SZL链条燃煤锅炉炉膛结焦原因分析
文 _ 王超群 三角轮胎股份有限公司
【摘 要】摘要：更换煤种造成的炉膛结焦，主要原因是煤质特性和锅炉超过日常运行负荷所致。从燃煤灰分的化学成分和熔融特性进行分析，给出评价方法和评价结果，比对煤种试样得出一致结论。同时，锅炉超过日常运行负荷使锅炉炉膛结焦趋势恶化。提出炉膛结焦预防措施，对同类型锅炉出现类似问题具有借鉴作用。
【期刊名称】《节能与环保》 【年(卷),期】2018(000)007 【总页数】4
【关键词】结焦；煤灰成分；结焦特性；超过日常负荷运行；防范措施
公司锅炉房配置3台SZL型10t链条燃煤饱和蒸汽锅炉，于2007年4月投运，设计燃料为AⅡ类烟煤。锅炉一直使用低位发热量为5000kcal/kg左右的Ⅱ类烟煤，运行状况良好，炉内结焦情况轻微，平均每2个月停炉清焦一次。
1 锅炉结焦及危害
2017年进入冬季，考虑到生产负荷较去年同期增加30%的实际情况，在没有经过充分论证的情况下，自11月底更换了煤种。其燃烧热值有了较大提高，低位发热量达到5800kcal/kg，挥发分＞30%，灰分＜6%，全硫＜0.6%，全水分＜15%，1#锅炉运行7天后，炉膛严重结焦：两侧水冷壁结焦，平均厚度30～50mm；前拱挂焦严重，高度达到300mm；炉膛四周均有30mm以上的结焦和积灰；炉膛内对流换热区、烟道出口等处大量积灰，烟气流道堵塞严重，无法正常运行，被迫停炉。接着2#、3#锅炉出现类似情况，对安全生产
造成严重影响。1#锅炉结焦情况如图1、图2。
炉膛结焦后，结焦部位热阻变大，炉膛水冷壁管吸热量减少，管内水流速下降，而炉膛出口烟气温度增高，排烟损失增大，降低了锅炉效率。经实测，锅炉热效率降低3.8%～4.5%。
炉膛结焦后，烟气通道变窄，阻力增大，引风机出力降低，锅炉蒸发量下降，制约锅炉出力。原锅炉出力8.35t/h，经数据实测锅炉出力只达到8t/h，降低出力率4.19%。
结焦不均匀分布，影响水冷壁管的热循环效果。炉膛上部结焦块数次掉落，发生损坏水冷壁管及除渣设备事故。目前，平均每台锅炉清焦周期由2个月变成7天，3台锅炉频繁倒炉清焦，严重影响生产。
2 炉膛结焦原因分析
炉膛结焦主要与煤灰性质中灰熔融点、氧化物成分、灰粘度等结焦特性相关，还与锅炉超过日常负荷运行、炉内空气工况、炉膛结构特性等密切相关。相对于此次因锅炉负荷增加，盲目更换煤种造成的炉膛结焦，主要原因是煤质特性和锅炉超过日常负荷运行所致，下面进行深入分析。 2.1 煤质特性分析 2.1.1 灰分的化学成分
SZL型燃煤链条锅炉所使用AⅡ类烟煤中碳、氢、硫等可燃性物质燃烧后，剩下灰分等有害物质。灰分中各种氧化物的熔点不同（表1）。燃煤中Fe3O4、Fe2O3和FeO等铁的氧化物熔点低，易被炉火熔化，少量附着在水冷壁等处，长期积聚形成焦渣。结焦造成受热面受阻，温度升高，灰分更容易粘结，使结焦加剧。
表1中灰分中的Fe2O3、Fe3O4、FeO和FeS等氧化物熔点较低，都在1600℃以下，而主要氧化物SiO2、Al2O3、CaO和MgO等的熔点基本都在2000℃左右，通常不易熔化。现将近一段时间以来使用的锅炉燃煤取样，编号煤种1、2、3，联系专业燃煤化验机构对灰分成分进行化验并记录试样相关参数表2。 表2中列出锅炉燃煤的主要成分，灰分中的氧化物对灰渣熔融性的影响主要表现在Al2O3和TiO2含量增加能提高灰熔点，Fe2O3和Na2O含量增加降低灰熔点，SiO2、CaO对灰熔点有双重作用，MgO含量较小时对灰熔点影响不大。经相关试验研究，有如下结论：
煤灰中的SiO2在高温状态下易和其他金属氧化物形成玻璃状物质。SiO2含量在45%以上时，软化温度ST随SiO2含量增加而增大,煤灰熔融性温度增高。 Al2O3熔点为2050℃，Al2O3含量大于30%时，FT＞1350℃，随Al2O3含量增加，煤灰熔融性温度越高。
煤灰中CaO含量较低时，能降低煤灰中熔融性温度，但CaO＞30%，则煤灰熔融性温度升高。
MgO本身熔点高达2800℃，MgO＞17%，则随MgO含量增加而煤灰熔融性温度升高，MgO含量较小时，煤灰熔融性温度影响不大。 Fe2O3和Na2O只能降低煤灰熔融性温度。 2.1.2 烟煤的结焦特性及评价结果 （1）硅比（G）
确定煤灰中的SiO2比是一种能反映结焦趋势和进行煤种相互比较的简单方法。这个比值就是：
较大的硅比意味着较高的灰粘度，因为分母中有溶剂。常以黄铁矿形式出现的
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