn)行過程中若將送風(fēng)量的值控制在較低水平，該爐內(nèi)的燃燒將呈現(xiàn)不完整狀態(tài)，也生成一定數(shù)量的CO氣體。當(dāng)煤灰與CO類型的還原類氣體發(fā)生接觸，則煤灰內(nèi)部的高熔點(diǎn)氣體將還原為低熔點(diǎn)氣體，將其熔化溫度適時(shí)降低，具體數(shù)值在1000-1200℃左右，無形中增加了結(jié)焦的幾率。

（三）存有爐底漏風(fēng)現(xiàn)象

電廠內(nèi)部的直流爐在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生結(jié)焦的另一項(xiàng)原因?yàn)橹绷鳡t的爐底出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。具體來看，研究人員可發(fā)現(xiàn)該電廠中的直流爐爐底的低渣使用的出渣系統(tǒng)為干式，也就是說在正常使用時(shí)其爐底內(nèi)部會出現(xiàn)不同程度的漏風(fēng)現(xiàn)象，且以冷風(fēng)偏多。在直流爐的爐底出現(xiàn)漏風(fēng)期間會適時(shí)縮減爐膛內(nèi)部的風(fēng)量，若該類風(fēng)量的數(shù)值不準(zhǔn)確就會使?fàn)t膛內(nèi)部的火焰出現(xiàn)中心上移現(xiàn)象，導(dǎo)致爐膛頂部的煙氣溫度持續(xù)上升，從而引發(fā)直流爐內(nèi)部的結(jié)焦現(xiàn)象。

（四）測溫控制不合理

對于電廠內(nèi)部的直流爐來說，相關(guān)人員需挑選出適宜的類型，在實(shí)際應(yīng)用中本工程的電流爐的膛壁測溫點(diǎn)的數(shù)量與位置不合理，若局部溫度出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，在該直流爐中難以被發(fā)覺，會給直流爐內(nèi)部質(zhì)量帶去較大影響。此類直流爐在運(yùn)行過程中若其受熱面遭受結(jié)焦時(shí)，在該現(xiàn)象出現(xiàn)的起始階段其生成的焦會呈現(xiàn)出疏松、不連續(xù)狀態(tài)，在該階段若不及時(shí)控制結(jié)焦范圍或清除其表面的灰塵，會嚴(yán)重影響受熱面的相關(guān)系數(shù)，降低傳熱導(dǎo)數(shù)，持續(xù)增加其表面的粗糙程度，進(jìn)一步升高該爐膛內(nèi)部的溫度，繼而導(dǎo)致其內(nèi)部的燃燒物出現(xiàn)結(jié)焦、惡化等不良現(xiàn)象。

二、改善電廠600MW超臨界直流爐結(jié)焦的有效對策

（一）改造直流爐內(nèi)部裝置

在發(fā)現(xiàn)電廠內(nèi)部直流爐內(nèi)的結(jié)焦問題后，技術(shù)人員應(yīng)針對該現(xiàn)象與其背后生成的原因采取針對性地改進(jìn)措施。

首先，相關(guān)人員要及時(shí)改造直流爐的內(nèi)部裝置，通過增加過熱器內(nèi)部受熱面管的長度來換取換熱面積，增強(qiáng)對過熱器的改造效果，在完成該器械的內(nèi)部改造使其爐膛出口的煙氣獲得冷卻，有效避免其受熱面出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象。

其次，技術(shù)人員還要挑選合適的直流爐或?qū)υ摖t的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造升級，使其內(nèi)部的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)達(dá)到項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在使用煤炭燃燒的過程中還要主動(dòng)改進(jìn)該煤炭內(nèi)部的灰熔點(diǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)灰熔點(diǎn)相比，若其實(shí)際的數(shù)值較低其產(chǎn)出的灰粒將極易發(fā)生軟化現(xiàn)象，并出現(xiàn)結(jié)渣、結(jié)焦現(xiàn)象，將燃燒器中的噴嘴堵塞。針對該類煤粉來說，盡量不要與其他煤粉混合使用，若一定要混合燃用則要在電量負(fù)荷程度較低時(shí)選用[2]。

最后，相關(guān)人員還可在直流爐附近安裝吹灰器，在正式采用600MW直流爐期間其表面會形成一定數(shù)量的灰塵，若不及時(shí)或定期清理將會給該設(shè)備的正常運(yùn)行帶去較大的安全隱患，也會產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。工作人員依照該電廠內(nèi)部直流爐運(yùn)行的具體狀況，在其附近添加4只性能相近的吹灰器，其吹灰壓力可設(shè)置在2MPa左右，依照每日的負(fù)荷情況來安排吹灰次數(shù)，正常來講，每日的數(shù)量需達(dá)到2-4次，完成運(yùn)行后的吹灰其效果更佳

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（二）定期使用除焦劑

在直流爐運(yùn)行期間若其始終存有結(jié)焦現(xiàn)象，相關(guān)人員在改造該整體裝置的過程中還可使用多種不同類型的除焦劑。一般來講，針對新型鍋爐而言，其內(nèi)部除焦劑可包含穩(wěn)定劑、改性劑、清潔劑、脫硫劑與催化劑等，在除焦劑進(jìn)入到直流爐內(nèi)部的高溫區(qū)間時(shí)，其會緊密依附在熱交換面中，并迅速與焦渣顯現(xiàn)出化學(xué)反應(yīng)，不僅讓焦渣形態(tài)變得粉化與疏松，更要將結(jié)渣附近的酸性氧化物中和吸附，利用其內(nèi)部存有的催化成分來改變焦渣中的沉積物，使之形成不同形態(tài)的共熔物，通過降低分解溫度來提升分解速度，有效改變其化學(xué)成分與物理狀態(tài)，使其整體形態(tài)變化成疏松、多孔形狀，通過瞬間的分解爆炸后進(jìn)行自動(dòng)脫落，改善直流爐內(nèi)部結(jié)焦效果[3]。

液態(tài)鍋爐除焦劑

（三）縮減爐底漏風(fēng)現(xiàn)象

一方面，相關(guān)人員在改造直流爐爐底時(shí)，要注意對該機(jī)械底部干渣機(jī)的管控，利用科學(xué)的運(yùn)行來有效調(diào)節(jié)該爐底的液壓關(guān)斷門，有效維護(hù)并縮減該干渣機(jī)內(nèi)部的風(fēng)門調(diào)節(jié)問題，使其漏風(fēng)量小于此前設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)值，值得一提的是，設(shè)計(jì)值大約占據(jù)總風(fēng)量的1%。另一方面，工作人員還要采用合適的方式來控制直流爐內(nèi)部裝置的漏風(fēng)現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)該類裝置的初期就要嚴(yán)格保障其內(nèi)部的漏風(fēng)率，通過源頭上的削弱來降低其漏風(fēng)的概率。液態(tài)鍋爐除焦劑為掌握適宜的漏風(fēng)值，相關(guān)人員可依照直流爐的運(yùn)行狀態(tài)來設(shè)計(jì)漏風(fēng)量或漏風(fēng)率的試驗(yàn)，經(jīng)過測量兩個(gè)直流爐的漏風(fēng)率分別為12.4、10.9%，在采用適宜的維修方式后對直流爐底進(jìn)行了系統(tǒng)性改造，改進(jìn)了該裝置的密封方法，有效減弱其漏風(fēng)系數(shù)，在增強(qiáng)爐膛風(fēng)量的基礎(chǔ)上，降低結(jié)焦現(xiàn)象出現(xiàn)的概率。

（四）增加直流爐燃燒控制

其一，在正式運(yùn)行期間要嚴(yán)格監(jiān)察直流爐內(nèi)膛壁的壁溫與煙氣溫度，若煙氣溫度在1150℃以上，則要精準(zhǔn)調(diào)整其燃燒狀態(tài)，借助磨煤機(jī)的提升來旋轉(zhuǎn)其分離器的轉(zhuǎn)速，具體來看，可將中上層磨煤機(jī)的分離器設(shè)計(jì)成40%、底層設(shè)計(jì)成35%;從溫度上將上層溫度設(shè)定在75℃、中下層的溫度為78℃。

其二，工作人員要及時(shí)觀察爐膛內(nèi)部的火焰發(fā)展?fàn)顟B(tài)，若其在燃燒時(shí)與燃燒器距離過近，要立即調(diào)整其位置，要適當(dāng)設(shè)置二次擋風(fēng)板，將鍋爐氧量始終控制在2.2%左右。

其三，電廠內(nèi)部管理者還要定期檢查直流爐的吹灰情況，要依照相關(guān)器械的具體運(yùn)行情況來采用對應(yīng)的吹灰方式，要及時(shí)掌握有效的吹灰位置，通過執(zhí)行該項(xiàng)工作來有效提升直流爐的運(yùn)行效率，降低結(jié)焦現(xiàn)象出現(xiàn)的次數(shù)。

總結(jié)：綜上所述，在直流爐運(yùn)行期間生成結(jié)焦現(xiàn)象的原因較多，管理人員應(yīng)科學(xué)找出其錯(cuò)誤的運(yùn)行方式，通過對結(jié)焦的及時(shí)清除來保障運(yùn)行效果

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