爐膛結焦是燃煤鍋爐常見的一種燃燒異常現象。由于水冷壁的吸熱作用，煙氣溫度沿爐膛中心向外逐漸降低，煤灰顆粒在碰到受熱面時驟冷凝固并黏附在受熱面上，形成結焦。鍋爐結焦對鍋爐的安全經濟運行會產生很大的影響，最為常見的為水冷壁結焦。通過低氮燃燒器改造，能夠解決鍋爐水冷壁結焦問題。

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鑒于我國目前的能源政策和煤炭市場現狀，為 降低發電成本，發電企業采購的煤種多為低品質劣 質煤，且煤質變化范圍較大，實際燃燒煤種與設計 煤種相差較遠，使得爐膛結焦事故頻發。

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鍋爐在大面積結焦時，若燃燒工況發生變化， 焦塊會從受熱面脫落。大面積掉焦會造成燃燒不穩，爐膛壓力波動大，甚至爐膛滅火。另外，在高 溫煙氣的作用下，黏附在水冷壁上的焦渣與管壁會發生一系列復雜的化學反應，形成高溫腐蝕，增加 水冷壁爆管事故的發生。

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一、結焦的影響因素分析

1. 1 煙氣氣氛

煙氣氣氛即爐內的氧化性和還原性氣氛，是影響爐膛結焦的另一重要因素，若鍋爐在運行時爐膛出口煙氣含氧量較低，爐內還原性氣氛較強，灰熔點會隨之降低，鍋爐水冷壁更容易發生結焦。這主要與飛灰中鐵的存在形式相關。因此，還原性氣氛中，爐膛更易于結焦，當飛灰中 鐵含量增大時，煙氣氣氛對灰熔點的影響更為明顯。

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1. 2爐內空氣動力場

爐內空氣動力場不理想，燃燒器射流角度偏離設計值，所導致的爐膛火焰中心偏斜、火焰貼墻以 及切圓直徑偏大等現象，都易引起水冷壁結焦。如 果爐膛的切圓直徑大于某一值后，水冷壁的結焦程 度就會隨著切圓直徑的增大加劇，這是由于大量半熔融和熔融態顆粒會直接沖刷水冷壁且粘附在水冷 壁上而導致的。另外，如果配風不合理，煤粉和空 氣在爐膛內不能很好地混合，導致煤粉在爐膛內燃燒不完全，也會造成水冷壁結焦［8－9］。

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1. 3溫度場

溫度場是影響爐內結焦的十分重要的因素之 一，研究分析表明，隨著爐內溫度升高，爐膛的結 焦程度呈現指數規律增長。當爐內的溫度處于較低 水平時，煤粉顆粒呈現軟化或者熔化狀態的概率很 小，不容易發生結焦。若爐內的溫度水平較高，但 近水冷壁區域溫度卻相對較低，煤灰顆粒在撞擊到 水冷壁之前就已經被很好地冷卻，由于其自身溫度的降低，粘附到水冷壁上的概率也隨之降低。

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二、低氮燃燒器改造工作對結焦特性的影響分析

2. 1 爐內空氣動力場

低氮燃燒器改造后，治理主燃區的無組織漏風，將一次風燃燒器更換為對置丘體水平濃淡分離煤粉燃燒器，使得攜帶煤粉的一次風氣流在燃燒器 內以 8：2 的濃淡比被分為濃淡兩股氣流噴入爐膛。從而在一次風與水冷壁之間形成一層空氣膜，形成典型 的 “風包粉”燃燒形式，提高水冷壁區域的氧化 性氣氛，從而實現抑制爐內結焦的目的。

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2. 2 溫度場

低氮燃燒器改造調整了配風方式，采用空氣分級低氮燃燒技術，主燃區空氣過量系數保持在 0. 85 左右，形成欠氧燃燒，使得主燃區的溫度低于改造前，從而降低熔融或軟化的煤灰的比例。“風包粉”的燃燒形式能夠在一次風與水冷壁 之間形成一層空氣膜，這就使得近壁面的一定范圍 內溫度梯度較為平緩，致使半熔融、熔融態顆粒在 與水冷壁碰撞之前得到充分的冷卻固化，使其自身溫度降低，粘附到水冷壁上的可能性隨之降低。可 見，低氮燃燒器改造對爐內溫度場的影響有利于防止鍋爐水冷壁結焦。

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