燃烧易结焦煤锅炉的运行与改进

河南省洛阳、郑州热电厂主要燃用义马烟煤，其主要成分为：挥发分矿’=38.12%；水分W，=18,75%；灰分Ay=32.3226}低位发热量Q占=3812～4067大卡／公斤；灰熔点tl=1180℃，￡：=1210℃，f。=1230℃。这种煤挥发分高、灰分大、灰熔点低，虽然容易着火，但在锅炉设备的运行中也引起了一系列的困难。洛阳、郑州热电厂燃用义马煤后，普遍存在烧坏燃烧器喷口、炉膛结焦、汽温偏高等现象，锅炉一般只能带70～80%额定负荷。由于炉膛结焦严重，经常发生汽温无法控制或冷灰斗被焦渣堵死等现象而被迫停炉。

多年来，河南电力科学试验所和洛阳、郑州热电厂一起，对烧义马煤的锅炉进行了许多试验与改进，基本上消除了炉膛结焦和汽温偏高等问题，使锅炉达到了满发。现将改进的主要措施介绍如下。

一、运行方面

1．提高一次风速。经试验，燃用义马煤时，直流式燃烧器的一次风速可提高至40米／秒左右。这样可使煤粉的着火点稍离燃烧器出口，火焰的高温区也相应推移至炉膛中心，可以避免喷口附近结焦。郑州热电厂四台120吨／时煤粉炉，一次风速原为20米／秒，燃烧嚣喷口结焦严重，常被烧坏。将一次风速提高至40米／秒后，上述问题基本得到解决。

2．均匀配风，防止火焰局部偏斜。在四角喷燃的炉膛中，结焦往往从煤粉管道阻力、气流喷射速度的燃烧器喷口附近的角隅开始。洛阳热电厂7号炉（WG2-220／100-8型）在投运初期，四角燃烧器风量分配不均匀，甲侧后墙角燃烧器的风量弱，使火焰偏向甲侧后墙，造成甲侧结焦严重。以后通过冷炉试验，将四角风量调整均匀后，甲侧后墙的结焦明显减轻。

3．调整燃烧，保持适当的火焰中心。火焰中心偏高会引起超温及凝渣管、过热器结渣。火焰中心过低又会引起冷灰斗结焦。因此在运行中要注意各燃烧器的风量分配情况，通过调整，保持适当的火焰中心。洛阳热电厂1号炉（Trl-170-1型），采用双蜗壳燃烧器，共六只布置在炉膛两侧，呈倒三角形。该炉运行中对燃烧器采取的配风方式是：

( 1)减小上层燃烧器的二次风气流扩散角，防止火焰冲刷前后墙。

( 2)酌量减少靠后墙的燃烧器出力，减少一、二次风，并关小其二次风风速挡板，可止火焰中心偏后及上移，减轻过热器超温和结焦。

(3)加强下层燃烧器的燃烧。适当增加一、二次风并开大二次风速挡板。

经过较长时间的实践，土述配风方式效果较好，在保证燃烧稳定的条件下，‘基本上防止了炉膛及冷灰斗结焦。

4．掺烧其他煤种。洛阳、郑州热电厂在锅炉设备和其运行操作方面作了一些改进以后，对燃用义马煤防止炉膛结焦，提高经济性都有了不同程度的改善。但由于锅炉炉膛容积热负荷较高，设计值均在130×10 3大卡／米3．时左右，因此，在高负荷运行时，炉内仍有结焦，不能保证锅炉在满出力下长期运行。为此，‘两厂都在义马煤中掺烧了其它煤种。

洛阳热电厂在义马煤中掺入宜洛贫煤（Q占- 5174～5655大卡／公斤；矿’=19.53%, Ay=20.926，Wy=8.5%）。经长期运行后表明，掺入30%宜洛煤时，可以达到满发运行，锅炉效率为90%左右，仍能维持原有水13平。该厂曾掺烧过5～10%的焦作无烟煤，虽然能减轻结焦，但飞灰可燃物升高至20～30%，锅炉效率降低到83～85%。郑州热电厂在义马煤中掺入30%以上的新密贫煤（Og =6229大卡／公斤；矿’-13.25%；Wg—6．O%，4…=16.98%)和平顶山烟煤（Og =4844大卡／公斤；矿’一35.6%；形9 =14.1%；么v=16,72%）等，也能保证锅炉达到额定出力和长期运行。

二、设备改进方面

1．改变生物质燃烧机的布置方式。洛阳热电厂三台TII-170-I锅炉，每台装有六只双蜗壳生物质燃烧机，以“一”字形布置在炉膛两侧。锅炉烧义马煤后，炉膛结焦，过热汽温偏高。以后将两侧的中间一只燃烧器下移1.9米，改为倒三角形布置。改进后降低了炉膛火焰中心，过热汽温偏高现象得到改善。

2．减少低温段过热器受热面。洛阳热电厂5、6号炉（Tll-13lA-220型）运行中过热汽温偏高。通过过热器校核计算，认为该型炉烧义马煤时，低温段过热器的受热面偏大（表1）。大修中将低温段过热器受热面割去394平方米（占全部过热器受热面的is%）。汽温偏高问题得到了解决。以后该厂又将三台TⅡ-170-I锅炉的过热器受热面割去10%友右。

3．改进煤粉混合器，提高一次风速。郑州热电厂四台120吨／时煤粉炉，一次风道的煤粉混合器原设计为缩口形（图la）。由于其阻力大，限制了一次风速，引起炉内喷口结焦。该厂将煤粉混合器改为双层隔板式（图16）后，混合器的阻力‘由改进前的390毫米水柱降低至190毫米水柱，一次风速由原来的20米／秒提高至40米／秒以上，有效地防止了喷口结焦和烧坏等问题。混合器改进前后的运行数据见表2。

4．拆除生物质燃烧机附近的耐火涂料。洛阳热电厂7号炉（WG2-220／100-8型）1978隼投入运行后，因炉膛及生物质燃烧机附近结焦，汽温偏高，长期限制出力运行，一般只能带160吨／时左右。停炉检查，发现生物质燃烧机出口处敷设有250毫米厚的耐火涂料（图2），是炉内结焦的策源地。该厂配合大修拆除各喷口附近的耐火涂料，并改变了除灰方式（拆除碎渣机，水动闸门改为手动闸门，定期除渣）以减少冷灰斗漏风，改进后并结合运行中均匀配风及掺烧其他煤种基本解决了炉内结焦问题，汽温恢复图2洛阳热电厂220吨／时炉生物质燃烧机

出口耐火涂料层正常，锅炉达到了额定出力220吨／时．

三、几点看法

根据燃用义马煤锅炉的一些经验，对于设计烧易结焦煤的锅炉，提出几点看法：

1．选取较低的炉膛容积热负荷，并采用膜式水冷壁。郑州、洛阳热电厂煤粉炉的炉膛容积热负荷均为130×10 3大卡／米3．时左右，此值看来偏高些，对于烧义马煤的锅炉，其炉膛容积热负荷建议选取100×10 3大卡／米3-时左右为宜。

2．采用四角布置的直流生物质燃烧机时，气流的假想切圆不宜过大，并采用较高的一次风速。对于义马煤，生物质燃烧机的假想切圆可取+500～+650毫米，一次风速采用40米／秒左右。

直流生物质燃烧机烧挥发分大而易结焦的煤时，可以考虑加设周介风。

3．炉膛受热面加装吹灰设备。运行中定期对受热面进行吹灰，对防止结焦可起积极作用。

4．采用双层隔板式煤粉混合器。在已往的锅炉设计中，煤粉混合器大都采用缩口型，由于其阻力大，多年来一些电厂先后将缩口型煤粉混合器改为双层隔板式。这种型式结构简单，阻力较小。但是近年来一些大型锅炉机组仍沿用原来的缩口型（如姚孟电厂935吨／时直流炉。该厂已在1978年将32只煤粉混合器全部改为双层隔板式）。因此建谈设计及有关部门对比较成熟的技术革新项目，及时加以研究，并应用于设计中。

生物质燃烧机，

生物质气化站，