火电厂锅炉运行常见问题及措施

火电厂锅炉运行常见问题及措施

胡明明

（山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司山西省043300）

摘要：电力在工农业生产和人民生活中的作用越来越突出。我国以煤炭为主要原料的能源结构决定了近几十年内燃煤电站的主导地位。电站锅炉作为火力发电厂的三大主机之一，对发电厂的安全高效运行及电力的充足稳定供应至关重要。本文介绍了电站锅炉的工作原理，分析其在运行过程中需要注意的事项，常见的问题以及应对故障应采取的措施，以期为从事锅炉运行的工作人员提供一定的指导和参考。

关键词：电站锅炉；煤粉燃烧；运行；问题；措施

近期内及未来十几年内，燃煤发电仍将占据60%左右的比重。电站锅炉是火力发电站的三大主机之一，通过燃烧将燃料的化学能转换成烟气的热能，再通过烟气与工质的换热，最终将给水加热成高温高压的水蒸汽，水蒸汽进而推动汽轮机做功。由于锅炉内进行剧烈的燃烧及工质换热，燃烧器、过热器、再热器等受热面及设备都处在非常恶劣的环境下工作，因此如果锅炉运行出现问题，则会影响汽水循环，损坏受热面，进而引起一系列的反应，因此锅炉运行调节是保证锅炉安全运行的重要手段。而锅炉燃烧调节则是保证锅炉良好运行的重要方式。

一、电站煤粉锅炉工作原理

电站锅炉由锅和炉两部分组成，锅指汽水系统，汽水系统的作用是吸收燃料的热量，将给水加热到一定参数的过热蒸汽，组成部分包括过热器、再热器、水冷壁、联想、省煤器、汽包等设备及其连接管道。

炉指燃烧系统，燃烧系统的作用是组织燃煤在炉内的良好燃烧，通过燃烧将燃料的化学能释放出来，组成部分有炉墙、构架、炉膛、燃烧器、空气预热器、点火系统及烟风道组成。

目前大型火力发电厂大多以煤粉炉为主，燃煤由原煤仓经过给煤机进入磨煤机，达到一定粒度的煤粉由来自空气预热器的热空气边干燥边输送至燃烧器，另一部分的热空气直接进入燃烧器，煤粉与空气通过燃烧器进入炉膛燃烧。煤粉与空气燃烧后生成高温的烟气，高温烟气与炉膛四周的水冷壁管、高温过热器、低温过热器、再热器、省煤器等受热面进行换热，进而将给水加热到具有额定温度和压力的高温高压水蒸汽。

二、影响锅炉运行的因素分析

锅炉运行是一个复杂的问题，影响锅炉安全高效运行的因素有很多。燃煤的煤质、水质、负荷及运行人员的专业水平和专业素质等都会影响锅炉运行的安全性和经济性。

1.煤质

锅炉的结构和参数都以设计煤种热力计算的基础下确定的，但是由于我国的煤炭现状，种类繁多，差异很大，实际运行时，锅炉燃用煤种与设计煤种的煤质相差很大，由此就会产生很多的问题。

2.水质

火电厂热力系统中汽水品质的好坏也是影响火力发电厂锅炉安全、经济运行的重要因素之一，如果锅炉水质不良，会造成锅炉受热面的结垢、腐蚀和过热器积盐，结垢不仅会影响锅炉的经济性，严重的话还会引起爆管等事故的发生。

3.负荷

锅炉本体结构实在设计煤种、额定负荷下确定的。锅炉在其经济负荷下运行是最高效和安全的。但是由于峰谷差的问题，很多火电机组承担调峰的任务，有时不得不降负荷运行，低负荷工况下，炉膛内的燃烧工况不能很好的充满炉膛，易发生火焰中心偏斜问题，由此也会引起很多的运行问题。

4.运行人员专业素质

锅炉运行调节是复杂的过程，影响因素众多，而且运行中出现的问题及调整手段各有区别，必须对症下药，这就要求锅炉运行人员具有良好的的专业素质及运行经验。

三、火电厂锅炉运行常见问题及措施

1.炉膛结渣

火电厂燃煤锅炉的炉膛结渣足物理化学及复杂流体力学的过程。影响因素众多，不仅与灰熔点、灰成分、灰粘度等结渣特性有关系，还受到炉膛热力参数、燃烧器的结构与布置、炉膛内空气动力工况以及锅炉运行参数等的影响。燃用单一煤种的锅炉结渣与燃烧混煤的火电厂锅炉的结渣特性又是完全不同的。锅炉运行过程防止结渣的措施有燃烧调整、改变配风给粉方式、改变喷口倾角及假象切圆的直径大小以及提高气流的刚性；采用水平浓淡分离式的燃烧器；再易结渣部位加装吹灰和打渣孔；对于燃用混煤的锅炉改变入炉煤的掺煤比等。

2.“四管”爆破

水冷壁、过热器、再热器及省煤器是燃煤火电厂锅炉四管。“四管爆破”是火电机组非计划停运的主要原因。造成“四管爆破”的主要原因有应力超限、超温爆管、磨损、化学腐蚀及焊缝泄漏、结渣砸落、材质缺陷等原因。总的来说，“四管爆破”的原因是机组运行中缺陷处理不及时、安装、检修、调试质量缺陷、原材料质量缺陷、运行调整不当和燃用煤种超过设计允许范围。在运行过程中要定期检修，发现问题及时处理；确保给水的水质，避免过热器等受热面内结垢；燃用在设计范围内的煤种及时对锅炉燃烧工况的良好调节，避免炉膛出现结渣等问题。

3.漏风

漏风也是火电厂锅炉运行中不可忽视酌问题之一。锅炉制造水平和运行操作不当使火电厂锅炉的漏风问题对火力发电厂的经济性产生越来越大的影响。锅炉漏风是指温度低于炉膛温度的冷空气漏入锅炉内。为了避免煤粉和烟气喷出炉膛，火电厂锅炉一般都是在负压下运行，因此冷空气会通过各种间隙漏入炉膛。漏入炉膛的冷空气会对锅炉的温度场造成影响，严重的漏风还会对锅炉运行的安全性和经济性造成影响。火电厂锅炉漏风根据漏风的位置分为炉膛漏风、烟道漏风、制粉系统漏风及空气预热器漏风。炉膛漏风又有炉膛下部漏风和炉膛上部漏风之分。炉膛下部漏风会降低炉膛平均温度，推迟煤粉着火，火焰中心上移，排烟温度升高，火焰中心上移过高时还会造成过热蒸汽超温，影响锅炉安全性。预防和治理炉膛漏风问题的措施有设计时采用整体焊接的膜式水冷壁，确保良好的密封性，加强各个门孔的监视防止炉膛漏风。

空气预热器漏风是火电厂锅炉运行中危害最大的，减小空气预热器漏风措施有控制空气预热器烟气侧和空气侧的压差；防止空气预热器入口输灰管路堵塞；控制密封间隙、适当增加蓄热元件、改造空气预热器的密封结构，运行中还应加强中间放灰采用低氧燃烧技术、适当提高二次风温、改变配风方式等。

火电厂锅炉运行时.应根据不同漏风位置采取相应的运行和改造措施及时降低漏风，提高火电厂锅炉运行的安全性和经济性，从而降低发电成本。

4.低温腐蚀

低温腐蚀是指发生在锅炉尾部受热面的腐蚀，不仅在发生在空气预热器上，有时也会发生在省煤器、钢制管道、除尘器和引风机等处。影响低温腐蚀的因素有燃料含硫量、过量空气系数、燃烧工况等；防止低温腐蚀的措施主要有低氧燃烧、使用添加剂、提高受热面的壁温及采用新的抗腐蚀材料等。解决火电厂锅炉尾部受热面低温腐蚀的根本问题是解决燃料的含硫量，控制燃煤含硫量在1%以内。从运行角度，采用低氧燃烧的控制方式、合理控制烟气中的氧气的含量，冬季投入热风再循环，对尾部受热面加强吹灰或者采用新材料等。

四、结语

近期内，燃煤电站锅炉在工农业生产和人民生活中的地步不可动摇。面对日益突出的能源与环境的双重压力，优化锅炉运行调节，保证已建发电机组安全高效运行是应对能源问题，环境污染的重要手段之一。因此，锅炉运行对反馈的精确度，操作人员的专业素质和技术水平都有很高的要求。本文总结归纳了电站锅炉运行中容易出现的问题及解决措施，以期对从事该方面工作的人员提供一定的指导。

参考文献

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