影响锅炉热效率的因素分析
1．氧 量入炉总风量的大小与锅炉热效率的高低密切相关,总风量过大会使排烟热损失增加;总风量过小,则会使煤粉燃烧不充分,烟气中CO含量、飞灰可燃物含量和炉渣可燃物含量增加,致使化学和机械未完全燃烧损失增加;总风量的大小也对主汽温和再热汽温产生影响,因此选取合理的入炉总风量,可使总的热损失最小,锅炉热效率达到最高,同时在低负荷时又能保持较高的汽温。
在锅炉负荷与炉膛出口氧量不变的条件下,炉膛—风箱压差的高低关系到辅助风、燃料风和燃烬风彼此间风量的比例,比例大小对煤粉燃烧的稳定性、燃烬性及NOx的排放量有极大的影响,因此选择合理的炉膛—风箱压差,会提高锅炉的安全性和经济性。
燃烧器最上1层为燃烬风喷口,燃烬风的作是实现分级燃烧,减少热力型NOx生成,补充燃烧后期所需氧。燃尽风风量的大小影响NOx的排放量和碳粒子的燃烬程度。此项试验只考虑燃尽风风量对锅炉燃烧的影响。
燃烧器喷嘴设计为上下可摆动,主要是通过改变炉膛火焰中心高度调节再热汽温和过热汽温,但火焰中心高度的改变对煤粉燃烬产生一定影响。燃烧器向上摆动,飞灰可燃物增加,锅炉效率降低,减温水量增加。
机组带600MW负荷,锅炉其它运行参数不变,通过改变磨煤机入口风量来改变一次风喷嘴风速。由于受制粉系统的限制,一次风风速很难大范围变化,因此锅炉热效率几乎没有变化,这说明一次风风速在小范围内变化对锅炉热效率没有多大影响。
煤粉细度变小,飞灰可燃物含量和炉渣可燃物含量降低,锅炉热效率提高。
磨煤机分别组合运行,锅炉热效率相差较小,但对汽温影响较大。
炉膛结渣的运行因素
受热面结渣过程与多种复杂因素有关。任何原因的结渣都有两个基本条件构成，一是火焰贴近炉墙时，烟气中的灰仍呈熔化状态，二是火焰直接冲刷受热面。
但是，与这两个因素相关的具体原因很复杂。这些因素是：
1．煤灰特性和化学组成煤灰特性主要表现在两个方面：一是煤灰的熔点温度，二是灰渣的粘性。一般灰熔点低的煤容易结渣，与此同时，低灰熔点的灰份通常粘附性也强，因而增加了结渣的可能性。
在运行条件变化时，煤灰的结渣特性也可能灰变化。例如，炉膛温度升高，或受热表面积灰导致壁面温度升高，火炉内局部地区产生还原性气氛，使灰的熔点温度降低时，结渣倾向就可能增加。
2．炉膛温度水平炉内燃烧器区域的温度越高，煤灰越容易达到软化或熔融状态，结渣的可能性就越大。而影响燃烧器区域温度水平的因素也很多。例如，前述的断面热强度与燃烧器区域的壁面热强度、燃料的发热量、水份含量以及锅炉负荷的变化等。
如果锅炉改烧发热量大的同类煤时，由于燃放热增多，燃烧器区域温度水平就高，结渣的可能性就大。而锅炉负荷越高，送入炉内的热量也越多，结渣的可能性也越大。
3．火焰贴墙对于四角布置直流式燃烧器的炉膛，煤粉气流由于受到气流刚度，补气条件和邻角气流的撞击等影向而引起火焰贴墙时，这必然结渣。对于布置旋流式燃烧器的炉膛，当旋流强度太大时，会引起火焰贴壁。
或某只燃烧器的旋流强度过小，气流射程太长时，可能使气流直冲对面炉墙或顶撞对面的火焰而导致结渣。
4．过量空气系数当炉内局部区域过量空气过小且煤粉与空气混合不均匀时，可能产生还原性气氛，而煤粉在还原性气氛不能充分氧化，灰份中的Fe2O3被还原成FeO，FeO与SiO2等形成共晶体，其熔点温度就会降低，有时会使熔点下降150～200oC，因而，结渣倾向随之增加。
或者，采用高煤粉浓度燃烧方式时，由于燃烧放热过于集中，使局部区域温度升高且处于还原性气氛，结渣也会倾向严重。当然这也与灰的熔融特性有关。
5．煤粉细度粗煤粉的燃烧时间比较长，当煤粉中粗煤粉的比例增加时，容易引起火焰延长，导致炉膛出口处的受热面结渣。
6．吹灰吹灰器长期不投，受热面积灰增多时，可能导致结渣。
7．燃用混煤锅炉燃用混煤时，灰渣的特性有可能改变。一般结渣性强的煤与结渣性弱的煤混合时，结渣会减轻。
锅炉结渣是多种因素综合影响的结果，不过总是有几个关键因素起先导作用。比较重要的因素是煤灰的熔融特性、水冷壁的冷却能力、以及火焰贴墙等。
炉膛负压
煤粉炉通常采用负压燃烧，负压燃烧是指炉内压力比外界大气压力低2～6mm水柱。
维持正常的炉膛负压，不仅对锅炉经济运行作用很大，而且对运行调节十分有益。正常的炉膛负压值是依靠调节送风机和引风机的挡板开度实现的，但主要是靠调节引风机的挡板开度来控制的。如果引风机出力不足，或挡板调节失灵时，炉内可能出现正压状态。此时，烟气或火焰向外泄漏，不仅污染工作环境，而且对设备及人身构成危险。
当然负压太大也是不允许的。炉膛负压太大，说明引风机抽吸力过大。此时，炉内气流明显向上翘，火焰中心上移，炉膛出口烟温升高，引起汽温升高或过热器结渣。气流上翘，火焰行程缩短，导致不完全燃烧。
内爆产生的原因一：引风机运行不正常，静压头过高或挡板运行不良；二：因灭火而切断燃料供应时，炉膛负压急剧升高。
因此，在切断燃料的同时，应适当关小引风机挡板，以免负压剧增。
此外，大型机组应设置炉内压力报警和安全保护装置。炉膛负压波动时，也可能是炉内压力波动变化造成的。此时表明燃烧处于不稳定状态。燃烧脉动时，负压也随着脉动。所以，炉膛负压是燃烧调整和锅炉保护的重要参数。
炉膛负压由极低突变正压，此过程发生的时间极短，只有1～2秒，正压值极高。这种情况下，极可能发生炉膛爆炸或“打炮”。
对于自动化程度比较高的锅炉，炉膛负压超限时，控制系统会自动发出报警或保护动作。但当控制系统处于手动状态时，则必须做出准确、迅速的判断和处理。
大型锅炉运行中，炉膛爆炸现象极少发生，但是一旦发生，破坏性很大。因为炉膛爆炸的发生时间很短，只有1～2秒。所以，如何把燃料安全适当地送入炉内并对可能发生的爆炸做出判断是十分重要的。
炉膛爆炸的原因是数量过多的燃料和空气在炉膛内未能及时着火燃烧，而以极高的速度进行化学反应，当具有足够的着火热源时，在瞬间形成可燃性气体，气体容积急剧增加，炉内压力和温度急剧升高。
需要注意的是，在锅炉点火阶段或燃烧不稳定时，如果炉内积聚了大量的未燃燃料，此时点火这很有可能造成爆炸。因此，运行人员必须严格，准确地按照运行规程的操作顺序控制燃料和空气的投入并熟练掌握点火程序以及具有快速、准确的判断能力。
例如，燃料的着火性能变差或点火装置的能量不足以及未及时投入点火装置。由于这些条件的变化，使送入炉内的燃料与空气未能及时转变为不易反应的氧化物或惰性产物，因而积累了大量活性可燃易爆产物。这种积累过程需要持续相当长的时间。即爆炸发生前总要有一段较长的孕育时间。
炉膛负低负荷稳燃技术
这三个条件集中在一起，强化了着火条件，使着火稳定性提高。
当然，煤粉浓度并不是越高越好。煤粉浓度过高时，由于着火区严重缺氧，而影响挥发份的充分燃烧，造成大量煤烟的产生，此时还因挥发份中的热量没有充分释放出来，影响颗粒温度的升高，延缓着火。或者因挥发份燃烧缺氧，使火焰不能正常传播，而引起着火不稳定。
可见，存在一个有利于稳定着火的最佳煤粉浓度。有利于着火的最佳煤粉浓度与煤种有关，挥发份大的烟煤，其最佳煤粉浓度低于挥发份小的贫煤。
2．提高煤粉气流初温提高煤粉气流初温，可减少煤粉气流的着火热，并提高炉内温度水平，使着火提前。提高煤粉气流初温的直接办法是提高热风温度。
3．提高煤粉颗粒细度煤粉的燃烧反应主要是在颗粒表面上进行的，煤粉颗粒越细，单位质量的煤粉表面积越大，火焰传播速度越快。燃烧速度就越高，火焰传播速度越快，燃烧放热速度越快，煤粉颗粒就越容易被加热，因而也越容易稳定燃烧。
试验研究发现，煤粉燃尽时间与颗粒直径的平方成正比，当锅炉燃用煤质一定时，提高煤粉细度能显著提高煤粉气流着火的稳定性。不过煤粉颗粒细度受磨煤出力与磨煤电耗的限制，不可能任意提高。