摘要：在火力發電依然占據主導地位的今天，燃煤結渣現象是客觀存在、不可避免的，此現象不僅增加傳熱阻力和降低經濟性，而且還會引起煙道的堵塞，增加燃煤發電行業的危險系數。本文將從燃煤結渣的形成原理、危害、影響因素和改善措施等方面對燃煤結渣現象進行闡述，并針對改善措施提出發展方向。

電力行業的發電方式多種多樣，傳統的發電方式如火力發電和水力發電等，近年來，風力發電、太陽能發電、核能發電和生物質發電等新型清潔能源發電方式也頻現，但燃煤發電一直以來占據著支柱地位，燃煤在地域上的不均勻分布導致了煤質的不同，當發電鍋爐使用劣質煤或者非設計煤種的時候，鍋爐結渣成為燃煤發電行業很普遍的現象，如何解決此現象提高發電效率一直以來廣受關注。

燃煤結渣的形成原理

燃煤結渣的形成過程可大致分為四個階段：（1）初始灰層形成。顆粒較小的灰渣中活性組分的選擇性沉積成初始灰層；（2）固態灰層形成。初始灰層表面溫度升高，粘附飛灰的能力增強，多次循環形成固態灰層；（3）半熔態灰層形成。當固態灰層粘附飛灰的循環達到一定程度后形成半熔態灰層；（4）熔融態灰層形成。半熔態灰層表面溫度更高，粘附飛灰的能力更強，熔融態灰層隨之形成。此過程中灰層達到自身的熔融點，開始軟化是結渣形成的轉折點。當煤質的熔融點低于爐膛中火焰溫度的時候，熔融態的灰層非常容易隨煙氣流動，煙氣經過水冷壁可快速吸熱降溫，但灰層因存在一定厚度降溫不及時，軟化態的灰粒在受熱面上就出現結渣。

燃煤結渣的危害

燃煤結渣輕則減弱傳熱效果、降低鍋爐熱效率和增加氮氧化物的排放，重則會增加機械組的負荷或者停爐，甚至加大發生惡性事故的風險。具體如下：（1）爐膛內受熱面的傳熱能力被迫降低。受熱面上沉積灰渣會增大熱阻,水冷壁上沉積灰渣會降低導熱能力，隨著爐內可吸收的熱量減少，爐膛內火焰位置將會向后移動，火焰與爐膛出口之間的距離變小導致出口煙溫升高，排煙帶走的熱量較多，降低傳熱效率；（2）過熱器被污染，爆管可能性加大。爐膛出口煙氣溫度升高,爐膛內的飛灰易隨著煙氣粘附在對流和屏式過熱器上，過熱器上結渣同時溫升過高易爆管；（3）噴燃器易因局部高溫而燒壞；（4）爐膛高空處的灰渣易掉落?；以跔t膛內的形成位置不確定，而且大塊灰渣的形成時有發生，當大塊灰渣掉落的時候，加之煙氣的不規則運動，有可能會砸壞水冷壁管和冷灰斗，甚至造成爐膛滅火；（5）在整體傳熱效率降低的情況下，為維持所需的能量值將會消耗更多的燃料，同時會增加其他機械的運行負荷。

燃煤結渣的影響因素

煤質在爐膛內燃燒，結渣現象的產生受多種因素影響，可大體上分為煤質本身的影響和非煤影響（煤質之外的影響）兩大類。

煤質對結渣的影響主要從煤灰的熔融性和成分兩方面考慮：煤灰的熔融性主要是指煤的熔融點與介質中環境溫度進行比較后，當熔融點低于環境溫度的時候，定義為強結渣性煤，反之則為弱結渣性煤，經過試驗發現煤質的熔融點并不能完全表明煤質的結渣特性；熔融點不相同的煤灰成分含量是判斷煤灰結渣性能的另一因素，成分中含鐵、鈣的化合物能增強結渣性能，還原性氣氛中,熔融的含鐵化合物主要致力于早期結渣，氧化性氣氛中，含鈣化合物可顯著降低硅酸鹽黏度。煤質中的含硅化合物含量低時可減弱結渣性，含量高時將增強結渣性。

非煤影響主要從燃煤爐膛結構、爐膛內空氣動力場和其他運行工況等方面考慮。燃煤爐膛結構多根據設計規模在訂購設備的時候已經確定，但生產的設備存在與設計參數不相符的情形，如爐膛容積或者截面偏小、水冷壁衛燃帶鋪設過多等，都會造成爐膛不同區域受熱面結渣；爐膛內空氣動力場對鍋爐結渣存在較大影響，如一次風粉氣流偏斜、一次風速過高、煙氣出口氣流方向的變化等均會影響爐膛結渣性能；同時還存在設備操作不當導致結渣的現象，但若操作適當此類影響因素將會大大降低。

燃煤結渣的改善措施

目前，針對燃煤結渣的現象已提出部分預防措施，主要是從結渣的影響因素為出發點進行考慮。選用合適的煤種是解決結渣問題最有效率的途徑，隨著優質煤種的儲量越來越少，可以將優質煤種配合劣質煤種進行摻燒。同時還可通過加強制粉系統的調整、選用合適的配風方式和強度、形成良好的空氣動力場和定期吹灰等工藝方式。此外，也可以在煤粉中加入添加劑來抑制結渣的產生，如高嶺土、硅藻土和活性礬土等，實際過程中雖然被廣泛采用，但都存在負面的影響，非常合適的添加劑還在探索中。

結語

結渣是我國火力發電行業廣泛存在并長期影響鍋爐安全、穩定、經濟運行的重要問題，形成原理復雜、影響因素眾多，但目前通過選用合適煤種、內部優化工藝條件、外部配合吹灰和摻入添加劑等措施，可以防止和減弱結渣的形成，但隨著優質煤儲量逐漸減少、劣質煤不得不選用，優質添加劑的研究將顯得尤為重要。