电站锅炉结焦问题分析及措施研究-

1、电站锅炉结焦问题分析及措施研究摘要:由于电站锅炉燃烧器附近出现结焦以及锅炉膛内的大量结焦、积灰等情况,通常会使空气的动力工况遭到一定的破坏,使锅炉膛出口的温度升高,从而引起锅炉的对流受热面壁温升高,进而破坏锅炉水循环,最终降低了锅炉的效率。本文分析了电站锅炉运行的特点,并针对电站锅炉运行中的一些特点分析结焦问题,提出如何防止电站锅炉结焦的措施。关键词:结焦;问题;措施目前我国电力行业已经步入了“大机组、大电网、高自动化、高电压”的时代,但是在电站锅炉的运行当中,很多的锅炉存在不同程度的膛壁结焦现象,大量的炉膛结焦会影响电站锅炉的经济性和安全性,缩短其使用寿命。产生电站锅炉结焦问题的原因是多样的

2、:温度的影响、材料的选择、锅炉设计的技术等。本文就电站锅炉结焦问题及解决措施进行分析和研究。1.结焦的具体表现电站锅炉结焦现象是多样的,具体来说主要有:(1锅炉在结焦初期料层差压是下降,但结焦严重时,料层差压出现急剧增加的现象;(2炉膛负压增大,风室风压波动大;(3氧量下降;(4压力、汽温、负荷指标均下降;(5床层排渣管发生堵搴,排渣不畅;(6流化床内出现白色火花,可得知床料、渣块在炉内发生不正常的地运动;2.#9炉结焦问题概述HG-220/100-10型电站锅炉中以#9锅炉最具代表,该锅炉是采用自然循环、悬浮燃烧、平衡通风、固态排渣,同时结合单炉膛、单汽包、倒U型设置,采用中间储仓式热风送粉

3、的煤粉炉。2.1#9燃烧器基本情况#9采用的是直流煤粉燃烧器,该燃烧器为正四角切圆布置,该切圆直径设计值的一次风、二次风的直径分别为400mm、800mm,同时每组燃烧器有三个二次风,且一、二次风相互交错,三次风在最上方。各次风参数具体如下:表l各次风参数名称风率%风速m/S风温C一次风24.7329220二次风39.9342327三次风24.45570周界风6.78423272.2#9锅炉结焦具体部位#9锅炉结焦部位如图中灰色部分所示,主要分布在后墙靠近#4角方向,同时甲侧墙和后侧墙也出现了一些。我们可以想象,#4的燃烧器多次出现掉焦、挂焦现象,如果在冬季供暖时期,会因此出现锅炉灭火情况,大

4、块的焦块落入锅炉的冷灰斗,破坏冷灰斗,使得灰水溢出。3影响结焦的因素3.1煤质结焦特性的分析融化温度和灰质的成分是影响结焦的主要内因。总的来说,碱性氧化物可以起到灰熔点降低的作用,而酸性氧化物能够使灰的薪度和熔点提高,碱性氧化物和酸性氧化物之间组分的多少以及互相的比例对灰熔点有较大的影响。如,灰质中的碱性氧化物Na2O、K2O、Fe2O3、CaO、MgO,会呈现出一定的结焦性。低熔点共熔体的主要组成部分是Fe2O3和CaO,可以说碱性氧化物对灰的沾污性有很大关系;酸性氧化物A12O3、SiO2、TiO2,都有增高灰熔点的作用,但对灰熔点的影响程度不同。A12O3能够阻碍熔体变形的骨架。SiO2

5、的含量过高会使得灰的黏度增高,同时灰提早的软化,可以用来解决一些难以复合的化合物。3.2炉膛结构设计特性分析灰的软化或融化的难易与燃烧器区域的温度有密切关系。燃烧器的温度愈高,灰就愈容易实现软化或熔融,但是其也越有可能产生结焦。第一,一些熔点中等的煤,放在一般的炉膛下并不会产生结焦,但在燃烧器区域的火焰温度特别高的情况下,同样也会结焦。这是由于煤中易挥发的物质气化与锅炉内温度成正比,这为结焦创造了条件。第二,炉膛出口处温度增高,容易在炉膛上部形成结焦。尽管有时炉膛出口温度低于煤的熔化温度,但由于成分是不均匀的,因此某些易熔颗粒仍未完全熔化,有可能粘在受热面上,形成结焦。采用较低的炉膛出口温度,

6、能够满足低灰熔点的燃煤的需要。炉膛断面热负荷、容积热负荷、燃烧器区域壁热负荷和炉膛的几何尺寸有着直接的关系。炉膛容积热负荷的选取燃烬有关,还与炉膛温度和炉膛出口温度有关,尤其是对燃煤灰熔点低的来说。如果过低,反映炉膛容积过大,炉膛内水冷壁的设计过多,炉膛的火焰温度偏低,容易灭火;反之,过高,表示炉膛容积过小,炉膛水冷壁布置过少,炉膛的火焰温度较高,容易产生结焦。3.3运行调整与检修安装分析一次风与二次风相比,尽管一次风含粉,但其速度较低,如果选择燃用无烟煤、贫煤的燃烧器,宜选用二次风,同时可以把二次风布置在火焰的下游侧的水冷壁上,这样在不影响火的同时下,又降低了火焰下游的负压,减少火焰两侧的压

7、差,提高了火焰的刚性;燃用高挥发成分的烟煤,可选取一次风,通过设置偏置周界风,提高火焰的刚性。以整个炉膛来进行燃烧的切向燃烧方式,与炉内空气动力息息相关。在进行切向燃烧时,会在炉中形成一个火球。如果炉内气流旋转的直径增大,会使射流根部和上邻角过来的火焰靠的更近。如此对炉膛充满度有好处、对混合也有好处、对着火也有利。但事实上,假想切圆直径总是小于切圆直径的:切圆直径过大,一次风所带来的煤粉气流可能会发生偏转贴壁,进而引起结焦,这是我们必须要避免的。因此,减少气流偏离的重要措施是较小假想切圆直径。表三4.防止结焦技术的措施第一,加强燃料管理。要保证良好的入炉煤的质量,特别是对煤的细度、粒度、熔点、

8、矸石等指标的严格控制。第二,做好事前准备工作。在点火之前一定要做好流化试验工作,观察底料流化的情况以及厚度,保证合格。第三,加快锅炉启动速度,减少结焦。锅炉启动时应尽量缩短时间,由于调整不当极易出现结焦,特别是投煤初期的煤油混烧阶段,当大量的煤投入到锅炉,无法完全燃烧,形成局部高温结焦。因此当床温达到投煤要求时,应立即投煤,在燃烧稳定后迅速断油,防止结焦。第四,加强锅炉运行的检查,建立常规的运行检查制度。每班的值班人员必须对锅炉的结焦情况至少进行一次检查， 一旦发现有大量结焦情况，需及时汇报、解决。 第五，严格执行厂家的运行程序，确保回料设备安全运 行。避免因回料阀内部的局部死区而出现的结焦现象。回料 阀内的充气量应严格控制在 1%的标准之内， ，避免回料阀内 结渣。 第六，在设计时，制造厂因采用国外先进技术对锅炉热 力性能进行预测， 进而确保沿炉膛断面的温度的均匀。 同时， 设计应选适当布风板以及床层阻力，以保证其在运行中床层 流化均匀，减少或避免大颗粒在布风板上发生沉积现象，保 证床层内没有死区。选用炉前气力播煤装置，煤均匀入炉， 避免而引起局部结焦现象。 5.结论 电站锅炉结焦问题的产生受设计、制造、运行多方面的 影响。制造商应及时开展质量回访工作，力求完善。作为运 行单位，应不断提高锅炉技术运用的理论水平，同时不断学 习同类机组的优秀经验，分析本锅炉产生结焦的具体原因