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关于锅炉结渣积灰的分析和对策

2018-04-12 13:57:25来源:中国锅炉网浏览:评论:0

  锅炉受热面的结渣通常是沾污、腐蚀、积灰至结渣的过程。按照锅炉结构和温度范围积灰、结渣的型式有三种:⑴炉渣沉结类型。(2)高温结合沉结型。(3)低温灰尘类型。炉膛内由沾污引起,结渣一般有四种类型:(1)机械沾灰。(2)结沉积物。(3)密实粘结渣。

  (4)液态渣层。

  1炉内受热面的沾污、积灰与灰粒在炉内的受力情况有关一般有以下八种力的作用,使灰粒沉积在受热面上。

  1、分子间的吸引力:灰粒越细,此力作用越明显。2、重力沉降:灰粒越大,可能是灰粒的重量力产生在受热面上沉降。3、热泳力:细的灰粒飞近水冷壁时,较容易在温度差的作用下被水冷壁吸住。4、机械网罗作用:受热面有铁锈,粗糙等易阻止灰的流动,附着灰粒。5、气流脉动时对灰粒的摩擦力:气流的脉动主要指横向脉动,一般大于60~70pm的灰粒不随气流脉动,小于50pm的灰粒可能随气流横向脉动,而产生沾污积灰。6、惯性分离作用:如炉内空气阻力不良,火炬(气流)直接冲刷水冷壁或在水冷壁附近产生停滞、涡流区,假象切圆过大,偏离等都有可能使灰粒分离沉积在受热面上。7、由于灰粒旋转产生画作用力而出现的受热面沾污。试验表明,灰粒在气流中旋转速度达每秒几百至几千转。因而产生了和气流方向垂直的横向力,使灰碰在在受热面上沾污。8、流动摩擦产生的静电吸引力:一般金属碱土金属带负电荷,碳和硫带正电荷,使灰粒聚集管壁。

  2炉内的高温腐蚀是沾污积灰至结渣的重要因素2.1硫酸盐型的高温腐蚀受热面表面Fe23铁锈和沾污着极薄的细灰粒层是金属的保护膜。在高温火焰下,升华的碱金属氧化物(如Na22、K2等)冷凝在管壁的沾污层上,如果周围烟气中有SO3存在,则会发生如下反应生成硫酸盐:Na2O+SO3Na2SO4当硫酸盐层厚增厚,热阻加大,表面温度升高,而开始发粘、熔化,此时就要沾污更多的灰粒。硫酸盐熔化时会放出SO3和烟气中的SO3又向疏松的渣内扩散,产生下列反应:这样管壁Fe23被破坏,而K3Fe(S4)3在584尤就就会熔化,进一步氧化而使金属损耗,同时,结渣不断增厚,此时铁的腐蚀为:Na3Fe(SO4)3Na2SO4+Fe2O3+SO3这样出现了新的碱金属硫酸盐层,在S3的作用下,不断使管壁受到腐蚀。

  当炉内氧气不足或燃烧组织不良、煤粉与空气混合比、不佳时,尤其在管壁附近存在着还原气氛、并出现硫化氢气体时,就会产生硫化物的腐蚀。开始时煤中的FeS2随煤、灰粒一起冲刷到管壁上,受热分解出自由原子硫和硫化亚铁:当管壁附近出硫化氢和二氧化硫气体时也可产生在还原性气氛中,由于缺氧,原子硫可能单独存在,当管壁温度达到350尤时,就产生了如下反应:硫化亚铁继续缓慢氧化而生成黑色磁性氧化铁,即:这一过程使管壁腐蚀,增加了管壁粗糙度,导致积灰更加严重。因此,受热面沾污是腐蚀的和重要条件,而腐蚀是受热面积灰至结渣的重要因素。

  3煤中灰分成分和特性对结渣的影响煤中灰分成分多而复杂,由许多种氧化物和化合物以及矿物质等组成。根据美国研究表明,煤灰化学成分与锅炉炉膛中实际飞灰、陆地成分、水冷壁渣的化学成分有区别。但是灰中的化学成分一般可以估计出煤灰和渣的特性。在高温和炉内一些气氛作用下,灰中氧化物生成化合物,使灰熔点减低。在其它条件下形成化合物,熔点一般也是降低的。煤灰中的矿物质有上百种,这里就不列表说明了。煤灰中的化学成分含量变化很大,许多物质的熔点大不相同,沾污结渣严重与否和煤灰中的酸碱比、氧化纳和硫分等含量有关。

  4锅炉运行燃烧调整对积灰结渣的影响其影响主要有:1)锅炉超负荷运行,炉膛容积热强度、断面热强度太高,炉膛温度超过灰的熔点温度,使熔化的灰粒溅到水冷壁上凝结。2)燃烧组织不良,火焰中心偏斜,引起局部结渣。3)旋流式燃烧器扩散角过大,使气流贴壁;火焰中心过上或过下都易产生水冷壁、屏式过热器等受热面结渣。4)煤粉过粗,炉膛负压过大,炉底漏风严重等,都可能引起炉膛出口结渣。5)煤粉过细,一次风量过小,一次温度太高,使煤粉着火过早,引起燃烧器周围结渣。6)燃烧风量不足或煤粉与空气混合不佳,都会产生还原性气体(CO、H2等)同时产生还原反应。

  1、必须严格按照煤种设计锅炉型式和参数有关参数。2、设计良好的燃烧器性能,并能适应煤种的变化。

  3、设计受热面吹灰系统,而且吹灰性能要好,吹灰效果高。4、设计烟气再循环,调整炉膛温度。

  2)安装调试、运行、燃烧调整方面(1)燃烧器安装的各种技术指标必须符合要求,验收要认真、仔细把好关,特别是四角燃烧直流式燃烧器的偏角>0.5°。(2)炉膛底部的安装要使锅炉能很好的自由膨胀,并且要严密、坚固、防止漏风。(3)安装调试的工作十分重要,炉膛动力场的好坏直接影响燃烧的结渣问题。因此,动力场的问题必须在调试中解决。

  (4)运行中,加强燃烧调整,风粉混合要均匀,保证合格的煤粉细度,过剩空气系数要合理,一、二风配比、配合要适中,建立良好的空气动力场。(5)燃烧煤种要尽量符合设计煤煤种。(6)对硫分高的煤种,在保证完全燃烧的前提下,采取低氧燃烧,减少S3气体的产生。硫酸盐型的高温腐蚀严重时,运行中可加石灰石或石英石减轻腐蚀和积灰及结渣。(7)避免锅炉超负荷运行。在锅炉启动、停止或低负荷时,进风量不能低于额定负荷总风量的30%,避免煤粉、灰粒沉积。经常检查、消除炉壁底部漏风,控制燃烧器燃烧负荷等。避免火焰中心上移,造成炉膛出口结渣。(8)确定不同负荷下的最佳过剩空气系数,调整一、二次风率、风速和风煤配比,以及燃料风、辅助风的配比等,使煤粉燃烧良好而不在炉壁附近产生还原性气氛。避免火焰偏斜直接冲刷炉壁等等。(9)吹灰器必须良好运行,定期吹灰,蒸汽吹灰次数。延续时间根据积灰情况而定,避免破坏热面保护层Fe23(1)确定煤粉经济细度;保证各支燃烧器热功率尽量相等,且煤粉浓度尽量均匀。

  4.2锅炉结焦的清除方法对于锅炉炉膛结渣、积灰的清除方法有很多种。总的来看,可分为运行时清除和停炉时清除两大类:锅炉运行时清除渣(灰)的方法合吹灰:据有些电厂经验,联合使用水、汽吹灰效果更佳,即水吹灰后接着再用蒸汽吹灰(4)加添加剂。

  停炉时清渣(灰)的主要方法流清洗。米用高压水射流清洗锅炉结渣、积灰,效率较高,清洗彻底,是目前停炉时清洗锅炉结渣、积灰的最有效的方法。

 

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