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              關于鍋爐結渣積灰的分析和對策

                 日期:2018-04-12     來源:中國鍋爐網    瀏覽:58    評論:0    

                鍋爐受熱面的結渣通常是沾污、腐蝕、積灰至結渣的過程。按照鍋爐結構和溫度范圍積灰、結渣的型式有三種:⑴爐渣沉結類型。(2)高溫結合沉結型。(3)低溫灰塵類型。爐膛內由沾污引起,結渣一般有四種類型:(1)機械沾灰。(2)結沉積物。(3)密實粘結渣。

                (4)液態渣層。

                1爐內受熱面的沾污、積灰與灰粒在爐內的受力情況有關一般有以下八種力的作用,使灰粒沉積在受熱面上。

                1、分子間的吸引力:灰粒越細,此力作用越明顯。2、重力沉降:灰粒越大,可能是灰粒的重量力產生在受熱面上沉降。3、熱泳力:細的灰粒飛近水冷壁時,較容易在溫度差的作用下被水冷壁吸住。4、機械網羅作用:受熱面有鐵銹,粗糙等易阻止灰的流動,附著灰粒。5、氣流脈動時對灰粒的摩擦力:氣流的脈動主要指橫向脈動,一般大于60~70pm的灰粒不隨氣流脈動,小于50pm的灰粒可能隨氣流橫向脈動,而產生沾污積灰。6、慣性分離作用:如爐內空氣阻力不良,火炬(氣流)直接沖刷水冷壁或在水冷壁附近產生停滯、渦流區,假象切圓過大,偏離等都有可能使灰粒分離沉積在受熱面上。7、由于灰粒旋轉產生畫作用力而出現的受熱面沾污。試驗表明,灰粒在氣流中旋轉速度達每秒幾百至幾千轉。因而產生了和氣流方向垂直的橫向力,使灰碰在在受熱面上沾污。8、流動摩擦產生的靜電吸引力:一般金屬堿土金屬帶負電荷,碳和硫帶正電荷,使灰粒聚集管壁。

                2爐內的高溫腐蝕是沾污積灰至結渣的重要因素2.1硫酸鹽型的高溫腐蝕受熱面表面Fe23鐵銹和沾污著極薄的細灰粒層是金屬的保護膜。在高溫火焰下,升華的堿金屬氧化物(如Na22、K2等)冷凝在管壁的沾污層上,如果周圍煙氣中有SO3存在,則會發生如下反應生成硫酸鹽:Na2O+SO3Na2SO4當硫酸鹽層厚增厚,熱阻加大,表面溫度升高,而開始發粘、熔化,此時就要沾污更多的灰粒。硫酸鹽熔化時會放出SO3和煙氣中的SO3又向疏松的渣內擴散,產生下列反應:這樣管壁Fe23被破壞,而K3Fe(S4)3在584尤就就會熔化,進一步氧化而使金屬損耗,同時,結渣不斷增厚,此時鐵的腐蝕為:Na3Fe(SO4)3Na2SO4+Fe2O3+SO3這樣出現了新的堿金屬硫酸鹽層,在S3的作用下,不斷使管壁受到腐蝕。

                當爐內氧氣不足或燃燒組織不良、煤粉與空氣混合比、不佳時,尤其在管壁附近存在著還原氣氛、并出現硫化氫氣體時,就會產生硫化物的腐蝕。開始時煤中的FeS2隨煤、灰粒一起沖刷到管壁上,受熱分解出自由原子硫和硫化亞鐵:當管壁附近出硫化氫和二氧化硫氣體時也可產生在還原性氣氛中,由于缺氧,原子硫可能單獨存在,當管壁溫度達到350尤時,就產生了如下反應:硫化亞鐵繼續緩慢氧化而生成黑色磁性氧化鐵,即:這一過程使管壁腐蝕,增加了管壁粗糙度,導致積灰更加嚴重。因此,受熱面沾污是腐蝕的和重要條件,而腐蝕是受熱面積灰至結渣的重要因素。

                3煤中灰分成分和特性對結渣的影響煤中灰分成分多而復雜,由許多種氧化物和化合物以及礦物質等組成。根據美國研究表明,煤灰化學成分與鍋爐爐膛中實際飛灰、陸地成分、水冷壁渣的化學成分有區別。但是灰中的化學成分一般可以估計出煤灰和渣的特性。在高溫和爐內一些氣氛作用下,灰中氧化物生成化合物,使灰熔點減低。在其它條件下形成化合物,熔點一般也是降低的。煤灰中的礦物質有上百種,這里就不列表說明了。煤灰中的化學成分含量變化很大,許多物質的熔點大不相同,沾污結渣嚴重與否和煤灰中的酸堿比、氧化納和硫分等含量有關。

                4鍋爐運行燃燒調整對積灰結渣的影響其影響主要有:1)鍋爐超負荷運行,爐膛容積熱強度、斷面熱強度太高,爐膛溫度超過灰的熔點溫度,使熔化的灰粒濺到水冷壁上凝結。2)燃燒組織不良,火焰中心偏斜,引起局部結渣。3)旋流式燃燒器擴散角過大,使氣流貼壁;火焰中心過上或過下都易產生水冷壁、屏式過熱器等受熱面結渣。4)煤粉過粗,爐膛負壓過大,爐底漏風嚴重等,都可能引起爐膛出口結渣。5)煤粉過細,一次風量過小,一次溫度太高,使煤粉著火過早,引起燃燒器周圍結渣。6)燃燒風量不足或煤粉與空氣混合不佳,都會產生還原性氣體(CO、H2等)同時產生還原反應。

                1、必須嚴格按照煤種設計鍋爐型式和參數有關參數。2、設計良好的燃燒器性能,并能適應煤種的變化。

                3、設計受熱面吹灰系統,而且吹灰性能要好,吹灰效果高。4、設計煙氣再循環,調整爐膛溫度。

                2)安裝調試、運行、燃燒調整方面(1)燃燒器安裝的各種技術指標必須符合要求,驗收要認真、仔細把好關,特別是四角燃燒直流式燃燒器的偏角>0.5°。(2)爐膛底部的安裝要使鍋爐能很好的自由膨脹,并且要嚴密、堅固、防止漏風。(3)安裝調試的工作十分重要,爐膛動力場的好壞直接影響燃燒的結渣問題。因此,動力場的問題必須在調試中解決。

                (4)運行中,加強燃燒調整,風粉混合要均勻,保證合格的煤粉細度,過剩空氣系數要合理,一、二風配比、配合要適中,建立良好的空氣動力場。(5)燃燒煤種要盡量符合設計煤煤種。(6)對硫分高的煤種,在保證完全燃燒的前提下,采取低氧燃燒,減少S3氣體的產生。硫酸鹽型的高溫腐蝕嚴重時,運行中可加石灰石或石英石減輕腐蝕和積灰及結渣。(7)避免鍋爐超負荷運行。在鍋爐啟動、停止或低負荷時,進風量不能低于額定負荷總風量的30%,避免煤粉、灰粒沉積。經常檢查、消除爐壁底部漏風,控制燃燒器燃燒負荷等。避免火焰中心上移,造成爐膛出口結渣。(8)確定不同負荷下的最佳過剩空氣系數,調整一、二次風率、風速和風煤配比,以及燃料風、輔助風的配比等,使煤粉燃燒良好而不在爐壁附近產生還原性氣氛。避免火焰偏斜直接沖刷爐壁等等。(9)吹灰器必須良好運行,定期吹灰,蒸汽吹灰次數。延續時間根據積灰情況而定,避免破壞熱面保護層Fe23(1)確定煤粉經濟細度;保證各支燃燒器熱功率盡量相等,且煤粉濃度盡量均勻。

                4.2鍋爐結焦的清除方法對于鍋爐爐膛結渣、積灰的清除方法有很多種。總的來看,可分為運行時清除和停爐時清除兩大類:鍋爐運行時清除渣(灰)的方法合吹灰:據有些電廠經驗,聯合使用水、汽吹灰效果更佳,即水吹灰后接著再用蒸汽吹灰(4)加添加劑。

                停爐時清渣(灰)的主要方法流清洗。米用高壓水射流清洗鍋爐結渣、積灰,效率較高,清洗徹底,是目前停爐時清洗鍋爐結渣、積灰的最有效的方法。

               
              標簽: 鍋爐結渣積灰
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