高溫鍋爐低溫運(yùn)行有哪些壞處

【專家解說】：">鍋爐結(jié)焦的原因、危害和解決辦法

一、鍋爐結(jié)焦的原因

1、結(jié)焦與灰熔點(diǎn)有關(guān)

結(jié)焦的根本原因是熔化狀態(tài)下的灰沉積在受熱面上?？梢姡业娜埸c(diǎn)是結(jié)焦的關(guān)鍵。
煤灰對(duì)于高溫受熱面沾污結(jié)焦的傾向,可用灰熔點(diǎn)溫度及灰的主要成分來判斷煤灰的結(jié)渣指標(biāo)。通?？捎没页煞种械拟}酸比、硅鋁比、鐵鈣比及硅值來判斷其結(jié)焦傾向，用Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以判斷其沾污性。
灰的熔點(diǎn)與灰的化學(xué)成分、灰周圍的介質(zhì)性質(zhì)及灰分濃度有關(guān)?；业幕瘜W(xué)成分以及各成分含量比例決定灰熔點(diǎn)的高低?；胰埸c(diǎn)比其混合物中最低熔點(diǎn)還要低?；胰埸c(diǎn) 越低，鍋爐受熱面越容易結(jié)焦?；胰埸c(diǎn)與灰周圍的介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)煙氣中有CO、H2等還原性氣體存在時(shí)，灰熔點(diǎn)降低大約200℃。這是因?yàn)檫€原性氣體能使 灰分中高熔點(diǎn)的Fe2O3還原成低熔點(diǎn)的FeO的緣故，二者熔化溫度相差200～300℃?；胰埸c(diǎn)還與煙氣中灰的濃度有關(guān)。在其他條件相同的情況下，煤中 含灰量不同，灰熔點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化。這是因?yàn)榛曳种懈鞒煞衷诩訜徇^程中，相互接觸越頻繁，則產(chǎn)生化合、分解、助熔的機(jī)會(huì)也越多，則熔點(diǎn)降低的可能性也越大。


2、 結(jié)焦與燃燒器噴射角度有關(guān)


若燃燒器安裝角度有偏斜、燃燒器本身存在缺陷，燃燒器切圓過大，煤粉氣流發(fā)生偏斜擦墻，往往會(huì)導(dǎo)致鍋爐嚴(yán)重結(jié)焦。


3、 結(jié)焦與燃燒調(diào)整有關(guān)


燃燒調(diào)整不合理，一次風(fēng)壓過低，風(fēng)速過低，煤粉過細(xì)，著火早，二次風(fēng)速過大，四角風(fēng)量分配不均勻，四角燃燒器粉量不均勻等原因，均會(huì)引起煤粉氣流擦墻結(jié) 焦。若鍋爐運(yùn)行中配風(fēng)不合理或風(fēng)量不足，氧量低，會(huì)使?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生還原性氣氛。在投油穩(wěn)燃時(shí)，使用上層油槍，使得上層一次風(fēng)處熱負(fù)荷集中，局部爐溫高，達(dá)到灰 熔點(diǎn)，導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。


4、結(jié)焦與鍋爐設(shè)備漏風(fēng)有關(guān)


爐膛漏風(fēng)、制粉系統(tǒng)漏風(fēng)增大進(jìn)入爐內(nèi)的風(fēng)量，降低燃燒室的溫度水平，推遲燃燒進(jìn)程。冷灰斗處漏風(fēng)會(huì)抬高火焰中心，火焰拉長(zhǎng)，導(dǎo)致爐膛出口煙溫升高，容易引起屏過結(jié)焦?？疹A(yù)器漏風(fēng)，不但引風(fēng)機(jī)電耗增大，而且部分送風(fēng)量進(jìn)入煙道，容易造成爐內(nèi)缺風(fēng)。

二、鍋爐結(jié)焦的危害：


1、結(jié)焦會(huì)引起過熱汽溫升高，并導(dǎo)致過熱汽溫、再熱汽溫減溫水開大，甚至?xí)兄缕鼙疲唤Y(jié)焦會(huì)使鍋爐出力降低，嚴(yán)重時(shí)造成被迫停爐；結(jié)焦會(huì)縮 短鍋爐設(shè)備的使用壽命；排煙損失增大，鍋爐效率降低；引風(fēng)機(jī)消耗電量增加；由于結(jié)焦往往是不均勻的，因而水冷壁結(jié)渣會(huì)對(duì)自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)安全性和強(qiáng)制 循環(huán)鍋爐水冷壁的熱偏差帶來不利影響。


2.結(jié)焦易成灰渣大塊，使撈渣機(jī)、碎渣機(jī)運(yùn)輸困難，有時(shí)會(huì)過載跳閘，嚴(yán)重時(shí)使渣溝受堵，不得不降負(fù)荷運(yùn)行。


3.結(jié)焦若熔合成大塊時(shí)，因重力從上部落下，導(dǎo)致砸壞冷灰斗水冷壁。低負(fù)荷會(huì)因掉大塊焦而引起燃燒不穩(wěn)甚至熄火。


4.若造成水冷壁全部結(jié)焦時(shí)，只有停爐進(jìn)行人工清焦。


5．鍋爐的大焦塊掉在撈渣機(jī)后，瞬間產(chǎn)生大量的水蒸氣，破壞撈渣機(jī)的水封，同時(shí)使?fàn)t底漏入大量冷風(fēng)，造成燃燒器區(qū)域（尤其是下排燃燒器區(qū)域）煤粉火焰著火狀況的嚴(yán)重惡化，使?fàn)t膛負(fù)壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng)（超限）而引起鍋爐滅火。


三、防止鍋爐結(jié)焦的辦法


1、 在運(yùn)行方面


1） 選擇合理的運(yùn)行氧量。


鍋爐運(yùn)行氧量即爐內(nèi)的氧化或還原性氣氛，它對(duì)鍋爐的結(jié)焦有非常大的影響，如果鍋爐運(yùn)行氧量偏低，爐內(nèi)還原性氣氛較強(qiáng)，煤的灰熔點(diǎn)就會(huì)下降，鍋爐就容易結(jié) 焦。這是因?yàn)榛胰埸c(diǎn)隨著鐵量的增加而下降，鐵對(duì)灰熔點(diǎn)的影響還與爐內(nèi)氣體性質(zhì)有關(guān)，在爐內(nèi)氧化性氣氛中，鐵可能以Fe2O3形態(tài)存在，這時(shí)隨著含鐵量的增 加，其熔點(diǎn)的降低比較緩慢；在爐內(nèi)還原性氣氛中（氧量不足），F(xiàn)e2O3會(huì)還原成FeO，灰熔點(diǎn)隨之迅速降低，而且FeO最容易與灰渣中的SiO2形成熔 點(diǎn)很低的2FeO?SiO2，其灰熔點(diǎn)僅為1 065 ℃。


當(dāng)煤質(zhì)有波動(dòng)時(shí)，運(yùn)行人員沒辦法根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，造成鍋爐燃燒配風(fēng)方式不是處于優(yōu)化狀態(tài)，特別是上層噴嘴煤粉顆粒燃盡性差，有一部分大顆 粒煤粉在爐膛出口處尚未燃盡，導(dǎo)致鍋爐爐膛出口煙溫偏高，結(jié)焦嚴(yán)重，由于爐膛截面大，熱負(fù)荷較??；當(dāng)煤質(zhì)變劣時(shí)，煤粉的燃盡性能適應(yīng)能力不強(qiáng)。


提高鍋爐運(yùn)行氧量，避免爐內(nèi)出現(xiàn)還原性氣氛。加強(qiáng)爐內(nèi)吹灰工作，特別是重點(diǎn)區(qū)域要增加吹灰次數(shù)，如果運(yùn)行氧量還偏低，必要時(shí)適當(dāng)降低負(fù)荷。由于 結(jié)焦的主要區(qū)域在爐膛出口處，此處容易堵塞煙道，增加煙氣阻力，引風(fēng)機(jī)出力更顯不足，所以要防止結(jié)焦與還原性氣氛惡性循環(huán)的趨勢(shì)。機(jī)組檢修時(shí)，對(duì)空氣預(yù)熱 器進(jìn)行重點(diǎn)清洗，降低風(fēng)煙道的阻力, 提高風(fēng)機(jī)的出力。


2） 選擇合理的爐膛出口溫度


對(duì)鍋爐進(jìn)行優(yōu)化燃燒調(diào)整試驗(yàn)，對(duì)爐膛出口煙溫（或高溫受熱面管壁溫度）進(jìn)行在線監(jiān)視，在保證主參數(shù)合格的前提下，建立在線的優(yōu)化運(yùn)行指導(dǎo)系統(tǒng)；通過合理調(diào) 配各一次風(fēng)和二次風(fēng)的運(yùn)行風(fēng)門開度以及運(yùn)行氧量，保證主參數(shù)合格和爐膛出口煙溫低于燃煤灰熔點(diǎn)的同時(shí)來保證蒸汽質(zhì)量，從而防止?fàn)t膛出口結(jié)焦；通過對(duì)爐膛出 口煙溫、過熱汽溫、鍋爐負(fù)荷、燃燒氧量、爐膛排煙溫度等各種運(yùn)行參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)，也可以評(píng)價(jià)鍋爐爐膛出口是否會(huì)產(chǎn)生結(jié)焦，從而防止在燃用不同煤種時(shí)鍋爐爐 膛結(jié)焦，并能獲得最大的鍋爐效率。


3）保證空氣和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成還原性氣氛，防止局部嚴(yán)重積灰、結(jié)焦。
當(dāng)一、二次風(fēng)的位置、風(fēng)速、風(fēng)量設(shè)計(jì)不合理時(shí)，盡管爐內(nèi)總空氣量大，但仍會(huì)出現(xiàn)局部區(qū)域的熾熱焦碳和揮發(fā)分得不到氧量而出現(xiàn)局部還原性氣氛。當(dāng)煤粉爐煙氣含氧量低于3%時(shí)，由于局部缺氧，將會(huì)使CO含量急劇增加。


4） 應(yīng)用各種運(yùn)行措施控制爐內(nèi)溫度水平。


爐內(nèi)溫度水平高，將使煤中一些易揮發(fā)堿性氧化物汽化或升華（1400度以上），使堿金屬化合物在受熱面上凝結(jié)（1000~1100度）。堿金屬直接凝結(jié)在 受熱面上會(huì)形成致密的強(qiáng)黏結(jié)性灰?？稍诔跏蓟覍又行纬僧a(chǎn)生低熔點(diǎn)復(fù)合硫酸鹽反應(yīng)的條件，還會(huì)使含有堿性化合物的積灰外表層黏結(jié)性增強(qiáng)，加速積灰過程的發(fā) 展。煤灰呈熔化或半熔化狀態(tài)，熔融灰會(huì)直接黏在受熱面上，產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)焦。


措施：加大運(yùn)行中過量空氣系數(shù)，增加配風(fēng)的均勻性，防止局部熱負(fù)荷過高和產(chǎn)生局部還原性氣氛，調(diào)整四角風(fēng)粉分配的均勻性，防止一次風(fēng)氣流直接沖刷壁面，必要時(shí)采取降負(fù)荷運(yùn)行。


5） 組織合理而良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)是防止結(jié)焦的前提。當(dāng)灰渣撞擊爐壁時(shí)，若仍保持軟化或熔化狀態(tài)，易黏結(jié)附于爐壁上形成結(jié)渣，因此必須保持燃燒中心適中，防止火焰中心偏斜和貼邊


6） 四角煤粉濃度及各燃燒器配風(fēng)應(yīng)盡量均勻。


煤粉噴口煤粉量分配不均勻的狀況必然造成爐膛局部缺氧和負(fù)荷分配不均勻，在燃燒空氣不足的情況下，爐膛結(jié)焦?fàn)顩r惡化。當(dāng)燃燒器配風(fēng)不均勻或者鍋爐降負(fù)荷，燃燒器缺角或缺對(duì)角運(yùn)行時(shí)，爐內(nèi)火焰中心會(huì)發(fā)生偏斜。運(yùn)行時(shí)要盡量調(diào)平四角風(fēng)量，避免缺角情況。


7） 要有合適的煤粉細(xì)度。
煤粉粗，火炬拖長(zhǎng)，粗粉因慣性作用會(huì)直接沖刷受熱面。再則，粗煤粉燃燒溫度比煙溫高許多，熔化比例高，沖墻后容易引起結(jié)焦。但是，煤粉太細(xì)也會(huì)帶來問題，一是電耗高，制粉出力受到影響，二是爐膛出口煙溫升高，易引起結(jié)焦。


8） 適當(dāng)提高一次風(fēng)速可以減輕燃燒器附近的結(jié)焦。
提高一次風(fēng)速可推遲煤粉的著火，可使著火點(diǎn)離燃燒器更遠(yuǎn)，火焰高溫區(qū)也相應(yīng)推移到爐膛中心，可以避免噴口附加結(jié)焦。
提高一次風(fēng)速還可以增加一次風(fēng)射流的剛性，減少由于射流兩側(cè)靜壓作用而產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)，避免一次風(fēng)直接沖刷壁面而產(chǎn)生結(jié)焦。
注意一次風(fēng)速的提高受煤粉著火條件的限制。


9）爐膛出口溫度場(chǎng)應(yīng)盡可能均勻。
降低爐膛出口殘余旋轉(zhuǎn)，均勻的溫度分布可使密排對(duì)流管束中煙氣溫度低于開始結(jié)焦溫度。應(yīng)用二次風(fēng)反切來減少殘余旋轉(zhuǎn)。


10） 摻燒不同煤種。
煤種摻燒能在一定程度上綜合所摻煤種的灰焦特性。低灰熔點(diǎn)煤灰分仍在受熱面上沉積，但高熔點(diǎn)固態(tài)灰對(duì)受熱面有一定的沖刷作用，使沉積量降低。


11）配風(fēng)方面。
高負(fù)荷開大底層風(fēng)。加強(qiáng)對(duì)爐膛的吹灰，防止低負(fù)荷掉灰對(duì)鍋爐燃燒產(chǎn)生不良的擾動(dòng)。


2、 燃燒中配合化學(xué)除焦


根據(jù)國內(nèi)外不同電廠鍋爐結(jié)焦的情況分析，專家們得出一致結(jié)論：不管你的鍋爐如何設(shè)計(jì)，運(yùn)行上如何精心調(diào)整，世界上沒有一臺(tái)燃煤鍋爐能徹底堵絕鍋爐結(jié)焦這一難題！根據(jù)科技發(fā)展的現(xiàn)狀，燃燒中配合化學(xué)除焦，應(yīng)該是目前較好的唯一途徑。