韶关发电厂4号炉是HG-230／100－5型锅炉。1969年投产，设计燃用曲仁煤矿的无烟煤，其Qnet，ar＝25085 kJ／kg，w（Vdaf）＝11.17％。该炉“Π”型布置，双汽包，自然循环，固态排渣。炉膛横截面为矩形结构，炉膛宽为10100 mm，深为7750 mm。炉膛容积为1437 m3，容积热强度为422.18 MJ／（m3·h）。燃烧器形式为双蜗壳扰动式，有6个，成倒品字形布置在炉膛两侧墙。一次风速厂家推荐值为12m／s，二次风速为18～22 m／s，三次风速约为40m／s。该炉卫燃带面积设计值为91m2,敷设在燃烧区四周水冷壁上,设计热风温度为360℃,排烟温度为126℃。采用两套DTM250／390型球磨机中间仓储式制粉系统。
近两年，由于4号炉结焦严重，造成排烟损失增大，锅炉效率降低，多次被迫停炉打焦，严重影响了机组的安全经济运行。鉴此，笔者对结焦的原因进行了分析。 1 燃烧器结构不合理
4号炉燃烧器如图1所示：大蜗壳内是二次风，小蜗壳内是一次风，中心管内是油枪。一、二次风切向进入蜗壳，经过环形通道，同方向旋转，一次风脱离一次风喇叭口后，被二次风卷吸，在预混段混合，一起喷入炉膛。一、二次风量通过风门控制，同时还在燃烧器的二次风进口处装有一舌形挡板，用它调节进入炉膛气流的旋流强度。
燃烧器结构不合理表现在以下两个方面：
a）一、二次风预混段过短
预混段长度见表1。
由表1可知，4号炉的6个燃烧器预混段长度为125～140 mm，和运行情况良好的3号炉燃烧器预混段160 mm的长度相比，前者显然偏短，极易引起火焰贴墙燃烧，产生飞边现象，造成结焦。此外，由于机组投运时间长，水冷壁变形严重，升停炉时水平位移大，造成挤压或拉伸由耐火混凝土浇铸而成的预混段，使其龟裂，甚至掉落。当预混段出现变形时，将会增大燃烧器阻力，改变一、二次风的混合点，影响到煤粉的着火和燃烧。当预混段脱落时，将会扩大燃烧器的气流扩散角，产生开式回流区及飞边现象，不可避免地造成严重结焦。
b）二次风出口扩口角偏大
燃烧器二次风出口扩口角越大，则燃烧器的旋流扩散角越大，燃烧器的旋流强度亦随之增强。旋流强度增加，热烟气的回流量增大，有利于煤粉着火。但旋流强度过大，火焰则过分扩散，致使火焰贴墙燃烧，产生飞边现象，明显增大了结焦概率。4号炉的扩口角为15°，这一角度略为偏大。以前选用这一扩口角主要考虑到锅炉燃用煤质比较差，煤的发热量Qnet，ad一般都是在17 MJ／kg左右，挥发分质量分数w（Vad）为5％～8％，煤粉着火困难，选取较大的扩口角，能够得到较大的气流旋流强度，增大回流烟气量，煤粉气流吸热面也比较大，吸热多，升温快，有利于煤粉着火和稳定燃烧。但近年，煤质改善，发热量Qnet，ad为17～22MJ／kg，挥发分质量分数w（Vad）为7％～10％，经常造成喷口附近和炉墙结焦。 字串2
1998年12月曾对出现类似情况的3号炉燃烧器进行了改造，把二次风出口扩口角改为13°，预混段改为160 mm，改造后燃烧稳定，结焦明显减少。因此，参照3号炉燃烧器的改造，建议将4号炉的6个燃烧器的二次风出口扩口角统一为13°，预混段长度控制在160 mm左右。
2 二次风管道与风门布置不合理
4号炉燃烧器在炉膛两侧墙成倒“品”字型布置，如图2所示。二次风总门布置在二次风总管进入燃烧器的垂直段上。
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锅炉正常运行时，用两侧二次风总门来调节和平衡两侧风量，一般不处于全开状态，开度根据煤质、负荷等情况需要经常调整。当二次风总门的风门挡板导向处于图2中M位置时，则进入“燃烧器3”的二次风多，而进入“燃烧器2”和“燃烧器1”的二次风就少；当风门挡板导向处于图2中N位置时，则进入“燃烧器1”的二次风多，进入“燃烧器2”和“燃烧器3”的二次风少。在实际运行生产中，随着运行工况的变化，炉膛甲乙两侧二次风总门的开度在40％～60％之间变化。以上情况会导致燃烧器配风不均匀，进入燃烧器的二次风过多或过少。如用燃烧器二次风分门调整进入各燃烧器的二次风，使各燃烧器二次风分布均匀，则难以做到：
a）蜗壳燃烧器出口气流速度不均匀系数很大，不能定量描述。冷态试验时，检查燃烧器出口气流的扩散角，一、二次风混合、燃烧器安装质量等是否良好，一般用烟花示踪法。而热态调整，无法观察到炉膛内燃烧器出口气流情况，也就不能盲目去调整各二次分门。
b）二次风总门与分门之间的管道不规则，不能测出各燃烧器二次风量。
c）由于受二次风总门挡板导向作用，造成某个燃烧器二次风量偏大时，就要关小该燃烧器二次风分门。但二次风分门与燃烧器的距离很近，且二次风分门也是挡板结构，这样就使进入燃烧器的二次风受到挡板导向作用，改变进入二次风蜗壳的切入角，也就是改变了燃烧器出口气流旋流情况。二次风量不足时，造成煤粉不完全燃烧，飞灰可燃物和一氧化碳增加。由于一氧化碳的强还原性，使煤种灰的熔点大为降低，容易引起结焦。
如果将二次风总门由垂直段位置移至热风管道的水平段（图2中的K处），则不论二次风挡板处于何种开度，进入“燃烧器3”、“燃烧器2”、“燃烧器1”的二次风机会均等，从而可实现燃烧器的均匀配风，炉膛内火焰分布均匀，避免了上述由于配风不均而引起的结焦问题。因此，我们建议：将二次风总风门由原来的垂直段位置移至热风管道水平段的K处。
3 卫燃带布置不合理
卫燃带面积过大或布置不合理，也会使炉内结焦严重，影响运行安全。4号炉的卫燃带面积设计值为91 m2，1997年9月大修后，增加到128．1 m2，其理由是4号炉的设计容积热负荷偏低，造成炉膛出口烟温达不到设计值，过热器吸热不足，过热汽温未达到设计值。将卫燃带面积增加到128．1 m2后，过热蒸汽温度上升了，在额定负荷和基本不投减温水的情况下，过热器温度稳定在500℃左右，接近设计值510℃。可见卫燃带面积为128．1 m2是基本符合实际生产需要的。然而，炉膛结焦却增加了，主要是因为卫燃带布置方式不太合适，卫燃带整块不分割地敷设在燃烧器区的水冷壁上。这种敷设方式导致卫燃带上的焦块容易连成一片，形成大焦块，大焦块不易脱落，局部炉温偏高，形成恶性循环，加剧了结焦。大焦块的掉落，不但砸坏设备，而且还容易引起灭火，除焦也很困难。
针对上述问题，我们建议：重新敷设卫燃带，将整块敷设方式改为分块敷设，面积不变。这样，可以分离焦块，减少焦块之间的结合力，促进焦块的脱落和减少结焦。重新敷设后，卫燃带面积为127．4 m2，与现面积基本相同。这样，既满足了主蒸汽温度的要求，又减少了结焦。
4 配风不合理
为了达到炉内着火稳定，燃烧中心适中，火焰分布均匀，煤粉燃烧完全，不出现燃烧器出口及水冷壁上结焦的目的，除了要求燃烧器结构合理外，还要求进行合理的配风。要求各燃烧器风粉配比均匀，在相近的一、二次风量和给粉量下工作；各燃烧器出口气流扩散角适当，有恰当的高温烟气回流，合理的一、二次风混合点，避免产生开式回流区及飞边现象，以防止结焦。
4号炉由于煤质变化大及没有安装二次风量测量装置，难以实现合理配风。在实际运行中，由于煤质、负荷等的变化，要经常调整二次风。二次风量的改变是通过两个二次风总门来调整，如前面所述。二次风总门的挡板导向作用，改变各燃烧器的原风粉配比关系。有的燃烧器二次风量偏大，出口气流速度偏高，且蜗壳燃烧器的结构特点造成出口速度场分布随着风量的增加不均匀程度增加，局部风速严重偏高，会引起火焰中断和局部熄火，容易引起机械不完全燃烧损失。靠近前后墙的燃烧器出口气流偏高时，也容易出现气流冲刷前后炉墙，引起结焦。有的燃烧器二次风量偏小，出口气流速度偏低，燃用煤质较好时，着火提前，容易烧坏燃烧器和在燃烧器喷口处结焦。另外，燃用煤质较差时，由于同负荷情况下燃煤增加，一次风管容易堵塞。运行人员为防止一次风管堵塞，将所有一次风门全开，从而造成一次风速和一次风率偏高，二次风速和二次风率偏低，机械不完全燃烧损失增大。为了解决配风不合理的问题，建议采取以下措施：
a）安装二次风量测量装置。要保证各燃烧器的二次风量基本相同，就要能够测量出进入各燃烧器的二次风量。根据4号炉二次风管的特点，建议对两侧二次风总管在90°弯头前将其分隔成三条风道，分送三个燃烧器。而在管头前和弯头后的直段里，分别装设总二次风和燃烧器1、燃烧器2、燃烧器3的二次风流量测点，如图3所示。经过标定，就可以利用这些测点进行二次风冷热态调整，从而克服配风的盲目性，实现二次风配风均匀。
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b）定期校对给粉机的转速，保证实际转速与表盘转速指示一致。粉仓保持合适的粉位运行。实行定期降粉制度，防止煤粉在粉仓结块和搭桥。给粉机进口挡板尽可能全开。各一次风管安装一次风量测量装置，并通过试验手段推荐不同煤种情况下的一次风运行值，作为运行人员调整燃烧的依据。
c）要求运行人员在运行生产中，根据煤质好坏而调整配风方式。由于不同的煤种适应不同的一次风速和着火点。燃用挥发分较高的煤时，由于煤种较易着火和燃尽，因此可适当增大一次风量，在保证完全燃烧的情况下，适当减少二次风量，这样，既能使煤粉及时着火，又能防止煤粉气流贴近炉墙和燃烧器燃烧，从而减少结焦。反之，当燃用挥发分较低的煤时，由于煤种的挥发分低，较难着火和燃尽，应适当减少一次风量（不烧坏燃烧器为原则），增大二次风量，以保证煤粉颗粒燃烧，从而避免结焦。 字串8
