【锅炉结焦】

锅炉结焦摘要：锅炉的结渣问题是比较普遍存在的，结渣对锅炉运行的经济性与安全性均带来不利影响，严重的结渣会导致锅炉被迫停炉，极大地影响锅炉的安全性和经济性。 　　关键词：锅炉；结渣 1 结渣的危害主要表现在以下一些方面： 　　锅炉热效率下降：受热面结渣后，使传热恶化排烟温度升高，锅炉热效率下降；燃烧器出口结渣，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未完全燃烧热损化学未完全燃烧热损失增大；使锅炉通风阻力增大，厂用电量上升。 　　影响锅炉出力：水冷壁结渣后，会使蒸发量下降；炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，以及通风阻力的增大，有可能成为限制出力的因素。 　　影响锅炉运行的安全性：结渣后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；结渣往往是不均匀的，结果使过热器热偏差增大，对自然循环锅炉的水循环安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响；炉膛上部结渣块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行；除渣操作时间长时，炉膛漏入冷风太多，使燃烧不稳定甚至灭火。 　　2 锅炉结渣原因是多方面的，防止或解决锅炉结渣问题首先应找出结渣的原因，从多方面入手，加以解决。防止和减少锅炉结渣的具体措施如下： 　　要有合适的煤粉细度。煤粉粗，火炬拖长，粗粉因惯性作用会直接冲刷受热面。再则，粗煤粉燃烧温度比烟温高许多，熔化比例高，冲墙后容易引起结渣。但是，煤粉太细也会带来问题，一是电耗高，制粉出力受到影响，二是炉膛出口烟温升高，易引起结渣。 　　适当提高一次风速可以减轻燃烧器附近的结渣。提高一次风速可推迟煤粉的着火，可使着火点离燃烧器更远，火焰高温区也相应推移到炉膛中心，可以避免喷口附加结渣。提高一次风速还可以增加一次风射流的刚性，减少由于射流两侧静压作用而产生的偏转，避免一次风气流直接冲刷壁面而产生结渣。 　　炉膛出口温度场应尽可能均匀。降低炉膛出口残余旋转，均匀的温度分布可使密排对流管束中烟气温度低于开始结渣温度。应用三次风、二次风反切来减少残余旋转，必须能够很准确地计算出主旋气流和反切气流的动量矩以及合成气流的动量矩，而且通过运行调试来观察是否满足运行要求。 　　组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结焦的前提。 　　燃烧中心温度高达1400~1600度。当灰渣撞击炉壁时，若仍保持软化或熔化状态，易黏结附于炉壁上形成结渣，尤其是在有卫燃带的炉膛内壁，表面温度很高，又很粗糙，更易结渣，而且易成为大片焦渣的策源地。因此必须保持燃烧中心适中，防止火焰中心偏斜和贴边。 　　炉内旋转气流对燃烧器射流的冲击力和作用点。旋转强度大，射流偏转加剧，实际切圆增大；一次风射流刚性；射流两侧补气条件差异；燃烧器组长宽比及燃烧器喷口间隙。当燃烧器组高宽比越大时，燃烧器组中间部分从上下两侧获取补气的条件越差，射流偏转加剧。 　　四角煤粉浓度及各燃烧器配风应尽量均匀：煤粉喷口煤粉量分配不均匀的状况必然造成炉膛局部缺氧和负荷分配不均匀，在燃烧空气不足的情况下，炉膛结渣状况恶化。当燃烧器配风不均匀或者锅炉降负荷，燃烧器缺角或缺对角运行时，炉内火焰中心会发生偏斜。运行时要尽量调平四角风量，避免选择合理的炉膛出口温度：根据经济技术比较，对煤粉炉最经济的炉膛出口温度在1200~1400度之间，但实际上，为了防止对流受热面结渣，炉膛出口温度不能过高。在炉膛出口布置屏式受热面的锅炉，对一般性结渣性煤应小于1200度。 　　控制合理的炉内过量空气系数a：过量空气系数a增加，受热面的积灰、结渣趋势减弱。主要归因于炉膛出口烟温降低，炉膛壁面处的烟温降低。过量空气系数过低容易造成氧量不足，在炉内出现还原性气氛，熔点较高的Fe2O3还原为熔点较低的FeO，从而使灰熔点大大降低，这样就增加了结渣的可能性。 　　保证空气和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成还原性气氛，防止局部严重积灰、结渣：当一、二次风的位置、风速、风量设计不合理时，尽管炉内总空气量大，但仍会出现局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还原性气氛。当煤粉炉烟气含氧量低于3时，由于局部缺氧，将会使CO含量急剧增加。 　　应用各种运行措施控制炉内温度水平。 　　第一，炉内温度水平高，将使煤中一些易挥发碱性氧化物汽化或升华（1400度以上），使碱金属化合物在受热面上凝结（1000~1100度）。碱金属直接凝结在受热面上会形成致密的强黏结性灰。第二，可在初始灰层中形成产生低熔点复合硫酸盐反应的条件，还会使含有碱性化合物的积灰外表层黏结性增强，加速积灰过程的发展。第三，煤灰呈熔化或半熔化状态，熔融灰会直接黏在受热面上，产生严重结渣。 　　措施：加大运行中过量空气系数，增加配风的均匀性，防止局部热负荷过高和产生局部还原性气氛，调整四角风粉分配的均匀性，防止一次风气流直接冲刷壁面，必要时采取降负荷运行。 锅炉对煤质的要求煤炭的种类和性质对电厂锅炉燃烧设备的结构、选型、受热面的布置以及运行的经济性和可靠性都有很大的影响；因此，大中型的电厂锅炉都是根据一定的煤种计算设计的。对电厂锅炉热力工作影响大的指标主要有：干燥无灰基挥发分、收到基灰分、收到基水分、干燥基全硫、收到基低位发热量及灰熔融性。（1）挥发分。不同的电厂锅炉对挥发分都具有的要求，设计使用低挥发分煤炭的锅炉，燃用高挥发分的煤炭，其安全性和经济性将受到较大影响；因此，电厂的煤炭要设计的挥发分要求选择和供应。从炉型情况分析，层燃炉、室燃炉炉型对煤炭的挥发分要求选择和供应。从炉型情况分析，层燃炉、室燃炉炉型对煤炭的挥发分要求更为严格；旋风炉、沸腾炉和循环流化床锅炉对煤种要求较为宽松，可选用煤炭的挥发分区间较大，煤种适应性强，特别是近几年新建的循环流化床锅炉，对挥发分要求较为宽松。（2）灰分。灰分对燃烧的影响首先表现为：灰分高会使火焰传播速度减慢，燃点推迟，燃烧温度下降，燃烧稳定性变差，甚至造成灭火；同时灰分过高，还容易加剧设备的磨损，缩短设备使用寿命。灰分过低，在层状燃烧时，由于灰渣太薄容易把炉箅烧坏。从灰分的适应性看，循环流化床锅炉对灰分适应性最强。（3）水分。水分即是数量指标又是质量指标，煤的水分升高，发热量降低，锅炉排烟温度升高，影响发电锅炉的燃烧效率。在使用煤粉燃烧的锅炉中，入炉前对煤粉要经过干燥处理，以减少水分对发电锅炉燃烧带来的影响。（4）硫分。硫燃烧后生成s02和s03，它们极易与烟气中的水蒸气化合成H2S04蒸气，对发电设备产生腐蚀作用，同时，S02和S03排放到空气中，对大气环境造成严重污染。另外，高硫煤炭在存放过程中，容易发生变质自燃，影响煤炭的燃烧效果。（5）发热量。煤的发热量是设计发电锅炉时的一个重要指标，煤的发热量低于设计指标，炉内温度水平降低，影响煤粉的燃点和燃尽，锅炉热效率下降，当发热量低到一定程度时，将引起燃烧不稳，灭火放炮，以及必须投油助燃；反之，煤的发热量高于设计水平，炉膛温度必然升高，煤灰大多软化、熔融，容易形成结渣。（6）灰熔融性。层状燃烧方式对煤的灰熔融性要求不高；悬浮燃烧采用固定排渣方式，灰熔融性软化温度ST∠1350～℃就有可能造成炉膛结渣，妨碍锅炉的连续安全运行。悬浮燃烧采用液态排渣方式，一般使用灰熔融性偏低的煤。