电站锅炉结焦及有效预防措施

电站锅炉结焦及有效预防措施

吕小龙

关键词：电站，锅炉结焦，有效预防措施

1、电站锅炉结焦的产生原理

结焦是电站锅炉运行中常见的问题，其原理是：电站锅炉运行主要耗费的原料为煤，煤在经过燃烧后所产生的产物中含有大量灰尘、硫物质及氮化物等废弃物质，这些产物随着烟气一起运动，当废弃物中的渣粒在接近水冷壁或炉墙前，由于炉膛水冷壁受热面的吸热而同烟气一起被冷却，因为温度降低而凝固，附着在受热面管壁上时，将形成一层疏松的灰层，灰层具有较高的粘结能力，就容易粘附在锅炉的炉墙上，造成锅炉结焦。

2、电站锅炉结焦的危害性

由锅炉结焦的原理可以看出，当锅炉内的运行温度过高或者过低，都会产生结焦现象。随着时间的推移，结焦现象会不断积累，从而导致在电站锅炉内的受热层积灰或者积渣十分严重，影响电站锅炉的正常运行，造成煤量的耗费增加，同时也会导致煤在燃烧过程中的热传递效率有所降低，在严重的情况下，还会造成烟气管道堵塞从而影响整个锅炉的正常使用。

如果对于结焦现象没有进行及时处理，很可能会发生设备的损坏，甚至是人员的伤亡。

3、电站锅炉结焦的影响因素

在电站锅炉正常使用过程中，在煤粉炉和燃油炉中，一般情况下，炉中火焰燃烧的中心温度控制在1500℃~1800℃之间，而燃料中的灰质在这个温度范围内，会处于一种液体或者是软化的状态，由于液态物质在碰到温度和自身相比温差较大的炉壁时候，就会在一定程度上放热。因此以燃烧的火焰为中心，远离火焰的部分尤其是接近炉壁的位置，温度就越来越低。通常情况下，随着温度的不断下降，灰份就会从液体逐渐的转化为软化的状态，最后直到温度降到某个确定的值的时候，就会转化为固体。如果灰份还保持着之前的软化状态一旦碰到受热面，就会由于温度差别较大而附着在受热面上从而形成结焦。

3.1、煤灰特性和化学组成对结焦的影响

灰具有不同的成分和熔融特性。通常把灰的软化温度ST作为判断煤燃烧过程中是否结焦的重要依据，如果灰熔点较低或灰中含有软化温度较低的成分(ST<1200℃)。灰粒子很容易达到软化状态面发生结焦。含灰量愈多，灰中各成分在加热过程中相互接触频繁，则结合低熔点共晶体的机会增多使灰的软化温度降低的可能性增大，所以灰分高的煤容易结焦，入炉煤灰分大是造成炉膛结焦的主要原因。

3.2、炉内温度水平对结焦的影响

燃烧区域的温度越高，灰越容易达到软化或熔融状态，产生结焦的可能性就大。有些灰熔融温度属于中等的煤种，在一般的炉膛温度下，不易结焦，但在燃烧区热强度集中，火焰温度偏高的情况下也可能产生结焦。炉膛容积热强度、截面热强度、燃烧器区域壁面热强度过大或运行负荷太高，都会提高炉膛或局部区域的温度水平，增加结焦的可能性。

3.3、燃料与空气的混合比对结焦造成的影响

首先，燃烧过程中，由于人炉煤中石子含量较多，煤粉比重大，煤粉气流的流动性差、煤质差，同样负荷下煤粉浓度若空气量不足，其燃烧时就不易达到完全燃烧，将导致灰熔点降低，形成结焦；其次，如果燃烧过程中的空气量不足，也会造成然后火焰偏斜，使最高火焰层移到边侧，这样灰就得不到足够的冷却，而灼热的灰粒与水冷壁受热面接触的时候，就很快的粘了上去，形成结焦。在实际生产中，结焦最容易产生的部位是炉内的涡流区，也是气流的死区，空气量往往不足，灰粒在这些区域中容易被分离下来，造成锅炉结焦。

4、防止炉膛结焦的有效预防措施

4.1、对入厂煤进行严格采购和科学管理

针对入厂煤杂物多、灰分大、煤质不稳定的情况，一是在进行采购时，尽量选择质量灰分小、质量达标的煤，二是制订科学合理的掺配煤方案并监督实施。将各个矿的来煤按照煤质不同分别存放于不同的场地，再根据各台炉对煤种适应情况，以控制入炉煤的灰分和挥发尽量靠近各台炉实际适应值为目标．将煤场存煤按科学比例掺配后再送人锅炉煤仓。这样可以有效降低人炉煤灰分含量，减少结焦发生的几率。

4.2、对锅炉的燃烧温度进行严格管控

4.2.1、控制好物料的燃烧速度

对锅炉进行点火前一定要认真的做好相关流化的检测试验，在燃烧的过程当中还要就地观察物料的燃烧情况，以确认在规定时间范围内的物料的燃烧速度是否合理，确保其正常。因此可以通过控制旋风分离器的运行来控制炉内的二次燃烧，这也在一定程度上防止在旋风分离器以及回料器上出现因为温度过高而出现结焦的状况。

4.2.2、加快锅炉的启动速度

锅炉在使用的时候尽可能的减少其开机的速度，如果开始启动的时间过长，就会导致煤油的燃烧时间较长，在调整不合理的时候更加的容易出现结焦的现象，尤其是在燃料开始燃烧的初期也就是和煤油混合的阶段，大量的煤被投放到锅炉内而不能充分的燃烧，这样就会导致在初期没燃烧的煤和油粘合在一起，而形成局部高温结焦。点火的初期，当床的温度达到合适的投煤温度的时候，就应该立刻投放煤量，当确定燃烧稳定之后再停止供油，还有就是在出现事故的时候也要古都按的停止供油，这样的做法不仅可以减少油的燃烧时间，而且还可以起到防结焦的作用。

4.3、增加锅炉燃烧时的空气量

良好的炉内通风环境是避免出现结焦的重要条件，预防结焦可从炉内良好的空气动力着手。水冷壁结焦往往是由于一次风煤粉射流贴壁冲墙造成的，所以从避免水冷壁结焦的角度来看，应该尽量减少一次风煤粉射流的偏斜，可以增加一次风射流本身的动量或者说一次风射流的刚性，或降低二次风的动量，即减小二次风与一次风的动量比。

但在实际生产中，提高一次风速将影响煤粉稳定着火，降低二次风速将使后期混合不良。在实际的风量调整中可以适当提高一次总风压，对风门进行严格控制，以提高一次风在煤中灰分过大时应尽量减少周界风的使用。虽然周界具有冷却一次风喷口和防止煤粉从一次风中分离出来的作用，但周界风来自于二次风。其风速远大于一次风速，会增加相邻一次风射流的横向推力，导致一次风气流严重偏斜。

结论

电站锅炉结焦现象的产生和许多的因素有着直接或者间接的联系，是由多种因素共同引发的结果。因此在实际生产中，对锅炉结焦现象进行有效防治,应在综合分析锅炉的使用情况及结焦现象产生机理的基础上，从燃烧原料、燃烧过程和炉内温度等方面如手,综合考虑各方面的因素,对锅炉结焦进行有效防治和提前预防，生产企业应对结焦问题进行总结，并以相关的设计、制造单位加强沟通，总结经验，不断的完善锅炉设计中的缺陷，才能有效防止电站锅炉在运行过程中的结焦现象。

参考文献

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