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【学无止境】关于锅炉结焦那点事……你不可不知!
作者:哈尔滨众维同升科技有限公司 时间:2017-07-20 13:45:47

一、锅炉结焦的形成: 结焦是锅炉运行中比较普遍的问题,一般情况下,随着烟气一起运动的灰渣颗粒,由于炉膛水冷壁受热面的吸热而同烟气一起被冷却,如果液态的渣粒在接近水冷壁或炉墙前,已经因为温度降低而凝固,当附着在受热面管壁上时,将形成一层疏松的灰层,运行中通过吹灰很容易除掉。

当炉膛内温度较高时,一部分灰颗粒已经达到熔融或半熔融状态,若这部分灰颗粒在达到受热面前未得到足够冷却达到凝固状态,具有较高的粘结能力,就容易粘附在受烟气冲刷受热面或炉墙上,甚至达到熔化状态,粘附熔融或半熔融状态的灰颗粒和未燃尽的焦炭使结焦不断发展。在燃烧过程中,煤粉颗粒中所含的易熔或易气化的物质迅速挥发,成气态进入烟气中,当温度降低时凝结,或者粘附在烟气冲刷的受热面或炉墙上。或者凝结在飞灰颗粒表面,成为熔融的碱化物膜,然后粘附在受热面上形成初始结焦层,成为结焦发展的条件。

二、锅炉结焦的危害: 受热面结焦后,结焦层热阻很大,受热面传热能力下降,炉内吸热减少,导致烟温升高,锅炉排烟损失增大。与此同时,会引起汽温偏高,运行中为保持额定参数,不得不增加减温水量,甚至被迫降低出力。 炉膛出口温度升高引起炉膛出口结焦后,增加了烟气阻力,也会造成锅炉运行经济性降低。水冷壁结焦后,传热能力下降,结焦和不结焦部分受热不均匀,可能引起水冷壁爆管事故。炉内结焦后,炉膛出口烟温上升引起过热汽温升高,而过热器、再热器结焦会加大热偏差,导致高温过热器、高温再热器超温爆破。当锅炉结焦严重,大焦突然落下时,还有可能造成灭火,甚至砸坏水冷壁管子,造成恶性事故。

三、锅炉结焦影响因素:

1、 燃煤成分、性质的影响 燃煤的组成很复杂, 对于它的熔化或变形的特性, 难以按化学成分准确确定。大致的规律是熔点高的成分如SiO2、Al2O3含量越多,灰的熔点就越高;相反,熔点低的CaO、MgO、Fe2O、K2O、Na2O等氧化物存在时,灰的熔点就较低。此外, 周围介质的成分对灰熔点亦有影响。在锅炉炉膛内总会有一些还原件气体, 等这些还原性气体在很高温度下能使熔点较高的还原成熔点较低的FeO,使煤灰的熔点降低。目前关于灰分熔化的性质,均用试验方法来确定。 无烟煤:挥发分6.5—10%,着火困难,燃尽不易; 贫煤:挥发份低,约 10—19%,燃烧性质与无烟煤接近; 烟煤:挥发分含量高,挥发分19—37%,碳化程度低于无烟煤; 褐煤:挥发分含量较高,挥发分37%以上,有利于着火。 煤燃烧后形成煤灰。煤灰的性质主要是指它的熔化性和烧结性,熔化性主要影响炉内的运行工况,烧结性主要影响对流受热面的结灰性能。在火焰中心,灰分处于熔化状态或软化状态,具有粘性,如果遇到受热面管子,很容易粘接在上面,形成结渣。

关于灰分的熔化性能,目前都用实验的方法测得,把灰制成底为等边三角形的椎体,底边长为7mm,锥体高20mm,然后加热根据灰的状态变化确定三个温度指标来表示灰的熔化性质:

(1)变形温度DT,指锥顶变圆或开始倾斜的温度;

(2)软化温度ST-HT,锥顶弯至锥底或萎缩呈球形的温度;

(3)熔化温度FT,指椎体呈液体状态能沿平面流动的温度。

各种煤灰的熔点一般在1100~1600℃之间,经验表明,当灰的软化温度ST>1350℃时,炉内结焦的可能性不大;若FT<1350℃就有可能结焦。

2、 空气动力场特性的影响 炉内空气动力工况不良而造成的嫩烧切圆过大或燃烧中心偏离,也会造成高温烟气流冲刷水冷壁面,使熔渣在接触壁面前无法凝固而结焦。

3、 炉膛燃烧气氛的影响 不完全燃烧形成还原性气氛会加剧结焦, 当炉内存在还原性气体时, 将使原先不结焦的煤变为结焦的煤。

4、 运行方面的影响 引起锅炉结焦的因素是多方面的,而且各种因素互相关联。一般认为引起结焦的主要原因是锅炉长时间高负荷运行、磨煤机出力降低、煤粉变粗、给粉机控制不稳定、频繁地投人燃油火嘴助燃、二次风门开度不当、煤质特性发生变化等。另外,是否及时、合理地吹灰、吹灰器是否有效对炉内结焦也有影响。喷燃器周围、水冷壁及灰渣斗等均为锅炉中易结焦部位。运行实践表明, 炉内过量空气系数、四角风粉的均匀性、炉内温度水平、煤粉细度、一次风速、锅炉是否超负荷运行等都会影响结焦。煤灰熔融性的降低,磨煤机出力下降及一、二次风门调节不当, 往往是造成锅炉结焦的主要原因。

四、锅炉结焦预防措施:

a、 把握源头,确保煤质。从采购渠道严把质关,要求煤中含硫不大于1%,灰熔点、灰分等参数严格控制。 其次是合理配里用煤,确保煤质波动不大于6%。

b、 加强减温喷水的监控。锅炉结焦时,因沾污层热阻很大,水冷壁吸热将减少,高温烟气在过热器段换热增强,致使减温水不正常增加,若在同等负荷下,减温水增加明显,则需及时采取降低负荷、增加吹灰、调整配风等措施,防止结焦的扩展。

c、 合理配风,保持适当的过空气系数。过空气系数不仅关系到运行经济性,而且对结焦有很大影响。一般认为,炉膛出口处保持过空气系数为1.15~1.25。炉膛出口氧量在3%~5%之间,既能保证经济运行的需要,又可杜绝还原性气氛产生,有效防止结焦。

d、 适度控制煤粉细度。煤粉细度太高,不仅使制粉电耗上升,而且易使煤粉燃烧时产生结灰和结焦煤粉的经济细度一般为R90=23%~25%,但锅炉在实际运行中的指标为26%~28%,大、小灰含灰分别为小于4%、小于2%,制粉电耗也偏高,经交叉分析,发现分析误差偏大20%左右,通过对制粉系统调整后情况有所改善。

e、 控制炉膛的温度场。为使炉膛温度场分布适宜, 降低壁面及受热面附近的温度水平, 防止局部温度过高, 可从运行调整和设备改进方面采取措施。

f、 加强运行监视, 及早发珑结焦并消除在运行过程中。要根据仪表指示和实际观火口的情况,观察、判断有没有结焦。一方面消除结焦的根本原因,另一方面在开始发生结焦现象时就加以清除。

g、 使用锅炉除渣清焦剂。锅炉清灰剂在投人嫩煤中一起送人炉膛进行燃烧时,可以有效改普炉脸内的还原性气氛, 对缓和炉膛内的结焦及尾部烟道结灰有一定的效果, 此外,还可降低排烟温度,提高锅炉效率,一定程度降低烟气中的SO2含量。但清灰剂一般仅作为除结焦辅助之用,主要的防结焦措施还是优化运行方式。

h、 锅炉受热管壁喷涂新型防结焦涂层。在结焦严重的卫燃带及相应水冷壁处用火焰喷涂法喷涂奥氏体合金,利用奥氏体合金与炉渣热膨胀系数的不同及化学上两者不具亲和力,减少结焦的可能性喷涂试验比较发现,喷涂后预防结焦有效果。 本文内容大多来自网络,如有侵权请及时联系,谢谢!

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