关于锅炉结渣的分析和对策

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1、关于锅炉结渣的分析和对策居广中南京市第二热电厂锅炉车间摘要：本文通过对锅炉从沾污、积灰、高温腐蚀和结渣的全过程的分析和煤灰化学成分、特性以及运行中炉内化学反应、烟气成分等影响因素的分析，认为锅炉结渣是一个比较复杂的过程，严重威胁锅炉安全、经济运行。本文也论述了从设计、安装、调试和运行调整等方面采取有力对策。许多电站锅炉的燃烧煤种严重偏离设计煤种，对煤灰的熔点、沾污指数、焦结性缺少试验，数据不清，造成锅炉结焦的情况比较多，这类问题应该引起燃煤电厂领导及有关技术人员的重视。关键词：锅炉沾污积灰结渣高温腐蚀煤灰特性沾污指数焦结性燃烧调整空气动力场火焰中心煤，特别是劣质煤中，含有不少灰

2、分。锅炉运行中，容易产生结渣，影响锅炉运行的可靠性和经济性，甚至被迫停炉，对设备的使用寿命影响极大。然而分析锅炉结渣问题，采取措施、对策，在运行中尽量消除，显得非常重要。下面从几个方面论述结渣的机理和解决的方法。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：1.炉渣沉结类型：它通常发生在水冷壁、凝渣管、屏式过热器等辐射受热面上。这主要是煤中灰分的熔点温度低，煤灰熔化型结渣。它还与灰分的成分、结渣指数、焦结性、接触表面温度、形状以及受力大小、撞击方向等因素有关。这种结渣发展很快，最为严重。2.高温结合沉结型：它多发生在屏式过热器

3、、对流过热器以及高温再热器的受热面上。其特点是烟温已低于灰的变形温度，但由于灰分中对策碱金属（主要钠、钾）与灰中其它元素形成低熔点的硫酸盐沉结或烧结在受热面上，有时地质坚硬、密集，较难以清除。在周围烟气中含有三氧化硫气体时，还引起受热面的腐蚀属称高温腐蚀，主要发生在高温、高压以上的锅炉上。3.低温灰尘类型：它主要在受热面接近或低于烟气露点温度时，烟气中硫酸蒸汽凝结，酸液捕捉飞灰凝结而成。除积灰外，还会产生酸腐蚀，统称低温腐蚀。一般发上在低温省煤器、空气预热器等受热面上。炉膛内由沾污引起，结渣一般有四种类型：1机械沾灰：由于受热面表面粗糙和其它引力作用，使细粒飞灰堆积而形成疏松灰

4、沾污层。这种沾污易于用吹灰方法清除。2粘结沉积物：由于灰中碱土金属在高温烟气中升华而在冷的水冷壁等受热面凝结或由于粘结灰层中灰粒相互产生化学作用而形成低熔点化合物，由此沾污形成结渣。3密实粘结渣：这是由于灰粒间在炉内气氛下相互化学作用而被高温少结成密实积灰层。沾污在受热面上。它有较高的机械强度，难以清除。4液态渣层：当水冷壁受沾污后，使表面温度随沾污层增厚不断升高，最后使灰粒不断变成液态。这样更易于不断粘结飞灰，到导致结果是液态流渣与积灰达到平衡。在锅炉运行中，以上四种情况是交叉进行的，但不一定都存在。要有煤种特性、炉内气氛以及燃烧工况而定。根据积灰、结渣的三种型式和沾污、结渣

5、的四种类型，锅炉沾污、腐蚀、积灰、结渣是一个十分复杂的过程。我认为应从炉内力学、热化学、煤种灰分成份和特性以及燃烧调整等方面分析研究，寻找对策手段。一、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。当灰粒小于3μm时，分子间的吸引力就大于灰粒自身重量力。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

6、动主要指横向脉动，一般大于60~70μm的灰粒不随气流脉动，小于50μm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．由于灰粒旋转产生侧面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。根据灰粒的受力情况分析，灰粒在炉内的沾污、积灰或多或少是必然的。所以，锅炉

7、运行中，经常检查、分析受热面的积灰，及时做清灰工作十分重要。二、炉内的高温腐蚀是沾污积灰至结渣的重要因素。有时它们是互相牵制的，一般沾污是腐蚀的前奏。高温腐蚀有硫酸盐和硫化物以及五氧化二钒这三种类型腐蚀。下面分别论述高温腐蚀的机理。（五氧化二钒主要发生在燃油炉上，不在此分析）1．硫酸盐型的高温腐蚀：受热面表面Fe2O3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Na2O2、K2O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