2023年8月3日发(作者：)

第！5卷第2期2021年3月发赵沒禺POWER

EQUIPMENTVol.

35,

No.

2Mar.

2021电厂掺烧高钠煤结渣原因分析及解决措施朱旭初(国电科学技术研究院有限公司，南京210000)摘要：为解决某电厂锅炉各受热面出现严重沾污结渣的问题，对煤灰和渣样进行了成分分析，计算了

煤灰的结渣特性指数和沾污特性指数,对比了煤灰的结渣倾向和沾污倾向&结果表明：大量掺烧高钠煤会导

致锅炉受热面严重结渣，提出的调整入炉煤种、加强在线清渣(焦)、控制炉膛出口烟气温度等措施可使问题

得到控制&关键词：锅炉；高钠煤；沾污；结渣中图分类号:TK224.

9

文献标志码：A

文章编号：1671-086X(2021)02-0141-04D01：10.19806/.2021.02.0012Cause

Analysis

and

Solution

for

Slagging

in

.

Power

Plant

with

Co-fired

=igh-sodiuo

CoalZhu

Xuchu(Guodian

Science

and

Technology

Research

Institute

Co.,

Ltd.,

Nanjing

210000,

China)Abstract:

To

solve

the

problem

of

serious

contamination

and

slagging

existing

in

boiler

heating

surfaces

of

a

power

plant,

composition

analyses

were

carried

out

for

coal

ash

and

slag

sample,

and

the

slagging

index

and

the

contamination

index

of

coal

ash

were

calculated,

after

which,

comparisons

were

conducted

on

the

slagging

tendency

and

the

contamination

tendency

of

coal

ash,Results

show

that

the

serious

slagging

is

caused

by

co-firing

a

large

amount

of

high-sodium

coal,

and

the

problem

can

be

well

controlled

through

adopting

fo7owing

corresponding

so

utions!such

as adjusting

the

burned

coa

!enhancingtheoninesag

(coke)

cleaning,

improving

the

gas

temperature

at

furnace

outlet

,

ds:

boiler；

high-sodium

coal；

contamination；

slagging电厂燃用高钠煤时，锅炉会出现受热面沾污

结渣的问题，严重影响锅炉的正常运行1+。受热

面沾污和结渣会引起受热面传热条件恶化，降低

燃烧器布置在水冷壁四角，分离燃尽风(SOFA)

燃烧器布置在主燃烧器区上方的水冷壁四角，以

*实现分级燃烧，降低氮氧化物(NOJ排放，采用

风冷式干渣机系统&锅炉将宁夏宁东烟煤作为

锅炉出力，严重时会引起超温爆管事故，甚至导

致锅炉腔室通道堵塞而被迫停炉，同时清渣的工

作也存在一定的危险性&设计煤种&1.2锅炉结渣情况针对锅炉的受热面出现严重的沾污和结渣

问题,笔者通过分析锅炉受热面沾污和结渣的原

在冬季供热期间，1号、2号锅炉受热面相

继出现严重的沾污和结渣现象&1号锅炉冷灰

斗堵塞，水平烟道形成烟气走廊，引风机不足以

维持炉膛负压，机组被迫停机清理；2号机组启

因，并提出解决措施,以改善炉内沾污结渣的

情况&1结渣情况1.1设备概况某电厂350

MW燃煤锅炉为超临界直流参

动运行3

d后，锅炉受热面也出现了较严重的沾

污和结渣现象，水平烟道处结渣堆积较为严重,

碎渣机频繁跳闸，大量的渣块、焦块将冷灰斗堵

数、四角切圆燃烧方式、n形变压直流锅炉&主

塞&停炉后进入1号锅炉内部，查看了各受热

面结焦情况&收稿日期：2020-07-02

；修回日期：20200803作者简介：朱旭初(1986—$男，工程师，从事锅炉技术研究及应用工作。E-mail：

261678288@qq.

com-142

-发也没禺第35卷图1为1号锅炉结渣现场照片（高温再热器

简称高再、高温过热器简称高过）。高再管屏下部

埋在厚渣层下，高再管屏迎风面几乎被全部堵死，

从上到下有10〜20

cm厚的焦层（见图1（a）和

#））；实地用锤头敲击焦层，焦层表层异常坚硬,

极难清理，只能采用风镐等工具缓慢进行清理，高

再内部屏间也存在“搭桥”现象（见图1（c））;高过

上也有大面积的结渣和沾污（见图1（d））,管屏间

的缝隙未被全部堵塞，相对于高再受热面，结渣程

度稍轻，推测为高过处烟气流速较高，烟气携带灰

渣的冲刷作用比高再处更加强烈，减弱了高过受

热面的结渣+*尾部烟道包墙处管屏较干净（见图

1（e））,主要是烟气携带灰渣在此处堆积沾污；水

冷壁主燃烧区有轻微沾污，积灰自上层燃烧器向

上逐渐变厚；燃尽区结渣严重，渣层厚度达到

5

cm,导致水冷壁掉落焦块（见图1（f））。（a）高再水平烟道

（b）高再管屏迎风面（e）尾部烟道

⑴掉落的焦块图1

1号锅炉结渣的现场照片图2为2号锅炉运行中水平烟道结渣堆积情

况，受热面沾污结渣非常严重&电厂安排24

h轮

班、多工作面同时清理，用了

15

d才基本清理完

堆积的灰渣&大量堆积的灰渣增加了锅炉的钢

架承重，给整个锅炉本体的结构带来安全隐患&图2

2号锅炉水平烟道结渣情况2原因分析1号锅炉的结渣情况与高钠煤燃烧导致的结

渣情况非常相似，因此重点对电厂入炉的潞安新

疆煤（A煤）、伟业哈密煤（B煤）、广汇新疆煤（C

煤）、靖远煤（D煤）的煤灰进行特性分析，同时对

1号锅炉各部位的结渣进行取样分析&对煤进行

分析,得到设计煤种、A煤、B煤、C煤、D煤的收

到基低位发热量分别为19.78

MJ/kg,

22.

50

MJ/kg、21.07

MJ/kg、22.

32

MJ/kg、17.

82

MJ/kg。表1为煤灰的测试结果，其中:DT为变

形温度,ST为软化温度,FT为熔化温度&表1煤灰的测试结果项目设计煤种A煤B煤C煤D煤B（Mt）/%15.

28105400Ad）

/

%16.

13739477B（Fe2C）3

）/%9.

876473749544942466w（CaO）/%&

2874457B（MgO）/%234172439B（K2。）/%614083410B（Na2。）/%2454120458B（MnO）2）/

%04010.

4504390.

450B（A3O3

）/%2B（SiO2）/%4643452415424W（SO3

）/%643324070.

4334770.

45B（TiO2）/%514042429DT/°C11841366ST/g12191395FT/C12601433第2期朱旭初：电厂掺烧高钠L结渣原因分析及解决措施-143

-2.1煤灰特性分析2.1.1判别指标根据NB/T

10127—2018《大型煤粉锅炉炉

膛及燃烧器性能设计规范》，采用灰熔融性判别

法和结渣特性指数7判别法对结渣倾向进行判

别，采用沾污特性指数7对沾污倾向进行判

别*〕&结渣倾向和沾污倾向的判别指标及标准

见表2

&表2判别指标及标准ST判别7判别7判别ST/C判别标准7判别标准7判别标准81

390轻微71.

50轻微70

2低1 390

〜1 260中等1.

50〜1

75中等偏轻0.

2〜0.

5中71

260严重1.

75〜2.

25中等0.

5

〜1.

0高2.

25〜2.

50中等偏重81

0严重82.

50严重2.1.2结渣倾向分析

结渣倾向的判别结果见表3。表3结渣倾向的判别结果煤种

—ST判别------------------空别ST/C结渣倾向7结渣倾向设计煤种1200严重2

16中等A煤1188严重2

56严重B煤1220严重3.

34严重C煤1219严重2.

47中等偏重D煤1395轻微1

25轻微锅炉在设计时为防止炉膛结焦，采用了较

低功率的单个燃烧器，在主燃烧器上下方设有

防焦风，同时采用相对较小的炉膛容积热负荷,

所以锅炉在燃用设计煤种时未出现严重结渣的

情况&但是，只从灰熔融性进行判别不能全面

分析结渣的原因，只能将其作为结渣倾向的参

考&通常结渣倾向严重的煤种，其沾污倾向未

必严重；但沾污倾向严重的煤种，其结渣倾向通

常较高⑷。因此，应综合考虑结渣倾向和沾污

倾向进行分析。2.1.3沾污倾向分析煤灰沾污特性与煤灰中碱性氧化物，尤其是

NazO含量有很大关系&灰中的含钠成分会与硅

酸盐反应形成易熔的共晶体，煤灰的初始烧结温

度越低，煤灰沾污特性越强&对于300

MW等级

锅炉，当煤灰中NazO质量分数大于3%时，锅炉

将出现沾污结渣问题B煤和C煤的煤灰中NazO质量分数远超

设计煤种，且均大于3%，其中B煤的煤灰中

NazO质量分数高达19.

15%，所以B煤和C煤

可能有很高的沾污强度&沾污倾向的判别结果

见表4

&表4沾污倾向的判别结果煤种7沾污倾向设计煤种072高A煤057高B煤14

29严重C煤190严重D煤073高由表4可得：B煤与C煤的沾污特性指数明

显高于其他煤种，尤其是B煤的沾污特性指数

是设计煤种的约20倍，D煤的沾污特性指数最

低,NazO含量是关键影响因素&

B煤和C煤的

沾污倾向严重，具有很高的沾污强度&沾污强

度越高的煤种形成的结渣，靠吹灰等手段越难

以清除&

2.1.4综合分析综合来看,B煤和C煤的结渣倾向和沾污倾

向都很严重，尤其是B煤。该机组1号、2号锅炉

均在3

d内连续大量掺烧了

B煤，掺烧比例（质量

分数）最高达80%

&在燃烧初期，受热面沾污和

结渣并不严重，但是B煤煤灰的NazO含量非常

高，使煤灰的软化温度大幅降低，高再入口处的

烟气温度和流速易使飞灰发生冷凝沾污，形成大

面积高沾污强度的沾污层；随着时间的推移，锅

炉保持高负荷运行，飞灰不断在沾污层积累，迅

速生成结渣层；同时，水冷壁上熔融状态的灰渣

也不断沉积，大量的焦块掉落，造成渣井堵塞&

虽然在后续运行中对1号锅炉采取了一些措施，

但是由于缺少观察位置，未能及时发现水平烟道

的结渣情况，同时掺烧的A煤、C煤的结渣倾向

和沾污倾向也偏强，造成沾污层逐渐变厚，直至

水平烟道形成烟气走廊，进而导致1号机组被迫

停机&2.2渣样分析2.2.1渣样形貌分析图3为1号沿烟气流程方向锅炉各受热面

的渣样（低温过热器简称低过、低温再热器简称

低再）。锅炉各个受热面处渣样的表面和断面

的颜色、结构形状各不相同，具体表现为：水冷

壁处渣样呈焦黑块状；高再处渣样呈暗灰色块

状；高再处渣样呈暗红色疏松块状；高再水平烟 -144

-发也没禺第35卷道处渣样表面微红、呈致密块状；低过水平段渣

样呈暗红色块状；低再水平段渣样呈微黄疏松

块状&图3各受热面渣样2.2.2渣样元素分析对各受热面的渣样进行能谱元素分析，图4

为1号锅炉各受热面渣样的元素分布&由图4可得：各受热面的渣样中均有一定量

Na、K发生沉积，水冷壁渣样中碱金属元素的含

量最低，末级再热器渣样中碱金属元素的含量最

高&这是由于在炉膛高温区域，Na直接升华为

气态的Na或Na#O,而这些气态微米级的Na及

Na#O在600〜800

g易发生冷凝，并进一步捕捉

烟气中的SO2、SO3、CaO、Fe#O3等氧化物，形成

Na#SO4、CaSO4等物质，使该处灰渣具有很强的

沾污特性*〕&高再区域的温度为650〜820

g，气态Na及

Na#O易在该温度发生冷凝；发生严重结渣后，沿

烟气流动方向的烟气温度整体上升（见表5）。在

燃用B煤后，高再区域形成大面积高沾污强度的

沾污层，并且会不断捕捉烟气中的颗粒物生成沉

积物，最终形成密实的渣块，这属于典型的高温

沾污现象熔融状态的灰渣沿着水冷壁往下

流，在高温区域形成了高温结焦，吹灰后结焦掉

落冷却，形成坚硬、焦黑、致密的焦块进而堵塞

渣斗&表5结渣前后烟气温度分布情况负荷烟气温度/MW/g炉膛出口低再入口低过入口350结渣前780740630结渣后2559307206103解决措施针对2号锅炉严重结渣的问题，提岀以下解

决措施：（1）

调整入炉煤种&

D煤的软化温度相对较

高，碱金属元素含量低，结渣倾向轻微，沾污倾向

弱于设计煤种，但灰分含量较高；A煤的结渣特

性和沾污特性与设计煤种接近汩煤和C煤的结

渣倾向和沾污倾向非常强&因此，在2号锅炉调

整期间，入炉煤种以A煤、D煤为主，以防止持续

产生大量结渣&（2）

加强在线清渣（焦）通过增加吹灰频率

和控制机组在175〜250

MW进行负荷变动，使

炉内的渣（焦）块掉落，并加强对炉底的大块渣

（焦）块的清理，逐渐减轻炉内结渣和沾污状况，

直至各受热面吸热及锅炉燃烧基本恢复正常。（3）

控制炉膛岀口烟气温度&通过控制清渣

（焦）时的漏风、调整配风、降低负荷、提高风粉温

度、保证煤粉细度等措施降低火焰中心，进而控

制炉膛岀口烟气温度&当炉膛岀口烟气温度高

于800

g时，水平烟道的灰渣沉积高度仍在增

加；当炉膛岀口烟气温度低于800

g时，水平烟

道的的灰渣沉积高度不再增加&图5为调整后水平烟道的积渣情况，渣的堆

积较调整前减少；同时，受热面的沾污情况不断

改善，在烟气的不断冲刷下，堆积的灰渣和受热

面的沾污不断减少，最终维持在理想的高度&在

清理渣块、焦块的同时，主要通过调整入炉煤种、

控制锅炉负荷、优化吹灰、控制炉膛出口烟气温

度等措施来防止锅炉产生大量结渣，最终保证了

锅炉的安全运行&（下转第148页）・148・第35卷基准，引射汇流供热方式全年节约标准煤12

352

[2]潘杭萍,杨建明,王昌朔，等.抽汽供热底置式背压汽轮机

[增加经济效益803万元，背压式汽轮机排汽供

热方式全年节约标准煤6

877

[增加经济效益

的运行分析*

+

•汽轮机技术，2019,

61(5)：

361-364.：3]赵冲,罗向龙,陈颖,等•热电联产集中供热方案的分析对

850万元&(3)背压式汽轮机排汽供热方式较引射汇流

比

热能动力工程,2016,

31(12)：

48-55.：4]马魁元.基于热力试验方法对供热机组引射汇流改造的节能

研究

*]•节能技术,2018,

36(2)：

179-182.刘东勇，刘慧.背压机在纯凝机组供热改造中的应用*]•华

电技术,2015,

37(10) :

35-37,

48.：6]赵盼龙,张东明,陈理帅•大型供热机组蒸汽压力能回收利

供热方式节能量低但增加了上网电量，在煤价

低、电价高时具有经济优势，但其改造投资比引

射汇流供热方式高，具体是否改造应综合考虑多

方面因素&参考文献：[I]殷戈！谭锐！蔡培！等•背压机技术在供热优化改造中应用

研究*+•汽轮机技术!

2018,

60()：

389-392,

376.用方案研究*

+

•浙江电力,2019,

38(8)：

91-36.潘杭萍•供热系统能量梯级利用幵发及优化:D].南京：东

南大学，2019.林万超.火电厂热系统节能理论西安：西安交通大学

出版社，1994.(上接第144页)了该电厂锅炉发生严重沾污、结渣问题的主要

原因为：锅炉大量掺烧高钠煤，形成大面积高沾

污强度的沾污层，沾污层不断捕捉烟气中的颗

粒，进而造成非常严重的沾污和结渣&针对性

地提岀了调整入炉煤种、加强在线清渣(焦)、控

制炉膛岀口烟气温度等防治措施，使结渣问题

得到较好的解决，相关经验可为电厂解决同类

问题提供参考&(a)运行时参考文献：*1+赵乐强.准东煤的燃烧特性及对策分析电力勘测设计,

2017#1)：

26-304*+王林,刘辉,王辉，等.电厂燃用准东煤结焦原因分析与解

决措施*+•节能技术,2018,

36(1)：

44-49,

72.刘家利,苏国庆,张小宏,等.高碱金属煤煤灰沾污特性评

价方法

*+•热力发电,2016,

45(1)：

9-13,

31.陈大元，刘家利，方顺利，等.准东煤锅炉掺烧时煤灰成分

控制研究热力发电,2020,

49(1)：

26-33.(b)停炉后图5水平烟道积渣情况杨忠灿，刘家利，姚伟.准东煤灰沾污指标研究:J].洁净煤

技术,

2013,

19

2)'81-844梁新忠.高碱煤碱金属迁移特性及其对受热面沾污行为的影

4结语笔者通过取样分析与测试计算，分析得到

响

锅炉技术,2018,

49(4)：

76-79.雍晓艰,周梓欣.准东高钠煤沾污、结渣、腐蚀问题研究:J].

西部探矿工程,2018,

30(7)：

112-114.

2023年8月3日发(作者：)

第！5卷第2期2021年3月发赵沒禺POWER

EQUIPMENTVol.

35,

No.

2Mar.

2021电厂掺烧高钠煤结渣原因分析及解决措施朱旭初(国电科学技术研究院有限公司，南京210000)摘要：为解决某电厂锅炉各受热面出现严重沾污结渣的问题，对煤灰和渣样进行了成分分析，计算了

煤灰的结渣特性指数和沾污特性指数,对比了煤灰的结渣倾向和沾污倾向&结果表明：大量掺烧高钠煤会导

致锅炉受热面严重结渣，提出的调整入炉煤种、加强在线清渣(焦)、控制炉膛出口烟气温度等措施可使问题

得到控制&关键词：锅炉；高钠煤；沾污；结渣中图分类号:TK224.

9

文献标志码：A

文章编号：1671-086X(2021)02-0141-04D01：10.19806/.2021.02.0012Cause

Analysis

and

Solution

for

Slagging

in

.

Power

Plant

with

Co-fired

=igh-sodiuo

CoalZhu

Xuchu(Guodian

Science

and

Technology

Research

Institute

Co.,

Ltd.,

Nanjing

210000,

China)Abstract:

To

solve

the

problem

of

serious

contamination

and

slagging

existing

in

boiler

heating

surfaces

of

a

power

plant,

composition

analyses

were

carried

out

for

coal

ash

and

slag

sample,

and

the

slagging

index

and

the

contamination

index

of

coal

ash

were

calculated,

after

which,

comparisons

were

conducted

on

the

slagging

tendency

and

the

contamination

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of

coal

ash,Results

show

that

the

serious

slagging

is

caused

by

co-firing

a

large

amount

of

high-sodium

coal,

and

the

problem

can

be

well

controlled

through

adopting

fo7owing

corresponding

so

utions!such

as adjusting

the

burned

coa

!enhancingtheoninesag

(coke)

cleaning,

improving

the

gas

temperature

at

furnace

outlet

,

ds:

boiler；

high-sodium

coal；

contamination；

slagging电厂燃用高钠煤时，锅炉会出现受热面沾污

结渣的问题，严重影响锅炉的正常运行1+。受热

面沾污和结渣会引起受热面传热条件恶化，降低

燃烧器布置在水冷壁四角，分离燃尽风(SOFA)

燃烧器布置在主燃烧器区上方的水冷壁四角，以

*实现分级燃烧，降低氮氧化物(NOJ排放，采用

风冷式干渣机系统&锅炉将宁夏宁东烟煤作为

锅炉出力，严重时会引起超温爆管事故，甚至导

致锅炉腔室通道堵塞而被迫停炉，同时清渣的工

作也存在一定的危险性&设计煤种&1.2锅炉结渣情况针对锅炉的受热面出现严重的沾污和结渣

问题,笔者通过分析锅炉受热面沾污和结渣的原

在冬季供热期间，1号、2号锅炉受热面相

继出现严重的沾污和结渣现象&1号锅炉冷灰

斗堵塞，水平烟道形成烟气走廊，引风机不足以

维持炉膛负压，机组被迫停机清理；2号机组启

因，并提出解决措施,以改善炉内沾污结渣的

情况&1结渣情况1.1设备概况某电厂350

MW燃煤锅炉为超临界直流参

动运行3

d后，锅炉受热面也出现了较严重的沾

污和结渣现象，水平烟道处结渣堆积较为严重,

碎渣机频繁跳闸，大量的渣块、焦块将冷灰斗堵

数、四角切圆燃烧方式、n形变压直流锅炉&主

塞&停炉后进入1号锅炉内部，查看了各受热

面结焦情况&收稿日期：2020-07-02

；修回日期：20200803作者简介：朱旭初(1986—$男，工程师，从事锅炉技术研究及应用工作。E-mail：

261678288@qq.

com-142

-发也没禺第35卷图1为1号锅炉结渣现场照片（高温再热器

简称高再、高温过热器简称高过）。高再管屏下部

埋在厚渣层下，高再管屏迎风面几乎被全部堵死，

从上到下有10〜20

cm厚的焦层（见图1（a）和

#））；实地用锤头敲击焦层，焦层表层异常坚硬,

极难清理，只能采用风镐等工具缓慢进行清理，高

再内部屏间也存在“搭桥”现象（见图1（c））;高过

上也有大面积的结渣和沾污（见图1（d））,管屏间

的缝隙未被全部堵塞，相对于高再受热面，结渣程

度稍轻，推测为高过处烟气流速较高，烟气携带灰

渣的冲刷作用比高再处更加强烈，减弱了高过受

热面的结渣+*尾部烟道包墙处管屏较干净（见图

1（e））,主要是烟气携带灰渣在此处堆积沾污；水

冷壁主燃烧区有轻微沾污，积灰自上层燃烧器向

上逐渐变厚；燃尽区结渣严重，渣层厚度达到

5

cm,导致水冷壁掉落焦块（见图1（f））。（a）高再水平烟道

（b）高再管屏迎风面（e）尾部烟道

⑴掉落的焦块图1

1号锅炉结渣的现场照片图2为2号锅炉运行中水平烟道结渣堆积情

况，受热面沾污结渣非常严重&电厂安排24

h轮

班、多工作面同时清理，用了

15

d才基本清理完

堆积的灰渣&大量堆积的灰渣增加了锅炉的钢

架承重，给整个锅炉本体的结构带来安全隐患&图2

2号锅炉水平烟道结渣情况2原因分析1号锅炉的结渣情况与高钠煤燃烧导致的结

渣情况非常相似，因此重点对电厂入炉的潞安新

疆煤（A煤）、伟业哈密煤（B煤）、广汇新疆煤（C

煤）、靖远煤（D煤）的煤灰进行特性分析，同时对

1号锅炉各部位的结渣进行取样分析&对煤进行

分析,得到设计煤种、A煤、B煤、C煤、D煤的收

到基低位发热量分别为19.78

MJ/kg,

22.

50

MJ/kg、21.07

MJ/kg、22.

32

MJ/kg、17.

82

MJ/kg。表1为煤灰的测试结果，其中:DT为变

形温度,ST为软化温度,FT为熔化温度&表1煤灰的测试结果项目设计煤种A煤B煤C煤D煤B（Mt）/%15.

28105400Ad）

/

%16.

13739477B（Fe2C）3

）/%9.

876473749544942466w（CaO）/%&

2874457B（MgO）/%234172439B（K2。）/%614083410B（Na2。）/%2454120458B（MnO）2）/

%04010.

4504390.

450B（A3O3

）/%2B（SiO2）/%4643452415424W（SO3

）/%643324070.

4334770.

45B（TiO2）/%514042429DT/°C11841366ST/g12191395FT/C12601433第2期朱旭初：电厂掺烧高钠L结渣原因分析及解决措施-143

-2.1煤灰特性分析2.1.1判别指标根据NB/T

10127—2018《大型煤粉锅炉炉

膛及燃烧器性能设计规范》，采用灰熔融性判别

法和结渣特性指数7判别法对结渣倾向进行判

别，采用沾污特性指数7对沾污倾向进行判

别*〕&结渣倾向和沾污倾向的判别指标及标准

见表2

&表2判别指标及标准ST判别7判别7判别ST/C判别标准7判别标准7判别标准81

390轻微71.

50轻微70

2低1 390

〜1 260中等1.

50〜1

75中等偏轻0.

2〜0.

5中71

260严重1.

75〜2.

25中等0.

5

〜1.

0高2.

25〜2.

50中等偏重81

0严重82.

50严重2.1.2结渣倾向分析

结渣倾向的判别结果见表3。表3结渣倾向的判别结果煤种

—ST判别------------------空别ST/C结渣倾向7结渣倾向设计煤种1200严重2

16中等A煤1188严重2

56严重B煤1220严重3.

34严重C煤1219严重2.

47中等偏重D煤1395轻微1

25轻微锅炉在设计时为防止炉膛结焦，采用了较

低功率的单个燃烧器，在主燃烧器上下方设有

防焦风，同时采用相对较小的炉膛容积热负荷,

所以锅炉在燃用设计煤种时未出现严重结渣的

情况&但是，只从灰熔融性进行判别不能全面

分析结渣的原因，只能将其作为结渣倾向的参

考&通常结渣倾向严重的煤种，其沾污倾向未

必严重；但沾污倾向严重的煤种，其结渣倾向通

常较高⑷。因此，应综合考虑结渣倾向和沾污

倾向进行分析。2.1.3沾污倾向分析煤灰沾污特性与煤灰中碱性氧化物，尤其是

NazO含量有很大关系&灰中的含钠成分会与硅

酸盐反应形成易熔的共晶体，煤灰的初始烧结温

度越低，煤灰沾污特性越强&对于300

MW等级

锅炉，当煤灰中NazO质量分数大于3%时，锅炉

将出现沾污结渣问题B煤和C煤的煤灰中NazO质量分数远超

设计煤种，且均大于3%，其中B煤的煤灰中

NazO质量分数高达19.

15%，所以B煤和C煤

可能有很高的沾污强度&沾污倾向的判别结果

见表4

&表4沾污倾向的判别结果煤种7沾污倾向设计煤种072高A煤057高B煤14

29严重C煤190严重D煤073高由表4可得：B煤与C煤的沾污特性指数明

显高于其他煤种，尤其是B煤的沾污特性指数

是设计煤种的约20倍，D煤的沾污特性指数最

低,NazO含量是关键影响因素&

B煤和C煤的

沾污倾向严重，具有很高的沾污强度&沾污强

度越高的煤种形成的结渣，靠吹灰等手段越难

以清除&

2.1.4综合分析综合来看,B煤和C煤的结渣倾向和沾污倾

向都很严重，尤其是B煤。该机组1号、2号锅炉

均在3

d内连续大量掺烧了

B煤，掺烧比例（质量

分数）最高达80%

&在燃烧初期，受热面沾污和

结渣并不严重，但是B煤煤灰的NazO含量非常

高，使煤灰的软化温度大幅降低，高再入口处的

烟气温度和流速易使飞灰发生冷凝沾污，形成大

面积高沾污强度的沾污层；随着时间的推移，锅

炉保持高负荷运行，飞灰不断在沾污层积累，迅

速生成结渣层；同时，水冷壁上熔融状态的灰渣

也不断沉积，大量的焦块掉落，造成渣井堵塞&

虽然在后续运行中对1号锅炉采取了一些措施，

但是由于缺少观察位置，未能及时发现水平烟道

的结渣情况，同时掺烧的A煤、C煤的结渣倾向

和沾污倾向也偏强，造成沾污层逐渐变厚，直至

水平烟道形成烟气走廊，进而导致1号机组被迫

停机&2.2渣样分析2.2.1渣样形貌分析图3为1号沿烟气流程方向锅炉各受热面

的渣样（低温过热器简称低过、低温再热器简称

低再）。锅炉各个受热面处渣样的表面和断面

的颜色、结构形状各不相同，具体表现为：水冷

壁处渣样呈焦黑块状；高再处渣样呈暗灰色块

状；高再处渣样呈暗红色疏松块状；高再水平烟 -144

-发也没禺第35卷道处渣样表面微红、呈致密块状；低过水平段渣

样呈暗红色块状；低再水平段渣样呈微黄疏松

块状&图3各受热面渣样2.2.2渣样元素分析对各受热面的渣样进行能谱元素分析，图4

为1号锅炉各受热面渣样的元素分布&由图4可得：各受热面的渣样中均有一定量

Na、K发生沉积，水冷壁渣样中碱金属元素的含

量最低，末级再热器渣样中碱金属元素的含量最

高&这是由于在炉膛高温区域，Na直接升华为

气态的Na或Na#O,而这些气态微米级的Na及

Na#O在600〜800

g易发生冷凝，并进一步捕捉

烟气中的SO2、SO3、CaO、Fe#O3等氧化物，形成

Na#SO4、CaSO4等物质，使该处灰渣具有很强的

沾污特性*〕&高再区域的温度为650〜820

g，气态Na及

Na#O易在该温度发生冷凝；发生严重结渣后，沿

烟气流动方向的烟气温度整体上升（见表5）。在

燃用B煤后，高再区域形成大面积高沾污强度的

沾污层，并且会不断捕捉烟气中的颗粒物生成沉

积物，最终形成密实的渣块，这属于典型的高温

沾污现象熔融状态的灰渣沿着水冷壁往下

流，在高温区域形成了高温结焦，吹灰后结焦掉

落冷却，形成坚硬、焦黑、致密的焦块进而堵塞

渣斗&表5结渣前后烟气温度分布情况负荷烟气温度/MW/g炉膛出口低再入口低过入口350结渣前780740630结渣后2559307206103解决措施针对2号锅炉严重结渣的问题，提岀以下解

决措施：（1）

调整入炉煤种&

D煤的软化温度相对较

高，碱金属元素含量低，结渣倾向轻微，沾污倾向

弱于设计煤种，但灰分含量较高；A煤的结渣特

性和沾污特性与设计煤种接近汩煤和C煤的结

渣倾向和沾污倾向非常强&因此，在2号锅炉调

整期间，入炉煤种以A煤、D煤为主，以防止持续

产生大量结渣&（2）

加强在线清渣（焦）通过增加吹灰频率

和控制机组在175〜250

MW进行负荷变动，使

炉内的渣（焦）块掉落，并加强对炉底的大块渣

（焦）块的清理，逐渐减轻炉内结渣和沾污状况，

直至各受热面吸热及锅炉燃烧基本恢复正常。（3）

控制炉膛岀口烟气温度&通过控制清渣

（焦）时的漏风、调整配风、降低负荷、提高风粉温

度、保证煤粉细度等措施降低火焰中心，进而控

制炉膛岀口烟气温度&当炉膛岀口烟气温度高

于800

g时，水平烟道的灰渣沉积高度仍在增

加；当炉膛岀口烟气温度低于800

g时，水平烟

道的的灰渣沉积高度不再增加&图5为调整后水平烟道的积渣情况，渣的堆

积较调整前减少；同时，受热面的沾污情况不断

改善，在烟气的不断冲刷下，堆积的灰渣和受热

面的沾污不断减少，最终维持在理想的高度&在

清理渣块、焦块的同时，主要通过调整入炉煤种、

控制锅炉负荷、优化吹灰、控制炉膛出口烟气温

度等措施来防止锅炉产生大量结渣，最终保证了

锅炉的安全运行&（下转第148页）・148・第35卷基准，引射汇流供热方式全年节约标准煤12

352

[2]潘杭萍,杨建明,王昌朔，等.抽汽供热底置式背压汽轮机

[增加经济效益803万元，背压式汽轮机排汽供

热方式全年节约标准煤6

877

[增加经济效益

的运行分析*

+

•汽轮机技术，2019,

61(5)：

361-364.：3]赵冲,罗向龙,陈颖,等•热电联产集中供热方案的分析对

850万元&(3)背压式汽轮机排汽供热方式较引射汇流

比

热能动力工程,2016,

31(12)：

48-55.：4]马魁元.基于热力试验方法对供热机组引射汇流改造的节能

研究

*]•节能技术,2018,

36(2)：

179-182.刘东勇，刘慧.背压机在纯凝机组供热改造中的应用*]•华

电技术,2015,

37(10) :

35-37,

48.：6]赵盼龙,张东明,陈理帅•大型供热机组蒸汽压力能回收利

供热方式节能量低但增加了上网电量，在煤价

低、电价高时具有经济优势，但其改造投资比引

射汇流供热方式高，具体是否改造应综合考虑多

方面因素&参考文献：[I]殷戈！谭锐！蔡培！等•背压机技术在供热优化改造中应用

研究*+•汽轮机技术!

2018,

60()：

389-392,

376.用方案研究*

+

•浙江电力,2019,

38(8)：

91-36.潘杭萍•供热系统能量梯级利用幵发及优化:D].南京：东

南大学，2019.林万超.火电厂热系统节能理论西安：西安交通大学

出版社，1994.(上接第144页)了该电厂锅炉发生严重沾污、结渣问题的主要

原因为：锅炉大量掺烧高钠煤，形成大面积高沾

污强度的沾污层，沾污层不断捕捉烟气中的颗

粒，进而造成非常严重的沾污和结渣&针对性

地提岀了调整入炉煤种、加强在线清渣(焦)、控

制炉膛岀口烟气温度等防治措施，使结渣问题

得到较好的解决，相关经验可为电厂解决同类

问题提供参考&(a)运行时参考文献：*1+赵乐强.准东煤的燃烧特性及对策分析电力勘测设计,

2017#1)：

26-304*+王林,刘辉,王辉，等.电厂燃用准东煤结焦原因分析与解

决措施*+•节能技术,2018,

36(1)：

44-49,

72.刘家利,苏国庆,张小宏,等.高碱金属煤煤灰沾污特性评

价方法

*+•热力发电,2016,

45(1)：

9-13,

31.陈大元，刘家利，方顺利，等.准东煤锅炉掺烧时煤灰成分

控制研究热力发电,2020,

49(1)：

26-33.(b)停炉后图5水平烟道积渣情况杨忠灿，刘家利，姚伟.准东煤灰沾污指标研究:J].洁净煤

技术,

2013,

19

2)'81-844梁新忠.高碱煤碱金属迁移特性及其对受热面沾污行为的影

4结语笔者通过取样分析与测试计算，分析得到

响

锅炉技术,2018,

49(4)：

76-79.雍晓艰,周梓欣.准东高钠煤沾污、结渣、腐蚀问题研究:J].

西部探矿工程,2018,

30(7)：

112-114.