爐膛結渣是一個較普遍的問題，較大地影響了鍋爐運行的安全性和經濟性，隨著機組容量的增大顯得更為突出。沙角C電廠3臺660MW機組自1996年6月投入商業運行后，均不同程度存在爐內結焦問題，在電廠移交初期的半年時間內，3臺爐共出現8次停爐打焦。鍋爐結焦威脅著C電廠鍋爐的正常運行，增加了運行和維護的工作量及危險性。因而研究燃煤鍋爐結焦問題，分析沙角C電廠鍋爐結焦的原因，切實解決鍋爐結焦問題，提高鍋爐運行的安全性，可靠性，減少經濟損失具有非常實際的意義，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
2、鍋爐設備簡介
沙角C電廠鍋爐是美國ABB - CE公司設計生產的亞臨界參數、單汽包中間再熱、控制循環鍋爐，鍋爐最大連續蒸發量為2100 t/h，膜式水冷壁，單爐膛四角雙切圓燃燒。爐膛尺寸（寬x深）為19 558mm×16 432 mm，爐膛高57 300 mm，寬深比為1.19。制粉系統為正壓直吹制粉系統，配有6臺HP983碗式中速磨煤機，設計煤種出力為53 t/h．5臺磨煤機即可滿足BMCR出力。
3、鍋爐結渣原因分析
3.1煤質特性
鍋爐設計煤種為國產神府東勝煤，校核煤種為進口澳大利亞煤，煤質分析參數如表2及表3所示。
從煤和灰的特性分析表中，不難發現，進口煤和國產煤有一定的差距，特別是灰熔點相差比較大，國產煤的灰熔點比進口煤低，國產煤較進口煤易結焦。兩種煤的結渣特性可用煤灰軟化溫度t2和灰成分綜合指數R來預測：
根據表3的數據可以計算得：R進口= 1.893 3；R國產= 3.419 1
從上述計算判別可知，國產煤屬結焦傾向嚴重的煤種，進口煤屬結焦傾向中等的煤種。
3.2鍋爐結構特性
沙角C電廠鍋爐爐膛熱負荷的設計值分別為：①燃燒器區域壁面熱負荷：1.33×103 kW/m2；②爐膛斷面熱負荷：5 583 624 W/m2；③爐膛容積熱負荷：112 kW/m2；④爐膛輻射受熱面熱負荷：224 026W/m2。可知爐膛斷面熱負荷及容積熱負荷均偏大。最上層煤粉噴口與屏底距離h=16. 77m，選取值偏小，屏底與爐膛出口部位存在結焦的可能性，由此容易引起爐膛出口處結焦。
3.3爐內實際切圓偏大
切向燃燒在爐內形成強烈旋轉上升的氣流，氣流最大切向速度的聯線構成爐內實際切圓，爐膛中心是速度很低的微風區，這就是切向燃燒鍋爐爐膛內空氣動力場的特點。實際切圓是切向燃燒的一個重要參數，它對爐膛結渣、穩燃以及爐膛出口的煙速、煙溫偏差都有重要的影響。實際切圓偏大則易引起結渣，實際切圓偏小則影響燃燒穩定性，因此，保證適中的實際切圓直徑非常重要，一般地說，實際切圓相比爐膛截面的當量直徑的范圍在0.4-0.8之間，綜合考慮煤質特性及穩燃、結渣問題．對于煙煤或易結渣煤，取偏小值，對于無煙煤及難結渣煤，取偏大值。冷態試驗發現，C廠鍋爐的實際切圓相對直徑都在0. 65-0. 85之間，而且由于煤質屬中等結渣或嚴重結渣傾向性煤種，所以運行時容易造成水冷壁結焦。
另外，燃燒器擺角易斷銷，四角擺動不同步，使爐內空氣動力場紊亂，氣流刷墻，造成水冷壁結焦。
3.4吹灰系統運行不正常，投入率低
沙角C電廠鍋爐除兩臺空氣預熱器各裝有1支吹灰器外，本體部分共裝有3種型式156支吹灰器，其中爐膛水冷壁使用88支RW - 7E型墻式短吹，水平煙道使用44支T - 30 MarkⅡ-E型伸縮式長吹，尾部煙道使用24支T- 30 Markll -E型半伸縮式長吹。鍋爐本體吹灰器的吹灰蒸汽來自分隔屏過熱器出口聯箱。
由于C廠爐本體吹灰系統設計不合理，吹灰蒸汽母管出來后分為8個支路，共156支吹灰器，各支路間均無隔離閥，每個支路的末段均通過一熱力疏水閥接至鍋爐定排擴容器、熱力疏水閥前無手動隔離閥。當某吹灰器要隔離檢修時，必須關閉爐頂吹灰蒸汽總門，導致整個吹灰系統被隔離。另外，當某一熱力疏水閥關不嚴時，鍋爐定排擴容器內的蒸汽會回流至故障點而無法隔離，故障的吹灰器只能等待停爐處理。因吹灰系統設備多，故障頻繁，而處理時常常需隔離整臺爐的吹灰系統甚至等停爐處理。另外，吹灰程控卡件也經常發生故障。因此，吹灰系統經常處于隔離狀態，影響鍋爐的正常吹灰。
因為鍋爐結渣是一個惡性循環的過程，本身結渣傾向較嚴重的鍋爐幾天未吹灰難以避免大焦掉下而卡住冷灰斗導致停爐。
4、爐內結渣的解決措施
針對以上原因，結合沙角C電廠鍋爐的實際運行情況，主要采取了如下相應的防結焦措施。
4.1加強燃煤管理
制定下發了“關于加強C廠燃煤接收、化驗工作管理的通知”。嚴格控制入廠煤質，若來煤煤質不符合規定標準，值長有權拒絕接收。
4.2對吹灰系統進行改進
針對吹灰系統難以隔離的問題，提出了相應的改進措施：在吹灰系統的8個蒸汽入口支管上以及8個熱力疏水閥前各加裝一手動隔離閥。這樣就避免了蒸汽通過吹灰蒸汽母管及定排擴容器進入故障點，保證吹灰系統檢修工作的按時進行，使吹灰器的可用率大大得到提高。
4.3不斷完善吹灰制度
針對鍋爐不同區域的實際結焦情況，對吹灰工作做了較詳細的規定，如：每班對水平煙道及燃燒器上部水冷壁全面吹灰1次、每天一值對燃燒器下部水冷壁、尾部堅井全面吹灰1次，機組工程師可根據鍋爐的實際結焦情況，針對性進行鍋爐吹灰工作，高負荷時，由于鍋爐吹灰可能會導致引風機過負荷，當值值長應處理好鍋爐吹灰，不能因帶負荷的原因而影響鍋爐的正常吹灰等。
4.4加強運行調整
沙C引風機設計有低倩兩種運行方式，按廠家規定當負荷大于50%BMCR時應將引風機轉入高速運行。由于沙C引風機無法轉入高速運行且M馬達容量偏低(風機軸功率3 801. 56/2 647 kW。馬達出力3 357/2 313 kW)。機組帶較高負荷(630 MW)以上時曾導致5次引風機過負荷跳閘而跳機。因此，機組移交初期應CE運行工程師要求，在600 MW以上負荷時將鍋爐運行氧量調低至2. 7%。導致高負荷時氧量過低，增加了結渣的可能性。因此，規定任何時候，鍋爐氧量設定不得低于其程序設定值，禁止高負荷時因引風機出力不夠而將氧量設定<3%。
4.5其他措施
另外，還從以下幾個方面采取措施防止爐膛嚴重結焦：
①不斷地將冷灰斗中的灰排除掉，盡量使冷灰斗中不積灰。
②對重點區域加強巡檢，如爐膛下部水冷壁、風箱開口處周圍區域、過熱器和再熱器的對流區域有結焦或積灰現象，應及時啟動周圍吹灰器將焦塊或積灰清除掉。如發生嚴重結焦，應降低鍋爐負荷甚至停爐，由人工將焦塊清除掉。
③必要時采取降負荷運行。
5、結論
經過各方面的共同努力，沙角C電廠的鍋爐結焦情況有了明顯改觀，雖然1999年又曾出現兩次停爐打焦，但此后類似情況沒有再發生。停爐打焦每次的平均損失都在千萬元以上，解決鍋爐結焦問題，經濟效益是非常可觀的。
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