锅炉结焦原因分析及处理措施.doc

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1、锅炉结焦原因分析及预防措施在电站锅炉运行中，锅炉结焦是个长期存在并且一直困扰电站锅炉运行人员的主要问题，它的存在不紧影响了锅炉的经济性，并且对锅炉的安全运行也造成一定的影响。电站锅炉主要以煤作为燃料，其燃烧产物中含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物质，这些物质在锅炉运行的过程中有时以各种各样的形式沉积在受热面的表面，造成受热面的结焦。1.锅炉结焦机理锅炉结渣是个很复杂的物理化学过程,它涉及煤的燃烧、炉内传热、传质、煤的潜在结渣倾向、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附等复杂过程。在燃料中都或多或少地含有灰分，特别是劣质煤的含灰量较多。灰分

2、状态变化时经历三种温度：变形温度DT，软化温度ST,熔化温度FT。其中，软化温度ST在熔融特性温度中最为重要。在固态排渣煤粉炉中，火焰中心温度高达1400℃～1600℃。煤粉在炉膛内燃烧后一部分灰在炉内高温环境下呈熔化或半熔化状态。正常情况下，由于水冷壁温度相对较低，灰渣粒在接近水冷壁管之前，以辐射换热的形式释放热量，其自身温度迅速降低而凝固，最终可能在水冷壁管上形成一层疏松的积灰，在锅炉运行中积灰层自行脱落或通过吹灰器吹落，灰层不至于发展为焦块。若灰渣粒在到达受热面前未得到足够冷却成为凝固状态，而仍然具有较高粘结能力时，就容易粘附在受烟气

3、火焰冲刷的受热面或炉墙上，产生结焦。一旦结焦发生，由于焦层的热阻使得传热恶化，焦层表面因得不到充分冷却而温度很高，再加上焦层表面粗糙，炉内灰渣粒更容易粘附上去，加速结焦过程的发展，从而形成更大的焦块。2.结渣的危害2.1锅炉效率下降受热面结渣后，使传热恶化水冷壁的吸热量降低烟气温度升高造成排烟温度升高，锅炉热效率下降；燃烧器出口结渣，造成气流偏斜，燃烧恶化，有可能使机械未完全燃烧热损化学未完全燃烧热损失增大；在炉膛出口处结焦，使锅炉通风阻力增大，厂用电量上升。2.2影响锅炉出力水冷壁结渣后，由于大量的结渣附着在水冷壁上，受热面内汽水混合物吸

4、热效果下降，如保持燃料量不变，则锅炉的蒸发量将下降；炉膛出口烟温升高，蒸汽出口温度升高，管壁温度升高，当结焦严重时通风阻力的增大，增大引风机出力，当引风机出力到最大时被迫降低锅炉出力。2.3影响锅炉运行的安全性结渣后过热器处烟温及汽温均升高，严重时会引起管壁超温；结渣往往是不均匀的，结果使过热器热偏差增大，对自然6循环锅炉的水循环安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响；炉膛上部结渣块掉落时，可能砸坏冷灰斗水冷壁管，造成炉膛灭火或堵塞排渣口，使锅炉被迫停止运行；除渣操作时间长时，炉膛漏入冷风太多，使燃烧不稳定甚至灭火。锅炉的大焦块掉

5、在捞渣机后，瞬间产生大量的水蒸气，破坏捞渣机的水封，同时使炉底漏入大量冷风，造成燃烧器区域（尤其是下排燃烧器区域）煤粉火焰着火状况的严重恶化，使炉膛负压产生剧烈波动（超限）而引起锅炉灭火。3.锅炉结焦的原因分析3.1炉膛内温度与出口烟温的影响3.1.1．炉膛内温度 由于熔化的灰粒碰到水冷壁时极易发生粘附，从而导致结渣。在煤灰熔点一定的情况下，炉内温度水平就成为是否发生结渣的重要因素。煤灰粒子的冷却过程取决于炉内总体温度水平及水冷壁附近温度水平。当炉内温度较低时，煤粒呈熔化或软化状态的概率较少。另一方面,当炉内温度水平较高，而水冷壁附近温度较

6、低，且温度分布较平缓时，煤灰粒子在碰撞水冷壁前可以得到较好的冷却，温度降低，与水冷壁碰撞时，被粘附的概率就会降低。温度对炉内结渣具有非常重要的影响，研究结果表明，温度增高，结渣程度将按指数规律增长。水冷壁附近的温度分布除与炉膛中心温度、水冷壁吸热热流有关外，还与水冷壁表面的清洁程度有关。当水冷壁表面附有灰渣时，表面温度迅速增高。这不仅有可能使灰渣表面具有粘性，捕捉飞灰，而且还降低了灰粒的冷却程度，因而灰渣的积聚具有自加剧性，即一旦发生结渣,其程度将会越来越严重,直到外层灰渣因熔化而发生自流。3.1.2炉膛出口烟温燃烧器区域的温度越高，飞灰就

7、越容易达到软化状态或熔融状态，产生结焦的可能性就越大，另外煤粉中易挥发的物质气化也越强烈，也为结焦创造了条件。当煤质有波动时，运行人员不能及时根据实际情况进行调整，造成锅炉燃烧配风方式不是处于优化状态，特别是上层燃烧器煤粉颗粒燃烬性差，有一部分大颗粒煤粉在炉膛出口处尚未燃烬，导致锅炉炉膛出口烟温偏高引起结焦。但尽管炉膛出口烟气温度低于煤灰的变形温度，但由于飞灰的化学组成是不均匀的，在这样的温度下，某些易熔颗粒仍呈熔融或半熔融状态，可能直接粘在受热面上形成结焦。另外一次风温偏低、一次风速过高或一次风率过小时都会使煤粉气流的着火推迟，燃烧速度降

8、低，燃烧效率降低，从而导致炉膛出口烟温升高。4.2煤质的影响灰的熔融温度越低、粘度越大，就越容易结焦。灰的熔融温度越高、粘度越小，就越不容易结焦。煤粉在燃烧时，其灰分变化的各阶段