某电厂300 MW机组锅炉在运行中存在着炉膛燃烧器区域结焦问题，结焦面积比较大，几乎布满前、后墙燃烧器区域，并造成了几次因掉焦引起的锅炉灭火，给机组的安全运行带来隐患。为解决炉内结焦问题，对该炉进行了动力场试验和热态试验，对炉内的燃烧情况进行了分析，并进行了卫燃带改进和燃烧优化调整。调整后的运行和试验证明，炉内的结焦问题得到了很好解决。
1、设备概况
锅炉为亚临界参数、自然循环汽包锅炉。锅炉额定蒸发量为897 Uh，单炉膛平衡通风，尾部烟道倒L型布置。制粉系统采用4台钢球磨煤机，中间仓储式热风送粉系统。设计煤粉细度R90= 6010。燃烧系统采用El - DRB型旋流煤粉燃烧器，又称为强化点火双调风燃烧器。内二次风为轴向进风结构，外二次风为可产生较大旋流强度
的切向进风结构，以此增强外二次风的卷吸高温烟气的能力来强化着火。燃烧器对冲布置在炉膛的前、后墙上，前墙三层、后墙三层，每层4个燃烧器，共24个燃烧器。利用分级燃烧的原理，燃烧系统中所有燃烧器上方布置了一层燃尽风喷口，以控制燃烧过程中NO，的生成量。锅炉燃用煤种为山西阳泉无烟煤和晋中地区贫煤的混合煤，两种煤按I:l混合后的混煤为设计煤种。该设计煤种的挥发分含量较低，灰含量较高，为了保证煤粉的迅速着火、稳定燃烧及燃尽，采用在炉膛内燃烧器区域布置卫燃带的方式来提高炉膛温度。锅炉总图及燃烧器剖面图分别见图l和图2；富通新能源生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
颗�；�、
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料，同时我们还有大量的杨木木屑颗粒燃料和玉米秸秆颗粒燃料出售。
2、结焦原因分析
通过冷态空气动力场试验及热态性能试验结果，该炉炉膛结焦原因如下：
(1)卫燃带敷设方式
试验中测试了炉膛温度场的分布情况，炉内高温区主要集中在中、上层燃烧器区域，平均温度水平在1550℃以上。燃烧器区域的各个喷口附近敷设的卫燃带之间距离比较近，导致卫燃带上的焦块容易在两个喷口之间产生“搭桥”现象，从而形成大块的焦块；同时局部炉温偏高，又形成恶性循环，加剧了结焦，很容易发生大块焦落下引起锅炉灭火。
(2)旋流燃烧器叶片角度
锅炉在运行中，前、后墙的各层燃烧器旋流叶片角度不一致，外二次风角度从30 0到50 0不等，存在燃烧器出口风速不均匀现象。EI-DRB型燃烧器的外二次风是风速很高的切向进风方式，外二次风旋流叶片角度的不同直接影响了各喷口的出口风速不均匀，导致炉内的配风不均匀，各喷口的燃烧状况存在差别，增加了炉内结焦的可能性。
(3)煤粉细度
热态试验中进行了不同负荷工况下的煤粉细度测试，测试结果见表2。煤粉细度R90介于12.8%_14.25%，与设计细度R90 =6%的偏差较大。制粉系统在运行中存在不同负荷工况下煤粉细度不稳定现象，因为粗煤粒都需要较长的燃尽时间，往往在贴壁处形成还原性气氛，使灰熔点降低，所以容易造成在燃烧器区域结渣现象。
(4)前、后墙配风不合理
冷态测试中单只燃烧器的空气动力场情况比较良好，但前、后墙风箱风压存在差别，不同风箱的燃烧器内、外二次风出口速度有一定的差别，其中相差较大的则导致了各个燃烧器的总二次风量不均，容易引起火焰偏斜。炉内热负荷的不均匀增加了结焦的可能性。
(5)炉内氧量控制不稳，配风不准确
热态试验中电厂的氧量监测表误差较大，低于实际测量值。表盘数据为3.5%时实际测试氧量已达到5%；同时机组运行时氧量不能投自动，人工控制使风量偏大。
另外实际运行中一、二次风的比例不能按照设计运行，包括燃尽风、三次风都没有风量显示，炉内风量分配具体数据不清楚，也不稳定。当一次风的风速及风率运行不合理时，尽管炉内总空气量大，但仍会出现局部区域的燃烧不完全和局部还原性气氛，造成结焦。
3、改进及优化调整
3.1卫燃带敷设方式的改进
试验期间在燃用，超过IO%的煤种时，炉膛内的着火条件比较正常，不存在着火困难的现象，因此可以通过适当减少卫燃带来降低燃烧器区域的炉膛温度，从而缓解结焦现象。
在经过热力计算及热态试验后，证明去掉一．部分卫燃带也可以保证锅炉在额定负荷下的正常运行。
卫燃带的改进方案见图3和图4。
前、后墙上层燃烧器区域虚线以内及喷口四周的阴影部分为原有卫燃带，改进后把此处卫燃带全部去掉；中层燃烧器同样虚线内部分为原有卫燃带，改进后将阴影部分全部去掉，保留阴影外和虚线边框部分；下层燃烧器虚线内部分为原有卫燃带，改进后将300 mm高的阴影部分全部去掉，保留阴影外和虚线框内的其余部分。
侧墙上、中层虚线内部分原有卫燃带，改进后按照图4的尺寸形式去掉其中的阴影部分，保留虚线方框内的其余空白部分。按照此方案改进后的卫燃带敷设更为分散，这样可以分离焦块，促进小焦块的脱落和减少结焦。
3.2调整二次风
通过对燃烧器内、外二次风叶片角度的调整，建立合理的燃烧工况。将内二次风叶片的角度调整在35。，增强喷口附近的旋流强度；保证煤粉迅速着火；外二次风叶片的角度根据目前煤种可以按照“倒塔”型配风方式来提高火焰中心位置，下层35°，中层40°，上层50°，以此降低燃烧器区域炉温，缓解结焦。
3.3提高煤粉细度
煤粉越细，在炉内燃烧时，不完全燃烧损失就越小，且有利于稳燃。如果煤粉中的粗颗粒量增加，这些粗颗粒极容易从气流中分离出来，并粘结在水冷壁上。此外，粗煤粒都需要较长的燃尽时间，因而它们往往在贴壁处造成还原性气氛，使灰熔点降低，造成燃烧器区域结渣。通过调整粗粉分离器挡板角度，将挡板由40°调整到35°，提高细粉比例，使Rgo在9%附近。
3.4调整前、后墙配风
对二次风箱的风压进行了测量和调平。调平前216 MW时前墙风压为0.38 kPa，后墙风压为0,45 kPa；300 MW时前墙风压为0.51 kPa，后墙风压为0. 57 kPa。调整后墙风箱挡板门开度至前、后风压相同，这时前墙三层二次风门开度都为100%，后墙三层风门开度均为90%，测得前、后墙风压均为0.56 kPa。
3.5准确控制炉内各种风量配比
准确控制送入炉膛的风量对调整燃烧至关重要。合适的一、二次风量和氧量可以保证锅炉的燃烧稳定，减少结焦的可能性，并使排烟温度和飞灰含碳量达到较低的水平，提高热效率，降低风机能耗，降低烟气流速，减轻受热面磨损。
4、调整效果
调整后，进行了锅炉考核试验。锅炉优化调整前、后的运行参数对比见表3。
5、结语
(1)该锅炉结焦的主要原因是燃烧器区域卫燃带布置不合理和燃烧调整不当。
(2)改进卫燃带后，锅炉必须进一步进行燃烧优化调整。通过对燃烧器、运行氧量、一次风速、二次风箱挡板开度及煤粉细度的优化调整，炉膛结焦现象进一步减弱。同时，机组运行参数，包括减温水量、飞灰可燃物都有所下降，主、辅机运行稳定可靠，富通新能源生产销售的生物质锅炉以及木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料是客户们不错的选择。
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