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(zhì),這些物質(zhì)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(jié)渣和積灰。鍋爐結(jié)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(yán)重時會發(fā)生設(shè)備損壞、人身傷害事故。
一、鍋爐結(jié)焦原因淺析
電站鍋爐結(jié)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(dāng)數(shù)量的機組為不同程度的結(jié)渣問題所困擾。這一方面是由于鍋爐結(jié)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(jié)渣現(xiàn)狀。
結(jié)渣積灰的基本形式及原因:
?。ㄒ唬╁仩t的結(jié)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(jié)在受熱面上,形成結(jié)渣(俗稱結(jié)焦)。
?。ǘ╁仩t的積灰:鍋爐受熱面上的積灰有粘結(jié)性和疏松性積灰兩種。粘結(jié)性積灰是由于煙氣中的硫酸蒸汽凝結(jié)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(dāng)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(jié)渣的其他原因:①燃燒過程中空氣供應(yīng)量不足。煤灰是多成分的復(fù)雜化合物,同一煤種的灰渣在不同的煙氣或氣體介質(zhì)中,化學(xué)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(fēng)門與二次風(fēng)門調(diào)節(jié)不當(dāng)鍋爐運行的配風(fēng)方式也是影響結(jié)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(jié)渣有一定影響,煤粉過細、過粗均可能引起結(jié)渣。④鍋爐高負(fù)荷連續(xù)運行鍋爐結(jié)渣、積灰隨鍋爐負(fù)荷及煙氣溫度的增加而增加。⑤鍋爐設(shè)計不當(dāng)及安裝或檢修質(zhì)量不好,結(jié)渣和積灰不僅與煤灰性質(zhì)有關(guān),而且同鍋爐設(shè)計參數(shù)密切相關(guān),主要是爐膛熱負(fù)荷(包括爐膛容積熱負(fù)荷和斷面熱負(fù)荷)、煤粉在爐膛內(nèi)逗留的時間、燃燒器結(jié)構(gòu)形式以及受熱面的布置等。⑥煤質(zhì)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(shè)計煤種設(shè)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。