摘要：准东高钠煤具备储量丰富、挥发分高、燃烧活性好的能源优势，是火力发电领域重要的动力用煤资源，但煤质高钠、高碱金属的特性极易引发锅炉受热面沾污、结焦与换热衰减问题，对锅炉热力循环体系造成持续性干扰。常态化掺烧工况下，锅炉普遍存在燃烧不稳、换热效率下降、排烟热损失增大等问题，制约机组经济高效运行。本文基于准东高钠煤的煤质特性与掺烧燃烧机理，系统性分析掺烧工况下锅炉热力效率衰减的核心成因，从燃烧工况调控、风烟系统优化、防结渣管控、运行机制完善等维度提出优化调整策略，为高钠煤安全高效掺烧、提升锅炉热力利用效率提供理论支撑。

关键词：准东高钠煤；煤掺烧；锅炉设备；热力效率；运行优化

引言

随着煤炭清洁高效利用政策持续推进，低热损、高活性的准东高钠煤在燃煤机组中的应用占比逐步提升，有效缓解了动力煤资源供需压力。但区别于常规动力煤，准东高钠煤燃烧过程中碱金属易升华析出，附着于锅炉受热面形成沾污结渣，破坏炉内热力换热平衡。多数机组在高比例掺烧工况下，沿用常规煤种的运行调控模式，无法适配高钠煤燃烧特性，造成热力损耗加剧、机组效率降低。开展准东高钠煤掺烧工况下锅炉热力效率优化研究，对实现煤资源高效利用、提升机组运行经济性具有重要工程意义。

一、准东高钠煤特性及掺烧热力作用机理

（一）准东高钠煤核心煤质特征

准东高钠煤区别于传统燃煤，整体呈现低灰、低硫、高挥发分、高碱金属含量的煤质特征，燃烧反应速率快、燃尽程度高，具备良好的燃烧基础性能。其核心特质为钠元素含量偏高，燃烧过程中易生成气态钠化物与碱性氧化物，此类物质具备较强的粘附性与腐蚀性。同时煤种水分含量相对较高，燃烧初期蒸发吸热量大，会对炉内初始燃烧温度产生一定影响，整体煤质特性决定其燃烧换热规律与常规煤种存在显著差异，对锅炉热力工况调控有着特殊要求。

（二）高钠煤掺烧炉内热力反应机理

准东高钠煤与常规煤掺烧过程中，不同煤种的燃烧特性相互耦合，形成差异化的炉内热力反应过程。高钠煤率先快速着火燃烧，释放大量热量与碱金属气态产物，常规煤持续稳定放热，保障炉膛热负荷平稳。在高温炉膛环境下，高钠煤析出的碱金属物质随烟气流动，在低温受热面发生凝华附着，逐步形成沾污与结渣层。该过程会持续改变受热面换热系数，扰乱炉内辐射换热与对流换热的平衡关系，造成热力传递受阻、有效换热热量减少，直接影响锅炉整体热力利用效率。

（三）掺烧比例对锅炉热力工况的影响规律

不同高钠煤掺烧比例会直接改变炉内燃烧氛围与热力损耗程度，低比例掺烧工况下，碱金属产物总量较少，受热面沾污结渣速度缓慢，锅炉热力工况基本可控。随着掺烧比例提升，碱金属析出量大幅增加，受热面沾污结渣速率呈加速增长趋势，换热阻力持续增大，排烟热损失、散热损失同步上升。同时高比例掺烧易引发炉膛温度场偏移，出现局部高温、燃烧偏斜等问题，导致燃烧不完全热损失增加，造成锅炉热力效率随掺烧比例提升呈现阶梯式衰减特征。

二、准东高钠煤掺烧锅炉热力效率衰减核心问题

（一）受热面沾污结渣引发换热性能劣化

高钠煤掺烧最核心的热力损耗问题为受热面持续性沾污结渣，碱金属凝华形成的致密结渣层附着在水冷壁、过热器、省煤器等受热面表层，大幅降低金属受热面导热性能。结渣区域换热效率大幅下降，炉内辐射换热不充分，烟气携带大量余热排出，造成排烟热损失显著增加。同时不均匀结渣会导致炉膛热力分布失衡，局部受热面换热失效，不仅降低锅炉整体热力利用效率，还会引发设备局部超温，影响机组安全稳定运行，形成效率损耗与安全隐患的双重问题。

（二）燃烧工况匹配度不足造成不完全燃烧损耗

现阶段多数机组掺烧运行参数沿用常规煤种调控标准，未适配高钠煤快速着火、快速燃尽的燃烧特性，燃烧工况与煤质特性匹配度较差。炉膛温度、配风方式、氧量控制、燃烧风速等参数设置不合理，导致高钠煤燃尽过程紊乱，出现局部缺氧燃烧、燃尽时间不足等问题，造成固体不完全燃烧热损失与气体不完全燃烧热损失增大。同时掺烧工况下煤种混合不均匀，易出现分层燃烧现象，进一步加剧燃烧不充分问题，持续拉低锅炉热力效率。

（三）风烟系统与辅机运行调控不够精细化

高钠煤掺烧工况下烟气成分、烟气量、烟尘特性均发生明显变化，但风烟系统多采用固定调控模式，未根据掺烧比例动态优化风量配比、风速参数与炉膛负压。过量空气系数控制不合理，系数过大会增加烟气带走的余热损失，系数过小则加剧不完全燃烧损耗。同时吹灰制度、烟气调控策略固化，无法适配沾污结渣动态变化规律，受热面积灰结渣无法及时清除，热力损耗持续累积，辅机运行能耗偏高，进一步降低机组综合热力经济性能。

三、准东高钠煤掺烧锅炉热力效率多维优化调整策略

（一）适配煤质特性优化炉内燃烧工况参数

基于准东高钠煤燃烧特性建立动态参数调控体系，根据不同掺烧比例精准调整炉膛温度、燃烧风速、煤粉细度等核心参数，匹配高钠煤快速燃烧、充分燃尽的工况需求。优化一二次风配比，合理控制燃烧初期氧量与后期补风节奏，营造适配高钠煤掺烧的燃烧氛围，杜绝局部缺氧燃烧与过度富氧燃烧问题。稳定炉膛温度场均匀性，规避局部高温加剧碱金属析出的问题，在保障燃烧稳定性的前提下，最大限度降低不完全燃烧热损失，提升炉膛有效放热效率。

（二）优化防结渣管控提升受热面换热性能

构建适配高钠煤掺烧的动态吹灰管控机制，摒弃固定周期吹灰模式，结合掺烧比例、运行负荷、受热面沾污状态动态调整吹灰频次与吹灰范围，及时清除受热面积灰结渣，恢复受热面换热能力。优化炉膛燃烧区域温度管控，抑制碱金属大量升华析出，从源头减缓沾污结渣生成速度。针对性优化受热面运行管控，重点强化高温受热面防护，均衡各区域换热负荷，消除局部换热失效区域，持续优化炉内热力换热平衡，降低排烟热损失与换热损耗。

（三）精细化调控风烟系统降低热力损耗

建立掺烧比例联动的风烟系统调控机制，根据高钠煤掺烧占比动态修正过量空气系数，精准匹配燃烧所需空气量，减少无效烟气余热损耗。优化炉膛负压动态调控，稳定炉内燃烧氛围，避免漏风、回风造成的热损失波动。合理调整烟气流通工况，优化烟气换热流程，提升尾部受热面余热回收效率。同步优化引风机、送风机等辅机协同运行模式，在保障燃烧工况稳定的前提下降低辅机能耗，实现锅炉热力效率与机组运行经济性双向提升。

结束语

准东高钠煤掺烧利用是盘活区域煤炭资源、提升火电产业经济性的重要路径，但煤质高钠特性引发的结渣沾污、换热衰减、燃烧损耗等问题，是制约锅炉热力效率提升的核心瓶颈。传统固化运行调控模式无法适配高钠煤特殊燃烧机理，极易造成机组热力损耗加剧。通过精准匹配煤质特性优化燃烧工况、动态防控受热面结渣、精细化调控风烟系统、构建全过程动态管控体系，可有效解决掺烧工况下的效率衰减问题，提升锅炉热力利用水平，为准东高钠煤规模化、高效化、安全化掺烧应用提供可靠的技术保障。

参考文献

[1] 王超, 李建军. 准东高钠煤掺烧锅炉结渣特性及燃烧优化研究[J]. 热力发电, 2024(05): 76-81.

[2] 张雪峰. 高比例准东煤掺烧机组锅炉热效率提升技术实践[J]. 电站系统工程, 2024(08): 52-54.

[3] 刘林涛. 准东煤碱金属析出特性及锅炉换热优化调控[J]. 煤炭科学技术, 2023(12): 218-223.