探索四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦原因及防治結(jié)焦方法

鞏少龍

（河北華電石家莊裕華熱電有限公司 河北省石家莊 050031）

探索四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦原因及防治結(jié)焦方法

鞏少龍

（河北華電石家莊裕華熱電有限公司 河北省石家莊 050031）

本文通過(guò)分析四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的原因，找出影響四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的因素，并采取相應(yīng)的措施，防止四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦，并簡(jiǎn)單分析了防止鍋爐結(jié)焦方法的效果。

四角切向燃燒；結(jié)焦原因；防治措施

1 前言

影響四角切向燃燒鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要原因是結(jié)焦，當(dāng)受熱面結(jié)焦后，傳熱的功能將減退，工質(zhì)的吸熱量也將減少，為了維持鍋爐的出力，只能選擇輸送更多的空氣和燃料，這樣就降低了鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。除了影響到鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行外，還會(huì)使?fàn)t膛口的過(guò)熱蒸汽超溫和煙溫升高等，結(jié)焦的地方往往是不均勻的，所以水冷壁的結(jié)焦將會(huì)影響到強(qiáng)制循環(huán)和自然水循環(huán)鍋爐的水冷壁的受熱偏差，如果結(jié)焦情況嚴(yán)重的，結(jié)焦的落渣還會(huì)砸壞水冷壁等，甚至?xí)黄韧C(jī)進(jìn)行處理。

2 四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的原因

燃燒鍋爐結(jié)焦是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，在爐膛內(nèi)的溫度比較高的情況下，一部分的灰會(huì)呈現(xiàn)出半熔融或者是熔融的狀態(tài)，在到達(dá)受熱面之前，如果這部分灰沒(méi)有足夠的冷卻，此時(shí)這部分灰具有比較高的粘結(jié)力，這樣就很容易粘結(jié)到爐墻或者受熱面上，從而形成一層結(jié)渣。外表面的溫度高，而這層渣層的熱阻又比較高，當(dāng)外表面的溫度達(dá)到灰的熔化狀態(tài)時(shí)，就會(huì)很容易的粘結(jié)沒(méi)有燃盡的焦炭或者是半熔融或熔融狀態(tài)下的灰粒，從而使結(jié)焦進(jìn)一步的發(fā)展。從四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的機(jī)理分析，影響四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的原因有四個(gè)方面：

（1）是燃燒器的結(jié)構(gòu)形式布置的不合理，爐內(nèi)的空氣動(dòng)力場(chǎng)效果差，爐內(nèi)中氣流旋轉(zhuǎn)的中心距離爐膛的幾何中心比較大，其實(shí)際的切圓直徑比較大，最后導(dǎo)致沒(méi)有燃盡和熔融狀態(tài)下的煤灰的煤粉氣流沖刷到爐膛的壁面上。

（2）爐膛設(shè)計(jì)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，燃燒器壁面和爐膛截面的熱負(fù)荷比較高，導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行的內(nèi)部溫度偏高，當(dāng)灰粒沖刷爐膛的壁面時(shí)，仍然呈現(xiàn)熔融的狀態(tài)。

（3）當(dāng)燃用的煤種是易結(jié)渣的煤質(zhì)時(shí)，軟化的溫度低于1350℃時(shí)，鍋爐中的煤粉將會(huì)很容易結(jié)渣，大容量的鍋爐，這種現(xiàn)象更加明顯。

（4）在進(jìn)行分級(jí)燃燒時(shí)，如果爐內(nèi)的空氣動(dòng)力場(chǎng)組織的不合理的話，將會(huì)使?fàn)t膛的壁面附近呈現(xiàn)出還原性的氣氛，灰熔點(diǎn)在氧化性的氣氛下要比還原性氣氛細(xì)高出很多，所以就很容易造成爐膛的壁面結(jié)渣。

3 四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的影響因素

結(jié)合四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的原因進(jìn)行分析可知，影響四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的因素主要有五個(gè)方面，即煤質(zhì)、爐膛內(nèi)的溫度、爐膛內(nèi)的空氣動(dòng)力場(chǎng)、氣氛條件和燃燒器的布置方式。煤質(zhì)熔化溫度和成分是鍋爐結(jié)焦的內(nèi)在原因，灰的成分比較復(fù)雜，一般是有堿性氧化物、酸性氧化物、堿金屬氧化物和鈣鎂氧化物組成的，不同成分其熔點(diǎn)也不同，研究可知，當(dāng)灰中的酸性氧化物較多時(shí)，灰的熔點(diǎn)會(huì)越高，在燃燒時(shí)就越不會(huì)結(jié)焦，反之，當(dāng)存在較多的堿性氧化物時(shí)，灰的熔點(diǎn)越低就會(huì)越容易結(jié)焦。爐膛內(nèi)的溫度越高，灰就會(huì)越容易呈現(xiàn)熔化或半軟化的狀態(tài)，這樣結(jié)焦的可能性就會(huì)越大。雖然一些中等熔點(diǎn)的煤在一般爐膛溫度下不會(huì)結(jié)焦，但是在燃燒器區(qū)域內(nèi)，火焰的溫度比較高，并且避免的熱量比較集中，此時(shí)也會(huì)結(jié)焦，所以一般在確保燃燒經(jīng)濟(jì)的條件下，應(yīng)盡量選擇比較低的爐膛出口的溫度，這樣可以適應(yīng)灰熔點(diǎn)低的特點(diǎn)。影響水冷壁結(jié)焦的一個(gè)重要原因是熔渣粒子周圍的氣氛，在相同的爐膛溫度水平下，還原性氣氛下的灰粒更加容易沉積在水冷壁上，以熔融的狀態(tài)，從而造成結(jié)渣。在燃燒器進(jìn)行布置時(shí)，其燃燒器相鄰兩側(cè)的平角大小和射流幾何軸線以及燃燒器的高寬比都會(huì)在一定程度上導(dǎo)致結(jié)渣。

4 防止四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的方法

防止四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的方法主要從三個(gè)方面進(jìn)行討論：

（1）選用合適的灰粉

判斷燃煤是否結(jié)焦的一個(gè)重要依據(jù)是灰的熔融性質(zhì)，如果選用灰的熔點(diǎn)高，那么煙氣的溫度一般不會(huì)超過(guò)灰的軟化溫度，最后就不會(huì)結(jié)焦，所以防止鍋爐結(jié)焦的一個(gè)方法是選用合適的煤種。

（2）組織合理的空氣動(dòng)力場(chǎng)

對(duì)四角切向燃燒鍋爐來(lái)說(shuō)，保持爐內(nèi)良好空氣動(dòng)力場(chǎng)的基本條件是采用大切角和正方形的爐膛，防止結(jié)焦的必要條件是選用合適的煤粉細(xì)度和采用均勻的四角風(fēng)粉。平均值與一次風(fēng)管的風(fēng)量偏差越小，其越不易結(jié)焦。爐膛尺寸一定的條件下，采用合適的切圓燃燒，組織好空氣動(dòng)力場(chǎng)，選用均勻的四角風(fēng)粉和合適的煤粉細(xì)度是防止鍋爐結(jié)焦的有效措施。

（3）合理的布置燃燒器的位置

解決結(jié)焦煤種最好的辦法是選用合適的燃燒器，采用分組布置式的燃燒器，并使每組燃燒器之間留一定的間隙，這樣可以減輕射流的偏斜，在采用反吹式的水平濃淡燃燒器時(shí)，它的噴嘴具有三個(gè)通道，這三個(gè)通道的目的是在爐膛水平的截面可以形成風(fēng)包粉的氣氛。從而防止結(jié)焦的產(chǎn)生。

5 實(shí)施防止鍋爐結(jié)焦方法的效果分析

火電廠的燃燒鍋爐在選用合適的煤種后，選用的煤質(zhì)比較均勻，從現(xiàn)場(chǎng)配煤摻燒情況來(lái)看，鍋爐跌落的大焦塊和撈渣卡條的情況有了明顯的好轉(zhuǎn)?？梢詾榛痣姀S創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在選用合適的煤粉和選用均勻的四角風(fēng)粉，在保證恰當(dāng)?shù)囊淮物L(fēng)俗，調(diào)整二次風(fēng)的配風(fēng)方式，可以使?fàn)t膛的溫度場(chǎng)的均勻性得到一定的改善，一定程度上可以緩解結(jié)焦的情況。在進(jìn)行燃燒器改造后，燃燒器區(qū)周圍的水冷壁基本可以保持清潔，可以消除大塊結(jié)焦的現(xiàn)象。在進(jìn)行燃燒器改造后，在滿負(fù)荷運(yùn)行的條件下，其氮氧化物的排放量可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家環(huán)保規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，增加了電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于四角切向燃燒鍋爐結(jié)焦的問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合負(fù)荷的變化和煤質(zhì)的變化及時(shí)的調(diào)節(jié)燃燒的方式，并結(jié)合鍋爐運(yùn)行的工況和參數(shù)，及時(shí)尋找切實(shí)可行的防止結(jié)焦的措施，另外還有隨時(shí)觀察結(jié)焦的情況，發(fā)現(xiàn)時(shí)要及時(shí)打焦，保證鍋爐機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，減輕鍋爐結(jié)焦的危害，從而提高鍋爐的效率。

[1]王金枝，李雙芝.燃燒器結(jié)構(gòu)及運(yùn)行參數(shù)對(duì)水冷壁結(jié)渣的影響[J].山東電力技術(shù)，2000（4）.

[2]王建華，王大軍，張建平，等．發(fā)電廠爐膛結(jié)焦原因及處理[J]．四川電力技術(shù)，2004（2）：34～41．

[3]張杰，馮玉朝，張志輝.鍋爐結(jié)渣原因分析及預(yù)防措施[J].鍋爐技術(shù)，2008，39（5）：57～59.

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