鍋爐結(jié)焦介紹

鍋爐結(jié)焦是危及鍋爐安全運(yùn)行和機(jī)組出力不足的一個(gè)重要問題，多數(shù)鍋爐皆有不同程度的結(jié)灰，影響鍋爐受熱而增加煤耗。

鍋爐灰沉積過程通常可分為結(jié)渣和沾污兩種類型：結(jié)渣是由軟化或熔融的灰粒碰撞在水冷壁輻射受熱面上的粘合渣層；沾污則是煤灰分中一揮發(fā)升華部分凝結(jié)于對(duì)流受熱面上和繼續(xù)沉積的灰粒形成的灰燒結(jié)沉積層，其內(nèi)層往往是易融的共融物，或是由非金屬化合物包覆的灰粒粘結(jié)而成。

煤種變化造成鍋爐易結(jié)焦的原因：

1、煤種的灰分熔點(diǎn)低于設(shè)計(jì)煤種，則會(huì)出現(xiàn)因爐膛出口煙溫達(dá)到灰分變形溫度分呈熔融狀，使?fàn)t膛水冷壁、對(duì)流受熱面結(jié)渣。

原因是：使用灰分熔點(diǎn)較低的煤種，由于爐膛溫度較高，這部分灰分在爐膛內(nèi)呈氣態(tài)，在接近和接觸溫度較低的水冷壁管時(shí)，氣態(tài)的灰分并未達(dá)到凝固點(diǎn)，而呈熔融狀凝結(jié)在水冷壁管上，形成緊密的粘結(jié)層，使得接近它的灰粒更加難以固化，會(huì)使熔融狀的灰層不斷增厚，在水冷壁管形成焦?fàn)睿@些焦?fàn)钗镫S著時(shí)間的增長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的粘合力，吹灰裝置難以將其吹掉，這樣周而復(fù)始，結(jié)焦層越來越厚，嚴(yán)重影響爐膛的輻射傳熱，使鍋爐爐膛出口煙溫升高，進(jìn)一步造成鍋爐后段的威脅。由此可見，灰分熔點(diǎn)偏低和容積熱負(fù)載偏高是導(dǎo)致水冷壁管結(jié)焦的常見原因。

2、燃用揮發(fā)分和發(fā)熱量過高的優(yōu)質(zhì)煤種，也會(huì)導(dǎo)致鍋爐爐膛結(jié)焦，其主要的結(jié)焦部位是煤噴燃器周圍和斜坡底處。

原因是：揮發(fā)分含量高于設(shè)計(jì)煤種，原煤在經(jīng)過制粉系統(tǒng)研磨后形成很細(xì)的煤粉，通過熱風(fēng)送進(jìn)爐膛，因揮發(fā)分的著火點(diǎn)低，化學(xué)活性強(qiáng)，著火所需能量少，一進(jìn)爐膛就很快燃燒。煤中的焦碳由于大量揮發(fā)分的逸出，孔隙很大，與氧氣接觸面增加，燃燒也加快，形成燃燒火焰很短，造成燃燒器區(qū)域爐膛溫度較高，這樣在該區(qū)域易造成缺氧燃燒，形成還原性環(huán)境（例如高熔點(diǎn)的Fe3O4被還原成低熔點(diǎn)的FeO），而使得該區(qū)域水冷壁結(jié)焦嚴(yán)重。更有甚者，可能出現(xiàn)煤噴嘴現(xiàn)象。如果該煤種的灰熔點(diǎn)很低時(shí)，就會(huì)很快在燃燒器周圍及斜坡底處嚴(yán)重結(jié)焦。

3、燃用含灰量過大的劣質(zhì)煤種，當(dāng)鍋爐的入爐煤煤種的含灰量過分大于設(shè)計(jì)煤種時(shí)，也會(huì)造成爐膛嚴(yán)重結(jié)焦和增加對(duì)流受熱面的磨損，影響對(duì)流受熱面的使用壽命。

原因是：當(dāng)鍋爐負(fù)荷一定時(shí)，燃煤量主要取決于煤的發(fā)熱量，煤的發(fā)熱量主要取決于含灰量的多少，含灰量大，發(fā)熱量低，反之則高。燃用含灰量高的煤種必然要導(dǎo)致燃煤量的增加，煙氣中的飛灰濃度提高造成對(duì)受熱面的磨損增加，如果灰分的熔點(diǎn)偏低，爐膛就會(huì)造成大量結(jié)焦。如果長(zhǎng)時(shí)間使用該煤種，對(duì)安全運(yùn)行就會(huì)帶來很大的威脅。

煤灰特性對(duì)鍋爐結(jié)焦的影響

燃煤中堿金屬的含量對(duì)鍋爐結(jié)焦影響極大，煤分中的堿金屬元素主要是指：鈣、鈉、鋁等元素。

雖然硅和鋁都有增高灰熔點(diǎn)的作用，但是當(dāng)硅鋁比SiO2/Ai2O3＞1.2時(shí)，自由的SiO2就會(huì)與CaO結(jié)合生成CaSiO3,焦渣的熔點(diǎn)就會(huì)大大降低。

在燃燒過程中煤種的鈉會(huì)以蒸汽的形式析出，與煙氣中的硫化物反應(yīng)生成硫酸鈉鹽，并容易在換熱面上形成粘稠的熔融態(tài)冷凝膜，它會(huì)捕捉氣態(tài)重的固體顆粒，進(jìn)而加速積灰過程，造成管壁腐蝕和積灰。當(dāng)煤質(zhì)中Na2O的含量高于1%時(shí)就會(huì)發(fā)生鍋爐結(jié)焦的趨勢(shì)。

爐堂結(jié)焦的危害

1、水冷壁、過熱器、再熱器結(jié)焦,影響工質(zhì)吸熱，造成排煙溫度上升，降低鍋爐熱效率。

2、長(zhǎng)期結(jié)焦易腐蝕管壁減少使用壽命，大面積結(jié)焦可導(dǎo)致鍋爐偏溫影響鍋爐正常運(yùn)行，壁溫差產(chǎn)生應(yīng)力造成鍋爐爆管停爐

3、大焦塊超重后脫落，擾動(dòng)爐膛負(fù)壓還有可能造成鍋爐熄火；阻塞灰渣室出口。

4、嚴(yán)重的結(jié)焦和煙垢可導(dǎo)致鍋爐不能正常運(yùn)行或停爐。

5、省煤器、空氣預(yù)熱器積灰,易堵塞降低煙氣通流面積和受熱面熱交換使鍋爐熱效率降低。

6、運(yùn)行中人工除焦除垢難度大且不完全，操作不當(dāng)容易損壞鍋爐的換熱面及相關(guān)設(shè)備。

7、大量焦塊排渣帶走余熱增加熱損失、增加吹灰器投用頻次加大熱損失。

8、停爐除焦停產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失巨大并增加維修費(fèi)用。

9、降低熱效率，導(dǎo)致每年增加燃煤成本5%-15%。

除焦

鍋爐結(jié)焦在運(yùn)行中比較常見，解決起來并不復(fù)雜，這里重點(diǎn)介紹一下使用化學(xué)方式解決鍋爐結(jié)焦的問題。

鍋爐除焦劑的應(yīng)用

鍋爐除焦劑分為固態(tài)和液態(tài)兩種。其中液態(tài)除焦劑按主要成分又分為鎂基類和銅基類或硝酸鹽類。

鎂基類外觀多為琥珀色或棕褐色，pH呈堿性，用量大，單價(jià)便宜，應(yīng)用業(yè)績(jī)較少。

銅基類外觀多為淡藍(lán)色或藍(lán)紫色，pH呈酸性，用量小，單價(jià)高，應(yīng)用業(yè)績(jī)較多。

燃煤鍋爐除塵方案鍋爐除塵器設(shè)計(jì)方案中主要針對(duì)燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行的治理除塵設(shè)備及工藝流程。前些年燃煤鍋爐一般采用的是水膜除塵器和泡沫除塵器，雖然水膜除塵器價(jià)格便宜，運(yùn)行安全可靠，但是水膜除塵器的除塵效率低，除塵效率才達(dá)到90%，排放濃度不符合現(xiàn)在的環(huán)保要求。并且排除的污水還需要處理比較麻煩。根據(jù)多年在燃煤鍋爐行業(yè)積累的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)今鍋爐粉塵煙塵治理采用除塵效果好的脈沖布袋除塵器，鍋爐布袋除塵器安裝時(shí)，考慮到煙氣的溫度及混有的火星，在脈沖布袋除塵器的前面采用小型旋風(fēng)除塵器，這樣不僅能夠降低煙氣的溫度，還能夠很好的分離有引燃條件的大顆粒物，并且降低了整個(gè)除塵系統(tǒng)的阻力，提高了除塵器的效率。鍋爐除塵器系統(tǒng)的工藝流程是鍋爐的煙氣經(jīng)過旋風(fēng)除塵器作為預(yù)除塵后，再進(jìn)入脈沖布袋除塵器，經(jīng)過脈沖布袋除塵器的凈化后，進(jìn)入脫硫塔進(jìn)行脫硫，最后由煙筒排入大氣，使之達(dá)到鍋爐大氣污染物排放限值標(biāo)準(zhǔn)。