結(jié)焦原因分析和預(yù)防

1、.結(jié)焦原因分析和預(yù)防-在鍋爐運(yùn)行中，鍋爐結(jié)焦是個(gè)長期存在的問題。鍋爐主要以煤作為燃料，其燃燒產(chǎn)物中含有大量的灰粒、硫和氮氧化物等物質(zhì)，這些物質(zhì)在鍋爐運(yùn)行的過程中有時(shí)會(huì)以各種形式沉積在受熱面的表面，造成受熱面的結(jié)焦和積灰。 鍋爐結(jié)焦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(jì)性，還可能造成煙氣通道的堵塞，影響了鍋爐的安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生設(shè)備損壞、人身傷害事故。鍋爐結(jié)焦，對(duì)鍋爐運(yùn)行危害嚴(yán)重：爐膛內(nèi)結(jié)焦會(huì)增加受熱面的傳熱阻力,降低輻射吸熱量,使?fàn)t膛出口煙溫升高。這不僅影響鍋爐的自然水循環(huán),還會(huì)使對(duì)流受熱面因熱負(fù)荷升高、對(duì)流傳熱量增加而導(dǎo)致蒸汽溫度、金屬壁溫超溫。爐膛

2、結(jié)焦會(huì)造成因爐內(nèi)空氣動(dòng)力場不均、燃燒偏斜發(fā)生的水冷壁管垢量超標(biāo)；還會(huì)造成因爐膛受熱不均而導(dǎo)致的爐墻撕裂。燃燒器噴口及其附近結(jié)焦,會(huì)影響到煤粉射流及改變爐內(nèi)燃燒空氣動(dòng)力工況,直接影響風(fēng)粉的混合和燃燒；同時(shí)還會(huì)影響到火檢的測(cè)量，危及鍋爐的安全運(yùn)行。爐膛出口受熱面結(jié)焦,則會(huì)影響受熱面?zhèn)鳠?甚至影響蒸汽溫度,并增大通風(fēng)阻力, 嚴(yán)重時(shí)甚至造成煙氣通道的堵塞而使燃燒惡化。鍋爐掉焦嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鍋爐出焦困難，被迫降出力運(yùn)行甚至停爐出焦、打焦。鍋爐掉大焦時(shí)可能導(dǎo)致火焰拉斷、局部爆燃等現(xiàn)象的發(fā)生，并引發(fā)鍋爐滅火甚至砸壞水冷壁或冷灰斗。 3 a: o- g2 l. i x/ f電力聯(lián)盟|熱電|火電|核電|水電|標(biāo)準(zhǔn)

3、|能源|節(jié)能鍋爐結(jié)焦是客觀存在、不可避免的，所以結(jié)焦是鍋爐運(yùn)行人員需要認(rèn)真對(duì)待的問題。 9 xc9 aa# t9 ?精品.9 l) h一）結(jié)焦的形成 ; y8 i9 m) a: . p( s( x中國電力聯(lián)盟-電力論壇鍋爐結(jié)焦是個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程,它涉及煤的燃燒、爐內(nèi)傳熱、煤的結(jié)焦性、煤灰在爐內(nèi)運(yùn)動(dòng)以及煤灰與管壁間的粘附等復(fù)雜過程。 8 z8 1）鍋爐的結(jié)焦 ) p+ p; v4 u0 s x+ h1 f在煤粉爐和燃油爐中，燃燒火焰中心溫度在15001700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

4、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(jìn)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(shí)，由于受到冷卻而粘結(jié)在受熱面上，形成結(jié)焦（俗稱結(jié)焦）。 締造2）鍋爐受熱面上積灰的粘結(jié)性 ( o/ r0 q+ q; k# p; 中國電力聯(lián)盟-電力論壇粘結(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。當(dāng)鍋爐的燃燒不正常時(shí)，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。二氧化硫和水蒸汽結(jié)合后氧化形成硫酸。含有硫酸的碳粒子具有很強(qiáng)的粘性，它沉積在受熱面上不僅很牢固，而且硫酸有很強(qiáng)的腐蝕性，它與受熱面作用生成硫酸亞鐵

5、，更增加的這種灰的牢固性。隨著燃料中含硫量的增加，粘結(jié)性積灰的可能性也增加。 k9 z, a d$二）煤粉在燃燒過程中形態(tài)變化 9 g |/ k k5 m( n3 f) g中國電力聯(lián)盟-電力論壇煤粉燃燒時(shí)，在高溫受熱面上形成結(jié)焦的過程可分為兩個(gè)階段。開始在管子上形成第一層灰， 由于灰的傳熱性很差，隨著其厚度的增加，其外表面溫度不斷升高，逐漸接近于當(dāng)?shù)氐臒煔鉁囟龋舸藷煔鉁囟雀叩绞够姨幱谌刍癄顟B(tài)，則在第一層灰上面形成增長速度很快的梳狀沉積物即第二層灰，也就我們平時(shí)說的開始結(jié)焦了。形成第二層焦后，因焦層中發(fā)生物理化學(xué)變化致使焦層的強(qiáng)度不斷增加。如此發(fā)展下去，外表溫度越來越高，結(jié)焦越來越厚，當(dāng)焦的溫

6、度達(dá)到熔化溫度時(shí)，就會(huì)流到鄰近的受熱面上，擴(kuò)大了結(jié)焦的范圍。因而，結(jié)焦的過程是一個(gè)自動(dòng)加劇的過程。 精品.$ q4 | m+ h; f3 u2 q三）控制爐內(nèi)結(jié)焦過程的主要因素 9 o! g+ x8 d+ b2 f+ 根據(jù)結(jié)焦的原理,控制爐內(nèi)結(jié)焦過程的主要因素,可分為：（1）煤的結(jié)焦性；（2）積聚的過程；（3）爐內(nèi)溫度水平及分布； a6 ! ) 7 r* 6 g7 w中國電力聯(lián)盟-電力論壇（1） 煤的結(jié)焦性 電力聯(lián)盟 締造電力行業(yè)最具權(quán)威的技術(shù)交流平臺(tái)2 yz$ k煤潛在的結(jié)焦性與煤灰的成分、存在形態(tài)、熔化溫度和粘結(jié)特性等因素有關(guān)。煤灰主要由sio2、al2o3、fe2o3、ca*、na2o、

7、k2o、mgo、tio2等成分組成,煤灰的成分與煤灰的熔化溫度，決定了煤的結(jié)焦性。 電力聯(lián)盟|熱電|火電|（2）積聚的過程 - z4 w. ?5 n( z& gy- 鍋爐爐內(nèi)中心溫度約為15001700,煤粒燃燒時(shí)其本身溫度要比爐內(nèi)溫度高200300,因而煤灰在爐膛中心幾乎全部為液態(tài)。在液態(tài)灰顆粒受慣性作用而向水冷壁運(yùn)動(dòng)過程中,由于灰顆粒運(yùn)動(dòng)速度快,受到的冷卻效果差,熔化的灰顆粒很容易粘附,使焦層迅速積聚長大。 締造電力行業(yè)最具權(quán)威的（3） 爐內(nèi)溫度及其分布 # y9 a) 9 k5 m+ m$ |$ n. 由于熔化的灰粒碰到水冷壁時(shí)極易發(fā)生粘附,從而導(dǎo)致結(jié)焦。在煤灰熔點(diǎn)一定的情況下,爐內(nèi)溫度水平及其分布就成為是否發(fā)生結(jié)焦的重要因素。灰粒的冷卻過程取決于爐內(nèi)總體溫度水平及水冷壁附近溫度水平。當(dāng)爐內(nèi)溫度較低時(shí),煤粒呈熔化或軟化狀態(tài)的較少。另一方面,當(dāng)爐內(nèi)溫度水平較高,而水冷壁附近溫度較低,且溫度分布較平緩時(shí),煤灰在碰撞水冷壁前可以得到較好的冷卻,溫度降低,與水冷壁碰撞時(shí),粘附降低。 精品.締造電力行業(yè)最具權(quán)威的技術(shù)交流平水冷壁附近的溫度分布除與爐膛中心溫度、水冷壁吸熱有關(guān)外,還與水冷壁表面的清潔程度有關(guān)。當(dāng)水冷