锅炉运行过程中结焦原因及预防措施

1、锅炉运行过程中结焦原因及预防措施    结焦是锅炉运行中比较普遍的问题,一般情况下,随着烟气一起运动的灰渣颗粒,由于炉膛水冷壁受热面的吸热而同烟气一起被冷却,如果液态的渣粒在接近水冷壁或炉墙前,已经因为温度降低而凝固,当附着在受热面管壁上时,将形成一层疏松的灰层,运行中通过吹灰很容易除掉。当炉膛内温度较高时,一部分灰颗粒已经达到熔融或半熔融状态,若这部分灰颗粒在达到受热面前未得到足够冷却达到凝固状态,具有较高的粘结能力,就容易粘附在受烟气冲刷受热面或炉墙上,甚至达到熔化状态,粘附熔融或半熔融状态的灰颗粒和未燃尽的焦炭使结焦不断发展。在燃烧过程中,煤粉颗粒中所含的易熔或易气化

2、的物质迅速挥发,成气态进入烟气中,当温度降低时凝结,或者粘附在烟气冲刷的受热面或炉墙上。或者凝结在飞灰颗粒表面,成为熔融的碱化物膜,然后粘附在受热面上形成初始结焦层,成为结焦发展的条件。     1 锅炉结焦的原因分析     1.1 选择合理的炉膛出口温度。     根据经济技术比较,对煤粉炉最经济的炉膛出口温度在12001400度之间,但实际上,为了防止对流受热面结渣,炉膛出口温度不能过高。在炉膛出口布置屏式受热面的锅炉,对一般性结渣性煤应小于1200度。     1.2

3、 控制合理的炉内过量空气系数a。     过量空气系数a增加,受热面的积灰、结渣趋势减弱。主要归因于炉膛出口烟温降低,炉膛壁面处的烟温降低。a过低容易造成氧量不足,在炉内出现还原性气氛,熔点较高的fe2o3还原为熔点较低的feo,从而使灰熔点大大降低,这样就增加了结渣的可能性。     1.3 保证空气和燃料的良好混合,避免在水冷壁附近形成还原性气氛,防止局部严重积灰、结渣。     当一、二次风的位置、风速、风量设计不合理时,尽管炉内总空气量大,但仍会出现局部区域的炽热焦碳和挥发分得不到氧量而出现局部还

4、原性气氛。当煤粉炉烟气含氧量低于3时,由于局部缺氧,将会使co含量急剧增加。     1.4 在影响结焦的因素中,煤质特性起这主要的作用。煤粉在燃烧时,其灰份熔融特性用变     形温度t1,软化温度t2和熔化温度t3来表示,软化温度t2的高低是评价煤灰是否容易结焦的主要指标。飞灰的成分决定着其熔点,当煤粉中碱性氧化物含量大时,灰熔点低,容易结焦;当煤粉中氧化硅,氧化铝含量大时,灰熔点高,就不容易结焦。     1.5 应用各种运行措施控制炉内温度水平。     第一,炉内温

5、度水平高,将使煤中一些易挥发碱性氧化物汽化或升华(1400度以上),使碱金属化合物在受热面上凝结(10001100度)。碱金属直接凝结在受热面上会形成致密的强黏结性灰。第二,可在初始灰层中形成产生低熔点复合硫酸盐反应的条件,还会使含有碱性化合物的积灰外表层黏结性增强,加速积灰过程的发展。第三,煤灰呈熔化或半熔化状态,熔融灰会直接黏在受热面上,产生严重结渣。   2 防止锅炉结焦的措施:     2.1 加大运行中过量空气系数,增加配风的均匀性,防止局部热负荷过高和产生局部还原性气氛,调整四角风粉分配的均匀性,防止一次风气流直接冲刷壁面,必要时采取降负荷运

6、行。组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结焦的前提。     燃烧中心温度高达14001600度。当灰渣撞击炉壁时,若仍保持软化或熔化状态,易黏结附于炉壁上形成结渣,尤其是在有卫燃带的炉膛内壁,表面温度很高,又很粗糙,更易结渣,而且易成为大片焦渣的策源地。因此必须保持燃烧中心适中,防止火焰中心偏斜和贴边。     2.1.1 炉内旋转气流对燃烧器射流的冲击力和作用点。旋转强度大,射流偏转加剧,实际切圆增大。     2.1.2 一次风射流刚性。     2.1.3 射流两侧补气条件差异。     2.1.4 燃烧器组长宽比及燃烧器喷口间隙。当燃烧器组高宽比越大时,燃烧器组中间部分从上下两侧获取补气的条件越差,射流偏转加剧。     2.2 四角煤粉浓度及各燃烧器配风应尽量均匀。     煤粉喷口煤粉量分配不均匀的状况必然造成炉膛