锅炉一、二次风及煤质变化对结焦预防的影响与调整措施

锅炉结焦本质是高温火焰冲刷水冷壁/受热面，使灰分熔融黏附并持续堆积，核心诱因是火焰偏斜、局部温度超灰熔点、还原性气氛、灰分特性恶化。一、二次风配比与煤质变化直接决定炉内温度场、流场、气氛场，是预防结焦最关键的可调手段，科学调整可大幅降低结焦风险，反之则会诱发严重结焦。

一、一、二次风对结焦预防的核心作用与影响

（一）一次风：煤粉输送+着火控制，决定结焦初始条件

一次风负责输送煤粉、提供着火初期氧量，其风量、风速、风温直接影响煤粉着火距离、火焰中心位置，是结焦的“源头控制因素”。

1. 一次风参数对结焦的影响（含数据）

一次风参数 调整方向 对结焦的影响 关键数据阈值
一次风量 过大 煤粉着火推迟，火焰中心上移/后移，炉膛出口烟温升高，对流受热面结焦；同时煤粉浓度降低，燃烧推迟，局部高温区扩大 一次风率＞35%（烟煤）、＞25%（贫煤/无烟煤），易诱发结焦
一次风量 过小 煤粉着火提前，火焰贴壁，高温火焰直接冲刷水冷壁，近壁区结焦加剧；缺氧导致还原性气氛，灰熔点降低，结焦更易发生 一次风率＜20%（烟煤）、＜15%（贫煤/无烟煤），结焦风险骤增
一次风速 过大 煤粉穿透火焰中心，贴壁燃烧，水冷壁局部热负荷超标，灰分熔融结焦；同时火焰刚性过强，偏斜后冲刷侧墙 一次风速＞30m/s（烟煤）、＞28m/s（贫煤），易引发贴壁结焦
一次风速 过小 煤粉沉降，燃烧器喷口结焦，甚至堵塞喷口，导致火焰偏斜，进一步恶化结焦 一次风速＜18m/s（烟煤）、＜15m/s（贫煤），喷口结焦概率＞80%
一次风温 过低 煤粉着火困难，燃烧推迟，炉膛中心温度升高，同时为保证着火需增大热负荷，近壁区温度上升，结焦风险增加 一次风温＜200℃（烟煤）、＜250℃（贫煤），着火延迟＞1.5m，易结焦
一次风温 过高 煤粉着火过早，喷口附近结焦，烧损燃烧器，同时火焰贴壁，水冷壁结焦 一次风温＞350℃（烟煤）、＞400℃（贫煤），喷口结焦风险翻倍

2. 一次风预防结焦的可执行措施

1. 精准控制一次风率：烟煤控制在25%~30%，贫煤/无烟煤控制在18%~22%，根据煤质挥发分微调，挥发分高则风率略降，避免着火过早。
2. 优化一次风速：烟煤22~28m/s，贫煤/无烟煤18~25m/s，保证煤粉不沉降、火焰不贴壁；定期清理煤粉管道，消除风速偏差（风速偏差≤5%）。
3. 稳定一次风温：通过暖风器/空气预热器调节，烟煤250~300℃，贫煤/无烟煤300~350℃，避免风温大幅波动。
4. 均匀配风：各角/各层一次风偏差≤3%，防止局部风量过大/过小导致火焰偏斜。

（二）二次风：补氧+扰动+火焰整形，是结焦“核心防控手段”

二次风负责补充燃烧后期氧量、扰动火焰、调整火焰中心、营造氧化性气氛，是抑制结焦的关键，其分层配风、风速、风量直接决定炉内温度分布与气氛。

1. 二次风参数对结焦的影响（含数据）

二次风参数 调整方向 对结焦的影响 关键数据阈值
二次风量 过大 炉内过量空气系数升高，整体温度降低，结焦风险下降；但风量过大导致排烟热损失增加，经济性下降 过量空气系数α＞1.3（炉膛出口），结焦风险降低，但效率下降＞1%
二次风量 过小 缺氧燃烧，还原性气氛（CO＞1%），灰熔点降低（降低100~200℃），灰分易熔融；同时燃烧不充分，火焰中心上移，炉膛出口结焦 过量空气系数α＜1.05，还原性气氛占比＞30%，结焦概率＞90%
二次风速 过大 火焰刚性增强，可托举火焰，防止贴壁；但风速过大扰动过强，火焰偏斜，冲刷水冷壁 二次风速＞45m/s，易导致火焰偏斜，侧墙结焦
二次风速 过小 火焰无力，下沉贴壁，近壁区温度超标，结焦加剧；同时扰动不足，煤粉混合不均，局部缺氧 二次风速＜30m/s，火焰贴壁风险＞70%
分层配风（上大下小） 上层风大、下层风小 火焰中心上移，降低下部水冷壁热负荷，预防下部结焦；同时上部补氧充分，抑制还原性气氛 上层二次风占比40%~45%，下层30%~35%，中部25%~30%，下部结焦减少60%
分层配风（下大上小） 下层风大、上层风小 火焰中心下移，下部水冷壁热负荷升高，下部结焦加剧；但可提高燃烧稳定性，适合低挥发分煤 下层二次风占比＞45%，下部结焦风险增加50%
周界风/夹心风 开度大 形成“风膜”隔离火焰与水冷壁，降低近壁区温度，直接预防壁面结焦；同时补充氧量，抑制还原性气氛 周界风开度30%~50%，近壁区温度降低50~80℃，结焦减少70%

2. 二次风预防结焦的可执行措施

1. 控制过量空气系数：炉膛出口α=1.05~1.15，烟煤取低值，贫煤/无烟煤取高值，保证氧化性气氛（CO＜0.5%）。
2. 优化分层配风：采用“上大下小”配风方式，上层二次风占比40%~45%，下层30%~35%，托举火焰远离下部水冷壁。
3. 强化周界风/夹心风：燃烧器周界风开度30%~50%，形成风膜隔离火焰；夹心风开度20%~30%，扰动火焰，防止贴壁。
4. 统一二次风速：各层二次风速35~40m/s，风速偏差≤4%，避免局部风速异常导致火焰偏斜。
5. 实时调整风温：二次风温≥300℃，提高火焰温度，缩短燃烧时间，减少高温区停留时间，降低结焦风险。

（三）一、二次风配比：协同控制火焰形态，从根源防结焦

一、二次风配比决定火焰的“形状、位置、温度”，配比失衡是结焦的主要原因，科学配比可实现“火焰居中、温度均匀、气氛氧化”。

1. 配比失衡的结焦影响

- 一次风过大、二次风过小：火焰细长、中心上移，炉膛出口及对流受热面结焦；
- 一次风过小、二次风过大：火焰短粗、贴壁燃烧，水冷壁结焦；
- 上下层配比失衡：火焰偏上/偏下，对应区域结焦。

2. 最优配比与执行措施

- 烟煤：一次风率25%~30%，二次风率70%~75%，α=1.05~1.10；
- 贫煤/无烟煤：一次风率18%~22%，二次风率78%~82%，α=1.10~1.15；
- 措施：建立“风煤比联动曲线”，根据负荷、煤质实时调整，负荷＞70%时增大二次风占比，负荷＜50%时适当减小一次风率，防止火焰贴壁。

二、煤质变化对结焦的影响及适配调整措施

煤质的灰熔点、挥发分、灰分成分、发热量直接决定结焦倾向，煤质劣化（灰熔点降低、挥发分异常、灰分增加）会大幅提升结焦风险，需通过一、二次风调整适配。

（一）核心煤质指标对结焦的影响（含数据）

煤质指标 变化趋势 对结焦的影响 关键阈值 适配调整措施
灰熔点（ST） 降低 灰分易熔融，结焦风险指数级上升；ST＜1200℃时，结焦概率接近100% ST＜1150℃（严重结焦煤），ST=1150~1250℃（易结焦煤） 1. 增大过量空气系数至1.15~1.20，提高氧化性，提升灰熔点50~100℃； 2. 增大周界风开度至50%~60%，隔离火焰； 3. 降低火焰中心温度，适当减小热负荷
挥发分（Vdaf） 升高 煤粉着火提前，火焰贴壁，近壁区结焦；Vdaf＞30%时，着火距离＜0.5m，易喷口结焦 Vdaf＞35%（高挥发分烟煤） 1. 增大一次风率至30%~35%，推迟着火； 2. 减小一次风温至220~250℃，避免着火过早； 3. 增大下层二次风，托举火焰
挥发分（Vdaf） 降低 煤粉着火推迟，火焰中心上移，炉膛出口结焦；Vdaf＜15%时，燃烧不稳定，易缺氧结焦 Vdaf＜12%（贫煤/无烟煤） 1. 减小一次风率至15%~18%，提高煤粉浓度； 2. 提高一次风温至350~400℃，保证着火； 3. 增大过量空气系数至1.15~1.20，防止缺氧
灰分含量（Aar） 升高 灰分增多，熔融颗粒增加，结焦速率加快；Aar＞30%时，结焦速度提升2~3倍 Aar＞35%（高灰分煤） 1. 优化配风，保证煤粉燃尽，减少未燃尽炭与灰分结合； 2. 定期吹灰（每班1~2次），防止灰层堆积； 3. 控制炉膛温度，避免超灰熔点
发热量（Qnet,ar） 降低 为保证负荷需增大给煤量，炉内灰分总量增加，结焦风险上升；Qnet＜18MJ/kg时，给煤量增加＞20% Qnet＜16MJ/kg（低发热量煤） 1. 适当提高一次风温，强化着火； 2. 增大二次风量，保证燃尽； 3. 控制炉膛出口烟温≤1100℃，防止灰分熔融
灰分成分 碱性氧化物（Fe₂O₃、CaO、Na₂O）升高 灰熔点降低，结焦倾向增强；碱性氧化物占比＞30%时，ST降低100~150℃ Fe₂O₃+CaO+Na₂O＞35% 1. 营造强氧化性气氛，抑制碱性氧化物熔融； 2. 增大周界风，降低近壁区温度； 3. 掺烧高熔点煤（ST＞1300℃），混合后ST≥1250℃

（二）煤质变化的可执行适配措施

1. 煤质预判与掺烧：建立煤质数据库，入炉煤前检测灰熔点、挥发分，易结焦煤与高熔点煤按1:2比例掺烧，混合后ST≥1250℃。
2. 风煤比动态调整：根据煤质变化实时修正一、二次风率，高挥发分煤增一次风，低挥发分煤增二次风，保证火焰形态稳定。
3. 吹灰优化：易结焦煤时，水冷壁吹灰每班1次，过热器/再热器吹灰每8小时1次，采用“蒸汽吹灰+声波吹灰”结合，防止灰层黏附。
4. 温度场监控：通过炉膛温度在线监测系统，控制近壁区温度＜灰熔点ST-100℃，超温时立即增大周界风、调整二次风配比。

三、一、二次风+煤质协同预防结焦的综合措施（可落地执行）

1. 建立结焦预警体系：实时监测炉膛温度、近壁区温度、CO浓度、蒸汽温度，当近壁区温度＞ST-100℃、CO＞1%时，触发预警，立即调整二次风配比、增大周界风。
2. 标准化配风方案：针对不同煤质（高/低挥发分、高/低灰熔点）制定专属配风卡，明确一、二次风率、风速、周界风开度、过量空气系数，运行人员按卡操作。
3. 燃烧器定期维护：每月检查燃烧器喷口，清理结焦、磨损，保证喷口无堵塞、风速均匀；每季度校准风量测量装置，确保风率误差≤2%。
4. 煤质管控：严格控制入炉煤质，禁止ST＜1150℃的煤单独入炉，高结焦煤必须掺烧；建立煤质与结焦的关联台账，优化掺烧比例。
5. 吹灰制度化：根据结焦风险等级制定吹灰计划，低风险（ST＞1300℃）每24小时吹灰1次，中风险（1200~1300℃）每12小时1次，高风险（＜1200℃）每6小时1次。

四、总结：关键数据与核心结论

1. 一、二次风是防结焦核心：一次风控制着火与火焰初始形态，二次风控制温度与气氛，周界风开度30%~50%、过量空气系数1.05~1.15、上大下小分层配风，可使结焦风险降低70%以上。
2. 煤质是结焦基础：灰熔点ST＜1200℃、挥发分Vdaf＞35%或＜15%、灰分Aar＞30%时，结焦风险骤增，需通过掺烧+配风调整适配。
3. 协同调整是关键：煤质变化时，同步调整一、二次风率、风速、过量空气系数，结合吹灰、燃烧器维护，可从根源预防锅炉结焦，保障机组安全稳定运行。

公众号“电厂运行学习笔记”

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