鍋爐高、低溫結焦造成哪些危害？

【專家解說】：">鍋爐結焦的原因、危害和解決辦法

一、鍋爐結焦的原因

1、結焦與灰熔點有關

結焦的根本原因是熔化狀態(tài)下的灰沉積在受熱面上。可見，灰的熔點是結焦的關鍵。
煤灰對于高溫受熱面沾污結焦的傾向,可用灰熔點溫度及灰的主要成分來判斷煤灰的結渣指標。通常可用灰成分中的鈣酸比、硅鋁比、鐵鈣比及硅值來判斷其結焦傾向，用Na2O的質量分數可以判斷其沾污性。
灰的熔點與灰的化學成分、灰周圍的介質性質及灰分濃度有關?；业幕瘜W成分以及各成分含量比例決定灰熔點的高低?；胰埸c比其混合物中最低熔點還要低?；胰埸c 越低，鍋爐受熱面越容易結焦?；胰埸c與灰周圍的介質性質有關。當煙氣中有CO、H2等還原性氣體存在時，灰熔點降低大約200℃。這是因為還原性氣體能使 灰分中高熔點的Fe2O3還原成低熔點的FeO的緣故，二者熔化溫度相差200～300℃?；胰埸c還與煙氣中灰的濃度有關。在其他條件相同的情況下，煤中 含灰量不同，灰熔點也會發(fā)生變化。這是因為灰分中各成分在加熱過程中，相互接觸越頻繁，則產生化合、分解、助熔的機會也越多，則熔點降低的可能性也越大。


2、 結焦與燃燒器噴射角度有關


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，往往會導致鍋爐嚴重結焦。


3、 結焦與燃燒調整有關


燃燒調整不合理，一次風壓過低，風速過低，煤粉過細，著火早，二次風速過大，四角風量分配不均勻，四角燃燒器粉量不均勻等原因，均會引起煤粉氣流擦墻結 焦。若鍋爐運行中配風不合理或風量不足，氧量低，會使爐內產生還原性氣氛。在投油穩(wěn)燃時，使用上層油槍，使得上層一次風處熱負荷集中，局部爐溫高，達到灰 熔點，導致鍋爐結焦。


4、結焦與鍋爐設備漏風有關


爐膛漏風、制粉系統(tǒng)漏風增大進入爐內的風量，降低燃燒室的溫度水平，推遲燃燒進程。冷灰斗處漏風會抬高火焰中心，火焰拉長，導致爐膛出口煙溫升高，容易引起屏過結焦?？疹A器漏風，不但引風機電耗增大，而且部分送風量進入煙道，容易造成爐內缺風。

二、鍋爐結焦的危害：


1、結焦會引起過熱汽溫升高，并導致過熱汽溫、再熱汽溫減溫水開大，甚至會招致汽水管爆破；結焦會使鍋爐出力降低，嚴重時造成被迫停爐；結焦會縮 短鍋爐設備的使用壽命；排煙損失增大，鍋爐效率降低；引風機消耗電量增加；由于結焦往往是不均勻的，因而水冷壁結渣會對自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)安全性和強制 循環(huán)鍋爐水冷壁的熱偏差帶來不利影響。


2.結焦易成灰渣大塊，使撈渣機、碎渣機運輸困難，有時會過載跳閘，嚴重時使渣溝受堵，不得不降負荷運行。


3.結焦若熔合成大塊時，因重力從上部落下，導致砸壞冷灰斗水冷壁。低負荷會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焦時，只有停爐進行人工清焦。


5．鍋爐的大焦塊掉在撈渣機后，瞬間產生大量的水蒸氣，破壞撈渣機的水封，同時使爐底漏入大量冷風，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重惡化，使爐膛負壓產生劇烈波動（超限）而引起鍋爐滅火。


三、防止鍋爐結焦的辦法


1、 在運行方面


1） 選擇合理的運行氧量。


鍋爐運行氧量即爐內的氧化或還原性氣氛，它對鍋爐的結焦有非常大的影響，如果鍋爐運行氧量偏低，爐內還原性氣氛較強，煤的灰熔點就會下降，鍋爐就容易結 焦。這是因為灰熔點隨著鐵量的增加而下降，鐵對灰熔點的影響還與爐內氣體性質有關，在爐內氧化性氣氛中，鐵可能以Fe2O3形態(tài)存在，這時隨著含鐵量的增 加，其熔點的降低比較緩慢；在爐內還原性氣氛中（氧量不足），Fe2O3會還原成FeO，灰熔點隨之迅速降低，而且FeO最容易與灰渣中的SiO2形成熔 點很低的2FeO?SiO2，其灰熔點僅為1 065 ℃。


當煤質有波動時，運行人員沒辦法根據實際情況進行調整，造成鍋爐燃燒配風方式不是處于優(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，導致鍋爐爐膛出口煙溫偏高，結焦嚴重，由于爐膛截面大，熱負荷較?。划斆嘿|變劣時，煤粉的燃盡性能適應能力不強。


提高鍋爐運行氧量，避免爐內出現還原性氣氛。加強爐內吹灰工作，特別是重點區(qū)域要增加吹灰次數，如果運行氧量還偏低，必要時適當降低負荷。由于 結焦的主要區(qū)域在爐膛出口處，此處容易堵塞煙道，增加煙氣阻力，引風機出力更顯不足，所以要防止結焦與還原性氣氛惡性循環(huán)的趨勢。機組檢修時，對空氣預熱 器進行重點清洗，降低風煙道的阻力, 提高風機的出力。


2） 選擇合理的爐膛出口溫度


對鍋爐進行優(yōu)化燃燒調整試驗，對爐膛出口煙溫（或高溫受熱面管壁溫度）進行在線監(jiān)視，在保證主參數合格的前提下，建立在線的優(yōu)化運行指導系統(tǒng)；通過合理調 配各一次風和二次風的運行風門開度以及運行氧量，保證主參數合格和爐膛出口煙溫低于燃煤灰熔點的同時來保證蒸汽質量，從而防止爐膛出口結焦；通過對爐膛出 口煙溫、過熱汽溫、鍋爐負荷、燃燒氧量、爐膛排煙溫度等各種運行參數的在線監(jiān)測，也可以評價鍋爐爐膛出口是否會產生結焦，從而防止在燃用不同煤種時鍋爐爐 膛結焦，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，防止局部嚴重積灰、結焦。
當一、二次風的位置、風速、風量設計不合理時，盡管爐內總空氣量大，但仍會出現局部區(qū)域的熾熱焦碳和揮發(fā)分得不到氧量而出現局部還原性氣氛。當煤粉爐煙氣含氧量低于3%時，由于局部缺氧，將會使CO含量急劇增加。


4） 應用各種運行措施控制爐內溫度水平。


爐內溫度水平高，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（1000~1100度）。堿金屬直接凝結在 受熱面上會形成致密的強黏結性灰。可在初始灰層中形成產生低熔點復合硫酸鹽反應的條件，還會使含有堿性化合物的積灰外表層黏結性增強，加速積灰過程的發(fā) 展。煤灰呈熔化或半熔化狀態(tài)，熔融灰會直接黏在受熱面上，產生嚴重結焦。


措施：加大運行中過量空氣系數，增加配風的均勻性，防止局部熱負荷過高和產生局部還原性氣氛，調整四角風粉分配的均勻性，防止一次風氣流直接沖刷壁面，必要時采取降負荷運行。


5） 組織合理而良好的爐內空氣動力場是防止結焦的前提。當灰渣撞擊爐壁時，若仍保持軟化或熔化狀態(tài)，易黏結附于爐壁上形成結渣，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應盡量均勻。


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荷分配不均勻，在燃燒空氣不足的情況下，爐膛結焦狀況惡化。當燃燒器配風不均勻或者鍋爐降負荷，燃燒器缺角或缺對角運行時，爐內火焰中心會發(fā)生偏斜。運行時要盡量調平四角風量，避免缺角情況。


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


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


9）爐膛出口溫度場應盡可能均勻。
降低爐膛出口殘余旋轉，均勻的溫度分布可使密排對流管束中煙氣溫度低于開始結焦溫度。應用二次風反切來減少殘余旋轉。


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。低灰熔點煤灰分仍在受熱面上沉積，但高熔點固態(tài)灰對受熱面有一定的沖刷作用，使沉積量降低。


11）配風方面。
高負荷開大底層風。加強對爐膛的吹灰，防止低負荷掉灰對鍋爐燃燒產生不良的擾動。


2、 燃燒中配合化學除焦


根據國內外不同電廠鍋爐結焦的情況分析，專家們得出一致結論：不管你的鍋爐如何設計，運行上如何精心調整，世界上沒有一臺燃煤鍋爐能徹底堵絕鍋爐結焦這一難題！根據科技發(fā)展的現狀，燃燒中配合化學除焦，應該是目前較好的唯一途徑。