切向燃燒鍋爐爐膛結(jié)渣問題的研究探討

韓永亮

摘要：隨著我國社會(huì)水平的提升，經(jīng)濟(jì)步伐的推進(jìn)，我國的工業(yè)建設(shè)也在這個(gè)過程中得到了較大程度的發(fā)展。其中，大型切向燃煤鍋爐是很多電力企業(yè)在實(shí)際運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)用到的設(shè)備，但是由于各方面因素的影響，就使其經(jīng)常在實(shí)際應(yīng)用的過程中出現(xiàn)了結(jié)渣情況。在本文中，將就切向燃燒鍋爐爐膛結(jié)渣問題進(jìn)行一定的研究與探討。

關(guān)鍵詞：切向燃燒鍋爐 爐膛結(jié)渣問題 研究探討

1 概述

對(duì)于我國的電力鍋爐來說，其因?yàn)樗褂玫拿嘿|(zhì)多變、且質(zhì)量較差，就使得很多鍋爐在應(yīng)用的過程中產(chǎn)生一定的結(jié)渣情況。從我國目前鍋爐機(jī)組的運(yùn)行情況看來，有很多數(shù)量的機(jī)組都會(huì)因?yàn)榻Y(jié)渣情況的存在對(duì)其運(yùn)行效率以及運(yùn)行質(zhì)量產(chǎn)生了一定的影響：如果鍋爐中出現(xiàn)了結(jié)渣情況，就會(huì)使鍋爐的傳熱能力變差，并隨之出現(xiàn)過熱器超溫、鍋爐效率降低以及空氣污染物增加等情況，而當(dāng)結(jié)渣情況較為嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)箼C(jī)組的整體負(fù)荷降低、進(jìn)而出現(xiàn)停爐的情況，對(duì)于鍋爐的安全運(yùn)行以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有十分不好的影響。同時(shí)，由于我國大多數(shù)量的煤都是富藏灰熔融性、且溫度較低的煤種，如果在未來繼續(xù)以常規(guī)的方式在鍋爐中燃燒，就有很大幾率出現(xiàn)鍋爐結(jié)渣的情況。面對(duì)這種情況，我國的專家學(xué)者也沒有停止對(duì)其解決方式的研發(fā)，其中，切向燃燒式因其所具有的煤種適應(yīng)性強(qiáng)以及燃燒穩(wěn)定等特征，在我國目前的燃煤鍋爐中得到了較大范圍的應(yīng)用。

2 切向燃燒鍋爐爐膛結(jié)渣機(jī)理

對(duì)于鍋爐的爐內(nèi)結(jié)渣問題來說，其可以說是一種具有較為復(fù)雜特點(diǎn)的流體動(dòng)力學(xué)過程。當(dāng)我們將鍋爐投入實(shí)際使用之后，在其受熱面位置就會(huì)在不斷地燃燒過程中形成一種白色的沉積層，而該沉積層的主要集成物就是硫酸鉀、硫酸鈉以及飛灰等等。在這個(gè)過程中，雖然不一定會(huì)使鍋爐出現(xiàn)結(jié)渣的情況，但卻會(huì)因?yàn)槌练e層的出現(xiàn)使受熱面溫度逐漸升高，并在爐膛溫度進(jìn)一步提升之后使燃料中的一部分灰粒顯現(xiàn)出半熔融或者熔融的狀態(tài)，并在脫落之后形成結(jié)渣。

3 鍋爐結(jié)渣出現(xiàn)的因素

3.1 煤質(zhì)影響

由于我們所使用的煤類型、質(zhì)量不同，就會(huì)對(duì)鍋爐所具有的結(jié)渣性能產(chǎn)生影響。在鍋爐結(jié)渣過程中，其主要是煤中豐富礦物成分互相發(fā)生作用而產(chǎn)生的結(jié)果，而如果煤中具有很多數(shù)量的黃鐵礦以及堿性物質(zhì)，就很容易在鍋爐加熱時(shí)產(chǎn)生具有較低熔點(diǎn)的共熔體。而為了能夠幫助我們對(duì)因?yàn)槊悍N不同所造成的不同結(jié)渣情況進(jìn)行把握，國際范圍內(nèi)的專家也對(duì)其進(jìn)行了不斷的研究，并獲得了一定的成果。但是，由于這種結(jié)渣情況在對(duì)其判定方面往往不具有很好的準(zhǔn)確性，就使得我們目前更多的還是以飛灰所具有的熔融特性進(jìn)行判斷，即如果所使用煤種的灰分成分越高，那么對(duì)于鍋爐的實(shí)際運(yùn)行來說就越是不利。對(duì)此，我們規(guī)模較大的電力企業(yè)就需要盡可能的配備具有完備性能的配煤措施，通常來說，如果我們對(duì)結(jié)渣性能較強(qiáng)的煤種混入一定比例的不易結(jié)渣煤種，也能夠在一定程度上減輕鍋爐出現(xiàn)結(jié)渣的情況。

3.2 切圓直徑影響

對(duì)于切向燃燒這種方式來說，其會(huì)在鍋爐中形成一種強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)上升的氣流，而這種氣流所具有的最大切向速度則能夠同鍋爐共同形成一個(gè)實(shí)際切圓。在鍋爐爐膛中心，其是一個(gè)具有較低速度微風(fēng)的區(qū)域，而就在這個(gè)區(qū)域中，則具有著較為明顯的空氣動(dòng)力特征。另外，實(shí)際切圓也是我們以切向燃燒方式運(yùn)行鍋爐的一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)，其對(duì)于爐膛出口的煙溫、煙速還是爐膛的燃燒、結(jié)渣都具有較大的影響。而在鍋爐實(shí)際燃燒的過程中，從其燃燒器中所噴出的氣流在一定程度上都會(huì)出現(xiàn)偏離設(shè)計(jì)方向的情況，而正是此特征的存在，就會(huì)使?fàn)t內(nèi)氣流切圓直徑的大小要大于假想切圓直徑。

在對(duì)氣流造成偏流的情況方面，在氣流進(jìn)入爐內(nèi)之后，也會(huì)出現(xiàn)偏流的情況。究其原因，主要有下述兩種：首先，是因?yàn)殄仩t中持續(xù)旋轉(zhuǎn)的氣流會(huì)對(duì)剛剛進(jìn)入爐內(nèi)的氣流產(chǎn)生一種沖擊作用，從而使這部分氣流失去了原有運(yùn)行軌道而出現(xiàn)了一定的偏轉(zhuǎn)；其次，在燃燒器噴口軸線與側(cè)墻之間，也具有一定的角度，并會(huì)由該角度的影響使射流兩側(cè)補(bǔ)氣條件會(huì)出現(xiàn)一定的靜壓差。另外，實(shí)際切圓也是我們實(shí)際鍋爐燃燒過程中需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)問題，如果實(shí)際切圓偏小，就會(huì)對(duì)鍋爐燃燒的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，而如果實(shí)際切圓偏大，那么又很容易使鍋爐出現(xiàn)結(jié)渣的情況，對(duì)此，就需要我們能夠?qū)﹀仩t所具有的切圓直徑進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹贫?。通常來說，實(shí)際切圓同爐膛截面的直徑比應(yīng)當(dāng)在0.4至0.8之間，并在這個(gè)基礎(chǔ)上能夠根據(jù)我們所使用煤質(zhì)的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化：如果煤質(zhì)特性較易出現(xiàn)結(jié)渣，那么我們就可以將切圓值設(shè)定的小一些，而如果所使用煤質(zhì)為不易出現(xiàn)結(jié)渣的類型，我們則可以將切圓值設(shè)定的大一些。此外，在鍋爐的四角我們也應(yīng)當(dāng)以平衡的方式對(duì)其進(jìn)行供風(fēng)，因?yàn)橛捎谌紵鲾[動(dòng)機(jī)構(gòu)易斷銷，造成四角燃燒器擺動(dòng)不同步，使?fàn)t內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)紊亂，氣流刷墻，也容易造成水冷壁結(jié)焦。

3.3 爐膛熱負(fù)荷影響

在我們對(duì)煤粉停留時(shí)間進(jìn)行衡量時(shí)，爐膛容積熱負(fù)荷是需要我們重點(diǎn)考慮的一項(xiàng)因素，其能夠以非常全面的方式對(duì)鍋爐的燃燒強(qiáng)度以及吸熱強(qiáng)度進(jìn)行反映。如果其數(shù)值出現(xiàn)了增大的情況，就代表鍋爐出口位置的溫度較高，并可能因此而引發(fā)結(jié)渣情況。而對(duì)于爐膛截面熱負(fù)荷來說，其則是燃燒器區(qū)水冷壁熱負(fù)荷的一項(xiàng)重要指標(biāo)，如果其數(shù)值較高，就說明燃燒器核心溫度較高，而會(huì)使?fàn)t膛下部可能出現(xiàn)結(jié)渣的情況，但是其所具有的燃燒穩(wěn)定性卻能夠處于一個(gè)較為穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.4 運(yùn)行因素的影響

對(duì)于爐膛結(jié)渣情況來說，其除了上述我們所提到的影響因素之外，同煤粉過細(xì)、空氣量過剩、鍋爐負(fù)荷、煙氣溫度以及吹灰器投入率都存在較為密切的聯(lián)系：首先，爐膛結(jié)渣情況會(huì)隨著煙氣溫度以及鍋爐負(fù)荷的增加而增加；其次，我們所使用爐型的不同、煤種的不同也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大的影響，對(duì)于煤粉來說其不能過粗、也不能過細(xì)，才能夠獲得最好的燃燒效果；再次，吹灰器投入率的合理性以及高低也會(huì)對(duì)結(jié)渣情況產(chǎn)生較大的影響；最后，爐膛的結(jié)渣情況也會(huì)隨著爐膛中空氣系數(shù)的增加而減輕。

4 爐內(nèi)結(jié)渣情況的防治

4.1 加強(qiáng)燃煤管理

上文中我們已經(jīng)提到過，煤質(zhì)對(duì)于鍋爐爐膛的結(jié)渣具有非常大的影響，對(duì)此，作為企業(yè)來說就應(yīng)當(dāng)能夠?qū)θ霃S的煤質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的控制把關(guān)，并根據(jù)相關(guān)規(guī)定以及鍋爐型號(hào)的參數(shù)需求對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，如果沒有符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)當(dāng)立即拒絕接收。

4.2 改進(jìn)吹灰系統(tǒng)

吹灰系統(tǒng)也是企業(yè)可以著力改造的一個(gè)方面：可以先在吹灰系統(tǒng)的8個(gè)蒸汽入口支管上以及8個(gè)熱力疏水閥前各加裝一手動(dòng)隔離閥，并以這種方式避免蒸汽通過吹灰蒸汽母管及定排擴(kuò)容器進(jìn)入故障點(diǎn)，進(jìn)而保障鍋爐的吹灰系統(tǒng)檢測(cè)工作能夠以我們預(yù)先制定的方式及時(shí)運(yùn)行，從而以此使吹灰器的可用率得到了大大的提升。

4.3 改善吹灰制度

在鍋爐實(shí)際運(yùn)行的過程中，工作人員可以及時(shí)地對(duì)鍋爐不同區(qū)域的結(jié)渣情況進(jìn)行了解，在此基礎(chǔ)上對(duì)鍋爐目前的吹灰工作情況制定科學(xué)、合理的制度，比如每一個(gè)班就需要對(duì)燃燒器以及水平煙道的水冷壁進(jìn)行一次吹灰，并在一次吹灰中需要對(duì)鍋爐的尾部豎井、燃燒器水冷壁等都進(jìn)行吹灰。另外，當(dāng)我們對(duì)鍋爐進(jìn)行日常維護(hù)時(shí)，也可以根據(jù)鍋爐運(yùn)行的實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)姆绞介_展吹灰工作。

5 結(jié)束語

在上文中，我們對(duì)于切向燃燒鍋爐爐膛結(jié)渣問題進(jìn)行了一定的研究與探討，而在實(shí)際工作的過程中，也需要我們能夠充分地聯(lián)系實(shí)際，以針對(duì)性的方式做好鍋爐的防渣工作。

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