電廠鍋爐結(jié)焦原因及防治措施研究

王永國(guó)

內(nèi)蒙古錫林郭勒盟西烏珠穆沁旗白音華金山發(fā)電有限公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026200

1 鍋爐結(jié)焦的原因

鍋爐結(jié)焦是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，煤灰是產(chǎn)生結(jié)焦的根源，爐墻的溫度是使得結(jié)渣的外部因素，爐內(nèi)的空氣動(dòng)力場(chǎng)組織對(duì)于結(jié)渣有著極其重要的作用。

1.1 煤質(zhì)因素

燃用的煤的煤質(zhì)對(duì)于電廠鍋爐結(jié)焦有著很大的影響，結(jié)焦的內(nèi)因受到灰質(zhì)的成分和熔化溫度的影響。一般來(lái)說(shuō)，煤灰對(duì)受熱面的沾污結(jié)焦的傾向，可以用灰熔點(diǎn)溫度及其灰的主要成分來(lái)判斷煤灰的結(jié)渣程度。但是僅僅用熔點(diǎn)來(lái)判斷煤灰的結(jié)渣是很不準(zhǔn)確的，可能會(huì)有不同程度的偏差，因此，也應(yīng)該選用其他的指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。依據(jù)灰的結(jié)焦指標(biāo)可以得到所用煤灰使用的哪種類型，并且是通過(guò)煤灰組成計(jì)算公式來(lái)計(jì)算，依據(jù)煤灰常規(guī)結(jié)渣判別準(zhǔn)則，可以基本上知道燃煤的結(jié)渣性能。

1.2 灰熔點(diǎn)因素影響

灰熔點(diǎn)是結(jié)焦的關(guān)鍵，煤在進(jìn)行燃燒時(shí)，加入燃煤中含有的氧化鈉、氧化亞鐵、氧化鉀較多時(shí)，灰熔點(diǎn)就會(huì)很低，從而容易結(jié)焦；加入燃煤中的氧化硅、氧化鋁含量較大時(shí)，就不容易結(jié)焦?；胰埸c(diǎn)與煙氣中灰的化學(xué)成分、灰的濃度和爐內(nèi)的環(huán)境有很大的關(guān)系：燃煤中含灰量不相同，那么灰熔點(diǎn)也會(huì)隨之發(fā)生變化，因?yàn)榛抑懈鞣N成分在加熱的過(guò)程中，相互之間接觸的比較多，產(chǎn)生分解、化合的機(jī)會(huì)也比較多，灰熔點(diǎn)就會(huì)容易降低。

1.3 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)因素

鍋爐運(yùn)行的含氧量是爐內(nèi)的氧氣，它對(duì)于鍋爐結(jié)焦有很大的影響，如果鍋爐運(yùn)行的氧量比較低，那么爐內(nèi)的還原性氣氛就比較強(qiáng)，灰熔點(diǎn)就會(huì)下降，很容易產(chǎn)生結(jié)焦。因?yàn)樵阼F量增加的同時(shí)灰熔點(diǎn)會(huì)隨之降低，而爐內(nèi)氣體的某些性質(zhì)也會(huì)影響灰熔點(diǎn)。例如鐵在爐內(nèi)的氧化性氣體作用下能夠以Fe2O3的形式存在，再增加鐵量的時(shí)候鐵的熔點(diǎn)就會(huì)緩慢地降低。如果爐內(nèi)的還原性氣體的影響下，F(xiàn)e2O3會(huì)被還原成FeO，同時(shí)灰熔點(diǎn)也會(huì)很快地降低。FeO與爐內(nèi)灰渣中的SiO2很容易反應(yīng)生成化合物2FeO·SiO2，這種化合物的熔點(diǎn)為1065℃。因此，我們了解到如果對(duì)爐內(nèi)輸送氣體的氧氣量受空氣預(yù)熱器或者說(shuō)吸風(fēng)機(jī)影響而含量降低則必然會(huì)在爐膛出口的位置有大量的還原性氣體的存在，進(jìn)而增加煤灰的結(jié)焦。

依據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，為了保證煤灰在爐膛口不結(jié)焦，爐膛口的溫度要比煤灰的熔點(diǎn)溫度低出至少100°。如若爐膛口溫度沒(méi)有達(dá)到這個(gè)條件則管子表面會(huì)有很多的結(jié)焦。固定了爐型后，要是改變噴燃器或者一二次風(fēng)噴口的角度則還要控制人員進(jìn)行粗略的調(diào)動(dòng)，粗調(diào)很難把握尺度，使得鍋爐內(nèi)的燃燒狀況達(dá)不到最優(yōu)，同時(shí)上層的燃燒器里的煤粉顆粒燃燒不完全不能充分利用。遇到質(zhì)量較次的煤時(shí)，燃燒性能會(huì)進(jìn)一步的降低，更會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛口的高溫，引起結(jié)焦。

假如鍋爐結(jié)焦頻繁發(fā)生，水封槽被煤灰填積而沒(méi)有充足的水，則水封槽的應(yīng)用效果會(huì)大打折扣，還會(huì)有爐膛下部出現(xiàn)漏風(fēng)狀況，下排燃燒器就會(huì)有較低的穩(wěn)定性。在爐膛火焰中心溫度持續(xù)升高的時(shí)候，上排的燃燒器會(huì)提前著火，促進(jìn)該區(qū)域溫度的再升高，導(dǎo)致上排燃燒器及中排燃燒器結(jié)焦的發(fā)生。

2 鍋爐結(jié)焦的危害

1）鍋爐出力能力降低

在爐膛口溫度升高，蒸汽出口以及管壁溫度偏高的情況下，鍋爐出力性能會(huì)受到很大的抑制。出現(xiàn)水冷壁結(jié)焦，則影響蒸汽的蒸發(fā)量。

2）鍋爐的熱效率降低

當(dāng)鍋爐的受熱面發(fā)生結(jié)焦時(shí)，導(dǎo)熱性能就受到影響，而排煙的溫度會(huì)升高，鍋爐整體的熱效率就下降了。燃燒器口出現(xiàn)結(jié)焦則爐內(nèi)氣體就發(fā)生流向偏斜，可能會(huì)增加機(jī)械以及化學(xué)熱損。熱效率降低鍋爐的用電量則增加。

3）鍋爐的安全系數(shù)降低

鍋爐結(jié)焦后會(huì)使得排煙溫度、管壁溫度偏高，受熱不均勻會(huì)使設(shè)備的熱度差偏大，不利于爐內(nèi)水循環(huán)的安全。爐內(nèi)結(jié)焦掉落時(shí)可能會(huì)堵塞排渣口或者砸壞水冷壁管，影響鍋爐的正常工作。在長(zhǎng)時(shí)間的除渣時(shí)，爐內(nèi)氣溫嚴(yán)重降低影響鍋爐的燃燒。

3 防止鍋爐結(jié)焦的措施

3.1 保持鍋爐燃燒設(shè)備的正常工作狀態(tài)

在對(duì)鍋爐進(jìn)行日常檢修的過(guò)程中調(diào)整更換出現(xiàn)磨損或脫落的風(fēng)噴口，保證煤粉在分噴口的均勻分布。

3.2 保證燃煤的質(zhì)量

電廠應(yīng)根據(jù)當(dāng)前實(shí)際的燃煤質(zhì)量調(diào)整自身的燃燒方案，保證有最優(yōu)的燃燒效果。燃燒管理部門(mén)應(yīng)該更多的研究混配煤技術(shù)，降低低熔點(diǎn)的物質(zhì)含量，把握灰熔點(diǎn)，避免結(jié)焦現(xiàn)象發(fā)生。

3.3 應(yīng)用科學(xué)的運(yùn)作模式

為控制爐膛口溫度，應(yīng)設(shè)置持續(xù)的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐膛口煙溫，保證控制在灰熔點(diǎn)以下。同時(shí)要把握好爐內(nèi)過(guò)剩空氣系數(shù)。在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候提高一下風(fēng)速可以推遲煤粉的著火也可以增加氣體的流動(dòng)，減少氣流偏斜。鍋爐正常的燃燒還要有合適的煤粉細(xì)度，過(guò)大過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致燃燒器的故障。

電廠鍋爐的結(jié)焦問(wèn)題有很多原因，我們要針對(duì)不同的情況采取相應(yīng)的措施，進(jìn)而保證電廠鍋爐的正常、安全工作。

[1]劉思佳，王文元.燃燒調(diào)整對(duì)鍋爐結(jié)渣影響的分析[J].中國(guó)電力技術(shù)，2005.

[2]顧杰.爐內(nèi)結(jié)焦治理[J].四川電力技術(shù)，2005.

[3]岑可法，等.循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計(jì)與運(yùn)行[M].中國(guó)電力出版社，1998，5.