锅炉运行中发生掉焦,通常不是单一因素造成的,而是燃烧、煤质、配风、炉膛结构及运行调整等多方面共同作用的结果。准确判断掉焦原因,是防止受热面砸坏、灭火甚至爆管的关键。
首先,煤质变化是最常见的诱因。当燃煤灰熔点偏低、灰分含量高或煤中钠、钾、铁等碱性金属氧化物较多时,灰粒在炉膛高温区容易软化、熔融,黏附在水冷壁和屏式过热器表面。若煤质频繁波动,结焦层反复生成与脱落,就会形成周期性掉焦。特别是燃用易结焦煤种时,若未及时调整配煤比例,掉焦概率明显升高。
其次,炉膛热负荷与火焰中心控制不当。锅炉负荷过高或燃烧器摆角上倾,会使火焰中心上移,炉膛出口烟温升高,熔融灰粒在屏区及高温受热面大量黏结。当焦块积聚到一定厚度,自重超过附着力,或因炉膛负压波动、吹灰扰动,就会整块脱落。反之,负荷骤降时炉膛温度快速变化,焦块因热应力开裂,同样会引发掉焦。
第三,配风方式不合理。一次风量过大、二次风刚性不足或切圆偏斜,会造成煤粉气流贴壁燃烧,局部还原性气氛增强。还原性气氛下,灰中氧化铁被还原成低熔点氧化亚铁,灰熔点显著下降,加剧水冷壁结焦。此外,周界风、侧边风开度不足,无法有效隔离火焰与受热面,也会使熔融灰粒直接冲刷水冷壁。
第四,炉膛结构与燃烧器布置影响。切圆直径偏大、燃烧器安装角度偏差、卫燃带敷设面积过大或位置不当,都会使高温烟气贴近炉墙,增加结焦几率。卫燃带表面粗糙,更易挂焦,一旦脱落即形成大块掉焦。
第五,吹灰与除焦操作不当。吹灰器投运不及时或吹灰介质参数不足,焦层持续增厚;而吹灰过于频繁或蒸汽带水,又会使焦块因急冷而开裂脱落。人工打焦时若操作位置不当,也可能诱发大块焦体突然坠落。
运行中可通过以下现象判断掉焦风险:炉膛负压突然大幅波动、捞渣机内出现大块焦渣、水冷壁热流密度偏差增大、炉膛出口烟温异常升高。预防措施包括:加强入炉煤灰熔点与灰成分检测,合理掺配煤;控制炉膛出口烟温不超过灰变形温度;优化配风,保持合适过量空气系数;定期吹灰,避免焦层过度积聚;发现结焦趋势及时调整燃烧器摆角或负荷分配。
总之,锅炉掉焦是煤质、燃烧组织、设备状态和运行操作综合作用的结果。运行人员应结合炉膛温度分布、烟气成分和渣样外观,系统分析原因,从源头减少结焦,防止大块掉焦对锅炉安全运行造成威胁。