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鍋爐結(jié)渣原因分析及預(yù)防措施
隨著人們自身素質(zhì)提升，措施對人們來說越來越重要，措施是一個漢語詞語，意思是針對某種情況而采取的處理辦法。什么樣的措施才是有效的呢？下面是小編精心整理的鍋爐結(jié)渣原因分析及預(yù)防措施，歡迎大家分享。
鍋爐結(jié)渣原因分析及預(yù)防措施 1
摘要：鍋爐的結(jié)渣問題是比較普遍存在的，結(jié)渣對鍋爐運行的經(jīng)濟性與安全性均帶來不利影響，嚴(yán)重的結(jié)渣會導(dǎo)致鍋爐被迫停爐，極大地影響鍋爐的安全性和經(jīng)濟性。
關(guān)鍵詞：鍋爐；結(jié)渣
1、結(jié)渣的危害主要表現(xiàn)在以下一些方面：
鍋爐熱效率下降：受熱面結(jié)渣后，使傳熱惡化排煙溫度升高，鍋爐熱效率下降；燃燒器出口結(jié)渣，造成氣流偏斜，燃燒惡化，有可能使機械未完全燃燒熱損化學(xué)未完全燃燒熱損失增大；使鍋爐通風(fēng)阻力增大，廠用電量上升。
影響鍋爐出力：水冷壁結(jié)渣后，會使蒸發(fā)量下降；爐膛出口煙溫升高，蒸汽出口溫度升高，管壁溫度升高，以及通風(fēng)阻力的增大，有可能成為限制出力的因素。
影響鍋爐運行的安全性：結(jié)渣后過熱器處煙溫及汽溫均升高，嚴(yán)重時會引起管壁超溫；結(jié)渣往往是不均勻的`，結(jié)果使過熱器熱偏差增大，對自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)安全性以及強制循環(huán)鍋爐的水冷壁熱偏差帶來不利影響；爐膛上部結(jié)渣塊掉落時，可能砸壞冷灰斗水冷壁管，造成爐膛滅火或堵塞排渣口，使鍋爐被迫停止運行；除渣操作時間長時，爐膛漏入冷風(fēng)太多，使燃燒不穩(wěn)定甚至滅火。
2、鍋爐結(jié)渣原因是多方面的，防止或解決鍋爐結(jié)渣問題首先應(yīng)找出結(jié)渣的原因，從多方面入手，加以解決。防止和減少鍋爐結(jié)渣的具體措施如下：
要有合適的煤粉細度。煤粉粗，火炬拖長，粗粉因慣性作用會直接沖刷受熱面。再則，粗煤粉燃燒溫度比煙溫高許多，熔化比例高，沖墻后容易引起結(jié)渣。但是，煤粉太細也會帶來問題，一是電耗高，制粉出力受到影響，二是爐膛出口煙溫升高，易引起結(jié)渣。
適當(dāng)提高一次風(fēng)速可以減輕燃燒器附近的結(jié)渣。提高一次風(fēng)速可推遲煤粉的著火，可使著火點離燃燒器更遠，火焰高溫區(qū)也相應(yīng)推移到爐膛中心，可以避免噴口附加結(jié)渣。提高一次風(fēng)速還可以增加一次風(fēng)射流的剛性，減少由于射流兩側(cè)靜壓作用而產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)，避免一次風(fēng)氣流直接沖刷壁面而產(chǎn)生結(jié)渣。
爐膛出口溫度場應(yīng)盡可能均勻。降低爐膛出口殘余旋轉(zhuǎn)，均勻的溫度分布可使密排對流管束中煙氣溫度低于開始結(jié)渣溫度。應(yīng)用三次風(fēng)、二次風(fēng)反切來減少殘余旋轉(zhuǎn)，必須能夠很準(zhǔn)確地計算出主旋氣流和反切氣流的動量矩以及合成氣流的動量矩，而且通過運行調(diào)試來觀察是否滿足運行要求。
3、組織合理而良好的爐內(nèi)空氣動力場是防止結(jié)焦的前提。
燃燒中心溫度高達1400~1600度。當(dāng)灰渣撞擊爐壁時，若仍保持軟化或熔化狀態(tài)，易黏結(jié)附于爐壁上形成結(jié)渣，尤其是在有衛(wèi)燃帶的爐膛內(nèi)壁，表面溫度很高，又很粗糙，更易結(jié)渣，而且易成為大片焦渣的策源地。因此必須保持燃燒中心適中，防止火焰中心偏斜和貼邊。
爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流對燃燒器射流的沖擊力和作用點。旋轉(zhuǎn)強度大，射流偏轉(zhuǎn)加劇，實際切圓增大；一次風(fēng)射流剛性；射流兩側(cè)補氣條件差異；燃燒器組長寬比及燃燒器噴口間隙。當(dāng)燃燒器組高寬比越大時，燃燒器組中間部分從上下兩側(cè)獲取補氣的條件越差，射流偏轉(zhuǎn)加劇。
四角煤粉濃度及各燃燒器配風(fēng)應(yīng)盡量均勻：煤粉噴口煤粉量分配不均勻的狀況必然造成爐膛局部缺氧和負荷分配不均勻，在燃燒空氣不足的情況下，爐膛結(jié)渣狀況惡化。當(dāng)燃燒器配風(fēng)不均勻或者鍋爐降負荷，燃燒器缺角或缺對角運行時，爐內(nèi)火焰中心會發(fā)生偏斜。運行時要盡量調(diào)平四角風(fēng)量，避免選擇合理的爐膛出口溫度：根據(jù)經(jīng)濟技術(shù)比較，對煤粉爐最經(jīng)濟的爐膛出口溫度在1200~1400度之間，但實際上，為了防止對流受熱面結(jié)渣，爐膛出口溫度不能過高。在爐膛出口布置屏式受熱面的鍋爐，對一般性結(jié)渣性煤應(yīng)小于1200度。
控制合理的爐內(nèi)過量空氣系數(shù)a：過量空氣系數(shù)a增加，受熱面的積灰、結(jié)渣趨勢減弱。主要歸因于爐膛出口煙溫降低，爐膛壁面處的煙溫降低。過量空氣系數(shù)過低容易造成氧量不足，在爐內(nèi)出現(xiàn)還原性氣氛，熔點較高的Fe2O3還原為熔點較低的FeO，從而使灰熔點大大降低，這樣就增加了結(jié)渣的可能性。
保證空氣和燃料的良好混合，避免在水冷壁附近形成還原性氣氛，防止局部嚴(yán)重積灰、結(jié)渣：當(dāng)一、二次風(fēng)的位置、風(fēng)速、風(fēng)量設(shè)計不合理時，盡管爐內(nèi)總空氣量大，但仍會出現(xiàn)局部區(qū)域的熾熱焦碳和揮發(fā)分得不到氧量而出現(xiàn)局部還原性氣氛。當(dāng)煤粉爐煙氣含氧量低于3時，由于局部缺氧，將會使CO含量急劇增加。
4、應(yīng)用各種運行措施控制爐內(nèi)溫度水平。
第一、爐內(nèi)溫度水平高，將使煤中一些易揮發(fā)堿性氧化物汽化或升華（1400度以上），使堿金屬化合物在受熱面上凝結(jié)（1000~1100度）。堿金屬直接凝結(jié)在受熱面上會形成致密的強黏結(jié)性灰。
第二、可在初始灰層中形成產(chǎn)生低熔點復(fù)合硫酸鹽反應(yīng)的條件，還會使含有堿性化合物的積灰外表層黏結(jié)性增強，加速積灰過程的發(fā)展。第三，煤灰呈熔化或半熔化狀態(tài)，熔融灰會直接黏在受熱面上，產(chǎn)生嚴(yán)重結(jié)渣。
措施：加大運行中過量空氣系數(shù)，增加配風(fēng)的均勻性，防止局部熱負荷過高和產(chǎn)生局部還原性氣氛，調(diào)整四角風(fēng)粉分配的均勻性，防止一次風(fēng)氣流直接沖刷壁面，必要時采取降負荷運行。
鍋爐結(jié)渣原因分析及預(yù)防措施 2
鍋爐的結(jié)渣問題是燃煤電廠普遍存在的問題。所謂“結(jié)渣”，是指熔灰在鍋爐受熱壁面上的積聚，其本質(zhì)為鍋爐中高溫?zé)煔鈹y帶處于熔融或部分熔融狀態(tài)下的未燃盡煤粉顆粒，遇到低溫的壁面冷卻、凝固而形成沉積物的過程。鍋爐結(jié)渣是一個非常復(fù)雜的過程，涉及因素很多，它不僅與燃用煤種的成分和物理、化學(xué)特性有關(guān)，而且還與鍋爐的設(shè)計參數(shù)有關(guān)(如燃燒器的布置方式、爐膛熱負荷、爐內(nèi)空氣動力結(jié)構(gòu)、爐膛出口煙溫、過熱器的布置位置、各部分的煙氣流速和煙溫、爐膛負壓等)，同時還受鍋爐運行工況的影響(如負荷的變化、過量空氣系數(shù)、煤粉細度、爐膛燃燒溫度的控制、配風(fēng)方式以及爐內(nèi)燃燒空氣動力場的控制等)。
這些因素總的來說可以分為兩大類，
一為先天因素，如燃用煤種的特性和鍋爐的設(shè)計參數(shù)；
二為后天因素，如鍋爐的運行工況。因此，在分析解決鍋爐的結(jié)渣問題時就需要從這兩個方面來考慮，以此判斷導(dǎo)致鍋爐結(jié)渣的主要因素。下面賢集網(wǎng)小編與大家分享鍋爐結(jié)渣的原因及解決辦法。
1、煤質(zhì)特性對鍋爐結(jié)渣的影響
實際煤質(zhì)與設(shè)計煤質(zhì)偏差很大是造成爐膛結(jié)渣的主要原因之一,灰的熔融特性是判斷燃燒過程中是否發(fā)生結(jié)渣的一個重要依據(jù),不同煤質(zhì)的灰具有不同的成分和熔融特性。另外,灰分中堿性和酸性兩類氧化物含量之比即堿酸比偏高,那么這種煤質(zhì)容易發(fā)生結(jié)渣。
1.1煤灰熔融溫度
在煤灰熔融性的四個特征溫度中，一般以軟化溫度ST作為集中代表。通常認為ST為1350℃，是一個分界點，高于1 350℃，鍋爐不易結(jié)渣，軟化溫度ST越高，結(jié)渣可能性越小。反之，ST低于1350℃，鍋爐易于結(jié)渣，軟化溫度ST越低，結(jié)渣可能性就越大，也就越嚴(yán)重。
煤灰熔融溫度的高低，一般將煤灰分為易熔、中等熔融、難熔、不熔四種，其熔融溫度范圍大致為：易熔灰，ST值低于1 160℃：中等熔融灰，ST值在1 160℃～1 350℃范圍內(nèi)；難熔灰，ST值在1 350℃~1 500℃范圍內(nèi)；不熔灰，ST值高于15℃。
在考察煤灰熔融性時，還要尤其注意煤灰熔融性是在什么樣氣氛條件下的測值。由于煤灰中的鐵在不同氣氛下處于不同的價態(tài)，在氧化氣氛中，鐵呈三價，熔點為1 565℃。在還原性氣氛中，鐵呈金屬狀態(tài)，的熔點為1 535℃。而在弱還原性氣氛中，鐵呈二價，的熔點為1 420℃。
1.2煤中含硫量和灰分含量
灰的結(jié)渣指數(shù)取決于從中堿性氧化物與酸性氧化物的比值及煤中含硫量。煤灰中堿性氧化物與酸性氧化物比值越小，煤中含硫量越低，則鍋爐結(jié)渣指數(shù)值越小。煤灰堿性氧化物與酸性氧化物的比值穩(wěn)定，結(jié)渣指數(shù)則由煤中含硫量決定。因此，煤中含硫量低，對避免鍋爐結(jié)渣非常有利。煤中灰分含量太高，爐膛中從量很大，一旦結(jié)渣，自然渣量也就很大，結(jié)渣的.危害也就越大。同時，煤中灰分含量較高，意味著煤的熱值較低，煤粉可能燃燒不完全，導(dǎo)致不完全燃燒，增加熱損失，而在爐膛內(nèi)容易產(chǎn)生還原性氣體，促使灰熔融溫度降低，有助于產(chǎn)生結(jié)渣或加劇結(jié)渣的嚴(yán)重程度，電廠煤粉鍋爐也不宜燃用灰分含量過低，熱值過高的精煤，這樣爐膛溫度會產(chǎn)生過高情況，造成鍋爐結(jié)渣。減輕鍋爐結(jié)渣的一項重要措施，就是適當(dāng)降低負荷，以降低爐內(nèi)溫度。
2、鍋爐運行工況的影響
鍋爐的運行工況也是影響爐內(nèi)結(jié)渣情況的重要因素之一，其中主要包括煤粉、鍋爐負荷、過量空氣系數(shù)、爐膛溫度水平以及火焰貼墻燃燒等等。
2.1煤粉細度
煤粉過粗，一是煤粉燃燒不易完全，使不完全燃燒熱損失增加，降低鍋爐效率。二是可能出現(xiàn)過多的還原性氣體，造成灰熔融溫度下降，促進結(jié)渣的出現(xiàn)。所以，磨煤機運行穩(wěn)定，給粉機供粉均勻，煤粉細度適當(dāng)，是防止鍋爐結(jié)渣的重要措施。煤粉也不是越細越好，煤粉太細，則會增加磨煤機的能耗，并不能改善燃燒狀況，這樣并不經(jīng)濟，電廠要通過鍋爐運行各項指標(biāo)的觀測，以確定其煤粉的經(jīng)濟細度，在保證鍋爐安全運行的條件下降低能耗。
利用煤灰的各種物理、化學(xué)特性來預(yù)測鍋爐的結(jié)渣傾向的指標(biāo)中常用的有3大類:灰熔點型、灰粘度型以及灰成分型。每種類型中又分別包括許多指標(biāo)。實踐證明,每單個指標(biāo)的預(yù)測準(zhǔn)確度是有限的,而將各種不同類型的指標(biāo)綜合起來對鍋爐結(jié)渣進行判斷,則準(zhǔn)確度能大大提高。采用結(jié)渣指標(biāo)綜合評價法可以判斷任意一種煤種結(jié)渣的傾向程度大小。
2.2負荷
鍋爐負荷越高，隨著熱負荷的增大，爐膛溫度和煙氣溫度也增高，則煤灰的結(jié)渣性也就越明顯。鍋爐負荷也受供氧量及二次風(fēng)旋流強度的影響，若負荷高時氧量沒有相應(yīng)保證，過量空氣系數(shù)偏低，在還原性氣氛中煤粉的灰熔點降低而容易結(jié)渣；二次風(fēng)旋流強度過大，一次風(fēng)擴展角度過大會造成飛邊，在一次風(fēng)氣流沖刷側(cè)墻水冷壁、冷灰斗斜坡時，灰粉在撞擊受熱面時形成結(jié)渣，同理旋流強度過小則一次風(fēng)氣流直接沖刷后墻水冷壁造成結(jié)渣。
2.3過量空氣系數(shù)
爐內(nèi)的空氣量會影響爐內(nèi)的煙氣氣氛,灰粒在還原性氣氛中,灰熔點會比在氧化性氣氛中的熔點低30～50℃,對于含鐵量高的煤,當(dāng)爐內(nèi)局部區(qū)域過量空氣過小且煤粉與空氣混合不均勻時，可能產(chǎn)生還原性氣氛，煤粉在還原性氣氛不能被充分氧化，灰分中的三氧化二鐵被還原成氧化亞鐵，氧化亞鐵與二氧化硅等形成共晶體，使熔點下降甚至能達到200℃;而且在還原性氣氛中,已經(jīng)處于熔融狀態(tài)的灰粒要當(dāng)溫度降低的比在氧化性氣氛中的溫度低很多時才會凝固。如果爐內(nèi)缺氧,煤灰粒處于還原性氣氛中,那么煤灰粒更容易熔化,而且熔化的煤灰粒在向水冷壁的運動過程中更難被凝固,從而造成水冷壁的結(jié)渣加重。此外,空氣量變化還會對爐膛內(nèi)的溫度產(chǎn)生重要影響。
2.4爐膛溫度水平
爐內(nèi)燃燒器區(qū)域的溫度越高，煤灰越容易達到軟化和熔融狀態(tài)，結(jié)渣的可能性就越大。而影響燃燒器區(qū)域的溫度水平的因素也很多。例如，爐膛斷面熱負荷與燃燒器區(qū)域的壁面熱負荷、燃料的發(fā)熱量、水分含量以及鍋爐負荷的變化等。如果鍋爐改燒發(fā)熱量大的同類煤時，由于燃放熱增多，燃燒器區(qū)域溫度水平就越高，結(jié)渣的可能性就越大。而鍋爐的負荷越高，送入的煤粉越多，產(chǎn)生的熱量越多，結(jié)渣的可能性就越大。
爐膛燃燒器區(qū)域截面熱負荷和壁面熱負荷是表征爐膛溫度水平的2個重要參數(shù)。因此,在預(yù)測鍋爐的結(jié)渣傾向時除了要考慮煤成分的影響外,還要結(jié)合考慮和的影響。
爐膛燃燒器截面熱負荷或壁面熱負荷偏高,在燃燒器區(qū)域燃料燃燒放出的大量熱量沒有足夠的水冷壁受熱面吸收,因此導(dǎo)致燃燒器區(qū)域的局部溫度過高,造成燃燒器區(qū)域的結(jié)渣;另外,燃料和煙氣在爐內(nèi)的停留時間過短,燃料未能完全燃燒,引起爐膛出口煙溫偏高,造成爐膛出口受熱面結(jié)渣。
2.5火焰貼墻
對于四角布置直流式燃燒器的爐膛，煤粉氣流由于受到氣流剛度、補氣條件和鄰角氣流的撞擊等影響而引起火焰貼墻時，必然結(jié)渣。對于布置旋流式燃燒器的爐膛，當(dāng)旋流強度過大時，會引起飛近貼壁火焰；或某只燃燒器的旋流強度過小，氣流射程太長時，可能使氣流直沖對面爐墻或頂撞對面的火焰而導(dǎo)致結(jié)渣。
3、鍋爐設(shè)計參數(shù)的影響
鍋爐的設(shè)計參數(shù)包括爐膛結(jié)構(gòu)、鍋爐負荷、爐內(nèi)空氣動力結(jié)構(gòu)以及爐膛負壓等。
3.1爐膛結(jié)構(gòu)
鍋爐設(shè)計時，偏小的爐膛容積或截面面積，易使得容積熱負荷、燃燒器區(qū)域熱負荷偏高，爐膛溫度過高，造成在受熱面結(jié)渣。燃燒器在安裝過程中，安裝角度可能不符合設(shè)計的要求�；蛘呖赡苁侨紵髟O(shè)計方面存在缺陷也能導(dǎo)致冷灰斗斜坡和后墻水冷壁結(jié)渣。
3.2鍋爐負荷
鍋爐負荷越高，隨著熱負荷的增大，爐膛溫度和煙氣溫度也增高，則煤灰的結(jié)渣性也就越明顯。鍋爐負荷也受供氧量及二次風(fēng)旋流強度的影響，若負荷高時氧量沒有相應(yīng)保證，過量空氣系數(shù)偏低，在還原性氣氛中煤粉的灰熔點降低而容易結(jié)渣；二次風(fēng)旋流強度過大，一次風(fēng)擴展角度過大會造成飛邊，在一次風(fēng)氣流沖刷側(cè)墻水冷壁、冷灰斗斜坡時，灰粉在撞擊受熱面時形成結(jié)渣，同理旋流強度過小則一次風(fēng)氣流直接沖刷后墻水冷壁造成結(jié)渣。
3.3爐內(nèi)空氣動力結(jié)構(gòu)
首先，對結(jié)渣有直接影響的是爐內(nèi)空氣動力場的分布特性。如，由直流燃燒器的整體高寬比過大、切圓直徑偏大引起的爐膛火焰偏斜、一次風(fēng)粉氣流貼墻等都容易造成結(jié)渣；出口氣流的方向在燃燒器出口結(jié)渣或燒損變形后會改變，正常的空氣動力場結(jié)構(gòu)遭遇破壞，使燃燒高溫區(qū)結(jié)渣加劇。此外，四角風(fēng)粉管路的配風(fēng)不均勻，也會影響爐內(nèi)的燃燒情況和貼壁氣氛，引起結(jié)渣。
3.4爐膛負壓
爐膛負壓如果過大，說明引風(fēng)機抽吸力過大。此時，爐內(nèi)氣流明顯向上翹，火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高，容易引起過熱器處結(jié)渣。
3.5燃燒器區(qū)域溫度
燃燒器區(qū)域溫度水平高，爐膛出口煙溫過高，這樣有利于穩(wěn)定著火，但容易引起結(jié)渣；燃燒器區(qū)域溫度水平低，這時有利于減輕結(jié)渣，減少污染物的生成量，但由于燃燒器區(qū)域的溫度水平低，不利于穩(wěn)定著火。
另外，若吹灰器長期不投，受熱面積灰增多時，可能導(dǎo)致結(jié)渣；燃用混煤時，灰渣的特性也有可能改變。一般結(jié)渣性強的煤與結(jié)渣性弱的煤混合燃燒時，結(jié)渣性低于結(jié)渣性強的煤。
4、防止結(jié)渣的措施與對策
由上述鍋爐結(jié)渣的原因，從燃煤的特性、鍋爐內(nèi)燃燒及運行管理狀況等角度提出了對應(yīng)的防止結(jié)渣措施與對策。
設(shè)計煤種，確保入爐煤發(fā)熱量與之相當(dāng)，電廠所供應(yīng)的燃料煤質(zhì)應(yīng)符合鍋爐設(shè)計以減輕爐內(nèi)的結(jié)渣現(xiàn)象。對于可能造成爐內(nèi)結(jié)渣的煤種，可通過摻燒其他不易結(jié)渣的煤來改變煤灰的結(jié)渣現(xiàn)象的嚴(yán)重性，也可添加除渣劑來提高燃煤的灰熔點溫度使高溫下玻璃形態(tài)渣向結(jié)晶形態(tài)轉(zhuǎn)化，從而減輕或者抑制結(jié)渣現(xiàn)象。
整好爐內(nèi)燃燒工況根據(jù)鍋爐燃燒的實際情況，確定合適的假想切圓直徑，以保證上各噴燃器的安裝角度與假想切圓一致。保證燃燒切圓直徑及火焰中心的高度和位置適中，發(fā)火距離合適，一次、二次風(fēng)混合良好，氧量供應(yīng)充足，使得爐膛水平及出口截面上溫度場分布均勻且平均溫度不太高。
保持合適的鍋爐熱負荷，不要超負荷運行。使?fàn)t膛內(nèi)燃燒區(qū)域和煙溫場得以合理分布，從而避免因局部區(qū)域熱負荷過高而結(jié)渣。
保持適中的煤粉細度。根據(jù)實際煤種情況，通過調(diào)整分離器及系統(tǒng)通風(fēng)量將煤粉細度調(diào)整至合適范圍內(nèi)。因分離器不可能頻繁調(diào)節(jié)，當(dāng)燃煤的揮發(fā)份有所變化時，可通過改變一次風(fēng)率的方法作為防止結(jié)渣和穩(wěn)燃的輔助調(diào)節(jié)手段。生產(chǎn)中，煤粉細度的選擇，應(yīng)兼顧穩(wěn)燃、爐膛及爐膛出口受熱面是否結(jié)渣、機械不完全燃燒損失、制粉電耗等諸因素綜合考慮。煤中發(fā)熱量、灰分含量、全硫含量不宜過大，入爐煤粉不宜過粗。
加強運行和檢修管理。一般爐膛熱負荷、燃燒區(qū)域溫度分布、爐內(nèi)氣流的動力工況、煤粉細度、煙氣中的氧量以及爐內(nèi)是否有結(jié)渣現(xiàn)象等，都可以通過對運行中儀表的監(jiān)視和實際觀察得到了解，發(fā)現(xiàn)不良工況及時進行調(diào)整，對已出現(xiàn)的渣塊要及時清除，這是防止結(jié)渣的重要手段。
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