電站鍋爐主要以煤作為燃料,其燃燒產(chǎn)物中含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物質,這些物質在鍋爐運行的過程中有時會以各種形式沉積在受熱面的表面,造成受熱面的結渣和積灰。鍋爐結渣、積灰不但增加了鍋爐受熱面的傳熱阻力,使受熱面?zhèn)鳠釔夯?、煤耗增加、降低鍋爐的熱經(jīng)濟性,還可能造成煙氣通道的堵塞,影響了鍋爐的安全運行,嚴重時會發(fā)生設備損壞、人身傷害事故。
一、鍋爐結焦原因淺析
電站鍋爐結渣是客觀存在、不可避免的,從現(xiàn)有大機組生產(chǎn)運行情況看,有相當數(shù)量的機組為不同程度的結渣問題所困擾。這一方面是由于鍋爐結渣的客觀規(guī)律性所決定的,在另一方面還受我國在現(xiàn)階段燃煤情況影響。這兩個客觀存在的情況就加劇了電站鍋爐的結渣現(xiàn)狀。
結渣積灰的基本形式及原因:
?。ㄒ唬╁仩t的結渣:在煤粉爐和燃油爐中,燃燒火焰中心溫度在1500~1700℃之間。燃料中的灰在這樣高的溫度下大多熔化為液態(tài)或呈軟化狀態(tài)。由于水冷壁的吸熱,從燃燒火焰中心向外,越接近水冷壁溫度越低。在正常情況下,隨著溫度的降低,灰份將從液態(tài)變?yōu)檐浕癄顟B(tài)進而變成固態(tài)。如果灰還保持著軟化狀態(tài)就碰到受熱面時,由于受到冷卻而粘結在受熱面上,形成結渣(俗稱結焦)。
?。ǘ╁仩t的積灰:鍋爐受熱面上的積灰有粘結性和疏松性積灰兩種。粘結性積灰是由于煙氣中的硫酸蒸汽凝結在受熱面管壁上而粘住灰粒,并與灰粒作用而形成水泥狀的堵灰。當鍋爐的燃燒不正常時,煙氣中帶有大量的碳粒子,這些碳粒子可以吸附煙氣中的二氧化碳、二氧化硫和水蒸汽。二氧化硫和水蒸汽又化合成亞硫酸(H2SO3)。亞硫酸是很強的還原劑,會再次氧化成硫酸(H2SO4);碳粒子吸附的三氧化硫和水蒸汽也會直接化合成硫酸。含有硫酸的碳粒子具有很強的粘性,它沉積在受熱面上不僅很牢固,而且硫酸有很強的腐蝕性,它與受熱面作用生成硫酸亞鐵(FeSO4),更增加的這種灰的牢固性。
?。ㄈ╁仩t結渣的其他原因:①燃燒過程中空氣供應量不足。煤灰是多成分的復雜化合物,同一煤種的灰渣在不同的煙氣或氣體介質中,化學成分會發(fā)生變化,灰熔點也隨著成分的改變而改變。②一次風門與二次風門調節(jié)不當鍋爐運行的配風方式也是影響結渣或積灰的主要因素。 ③磨煤機及給粉機故障煤粉細度和粒度分布對鍋爐結渣有一定影響,煤粉過細、過粗均可能引起結渣。④鍋爐高負荷連續(xù)運行鍋爐結渣、積灰隨鍋爐負荷及煙氣溫度的增加而增加。⑤鍋爐設計不當及安裝或檢修質量不好,結渣和積灰不僅與煤灰性質有關,而且同鍋爐設計參數(shù)密切相關,主要是爐膛熱負荷(包括爐膛容積熱負荷和斷面熱負荷)、煤粉在爐膛內(nèi)逗留的時間、燃燒器結構形式以及受熱面的布置等。⑥煤質發(fā)熱量過高或過低大家知道,煤的發(fā)熱量過低,對鍋爐的安全運行危害極大,但是對于按設計煤種設計的鍋爐來說,是不是煤的發(fā)熱量越高越好呢?答案是否定的。