飞灰的成分决定着其熔点

作者:to88通盈官方网站 发布时间:2021-01-23 14:23

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  结焦是锅炉运行中比较普遍的问题。锅炉结焦是燃煤工业锅炉运行中比较普遍的现象。它会破坏正常燃烧工况,减少锅炉出汽力;破坏正常水循环,造成爆管事故,严重时还会使炉腔出口堵塞而被迫停炉。

  结焦是锅炉运行中比较普遍的问题,一般情况下,随着烟气一起运动的灰渣颗粒,由于炉膛水冷壁受热面的吸热而同烟气一起被冷却,如果液态的渣粒在接近水冷壁或炉墙前,已经因为温度降低而凝固,当附着在受热面管壁上时,将形成一层疏松的灰层,运行中通过吹灰很容易除掉。当炉膛内温度较高时,一部分灰颗粒已经达到熔融或半熔融状态,若这部分灰颗粒在达到受热面前未得到足够冷却达到凝固状态,具有较高的粘结能力,就容易粘附在受烟气冲刷受热面或炉墙上,甚至达到熔化状态,粘附熔融或半熔融状态的灰颗粒和未燃尽的焦炭使结焦不断发展。在燃烧过程中,煤粉颗粒中所含的易熔或易气化的物质迅速挥发,成气态进入烟气中,当温度降低时凝结,或者粘附在烟气冲刷的受热面或炉墙上。或者凝结在飞灰颗粒表面,成为熔融的碱化物膜,然后粘附在受热面上形成初始结焦层,成为结焦发展的条件。

  锅炉结焦是个很复杂的物理化学过程,它涉及煤的燃烧、炉内传热、煤质的结焦特性、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附等过程。结焦的原因大致有以下几个方面:

  灰的熔融性与其成分和含量有关。灰中的碱性物质的增加将使灰的熔点降低。当煤含有较多量硫化铁的时候,结焦最为严重。

  煤粉细度和粒度分布对锅炉结渣有一定影响,煤粉过细、过粗均可能引起结渣。煤粉细度视煤种与具体的锅炉的结构而定,应通过试验来确定。

  燃烧过程中,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;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。

  (4)漏风降低了燃烧室的温度水平,推迟燃烧进程。冷灰斗处漏风会抬高火焰中心,火焰拉长,导致炉膛出口烟温升高,容易引起屏过结焦。

  (1)锅炉的大焦块掉下后,瞬间产生大量的水蒸汽,使炉底漏入大量冷风,造成燃烧器区域(尤其是下捧燃烧器区域)煤粉火焰着火状况的严重恶化,使炉膛负压产生剧烈波动(超限)而引起锅炉灭火;结焦若熔合成大块时,因重力从上部落下。导致砸坏冷灰斗水冷壁,导致降负荷甚至停炉;

  (3)炉膛结焦引起过热汽温升高,并导致过热汽温、再热汽温减温水开大,甚至会招致汽水管爆破;结焦会使锅炉出力降低,严重时造成被迫停炉:

  在影响结焦的因素中,煤质特性起这主要的作用。煤粉在燃烧时,其灰份熔融特性用变

  形温度t1,软化温度t2和熔化温度t3来表示,软化温度t2的高低是评价煤灰是否容易结焦的主要指标。飞灰的成分决定着其熔点,当煤粉中碱性氧化物含量大时,灰熔点低,容易结焦;当煤粉中氧化硅,氧化铝含量大时,灰熔点高,就不容易结焦。

  因为钢球质量不合格,使得大量铁屑混入煤粉中,从而增加了煤粉中的碱性氧化物含量,碱金属氧化物是组成低熔点共熔体的重要成分。

  燃烧器区域的温度越高,飞灰就越容易达到软化状态或熔融状态,产生结焦的可能性就越大,另外煤粉中易挥发的物质气化也越强烈,也为结焦创造了条件。我厂锅炉火咀,两个一次风之间仅隔一个中排二次风,而且中排二次风在运行中开度很小,这就使得燃烧器区域壁面热负荷增高,在燃烧低熔点煤粉的时候就很容易结焦。

  锅炉结焦可以通过控制炉膛温度水平而有效减少, 通过试验表明, 随炉内温度升高, 结渣率一般呈现指数升高, 在炉内温度下降50℃情况下, 结渣率约降低5倍左右。 为了降低锅炉出口烟温, 以及防止局部热负荷过高, 可以采用合理的燃烧器运行方式, 还可以采用均等配风来加大过量空气系数等方式, 在一定要求下, 还可以通过降负荷运行的方式。

  通过空气动力场的合理控制, 能够有效避免局部热负荷过高、 控制气流偏斜、 控制好相关的还原性气氛出现。

  锅炉结焦的主要原因之一就是煤灰的熔点低, 为了更为有效避免锅炉结焦或降低结焦水平, 可以把一定比例的高灰熔点煤种掺入具有易结焦特性的燃料中。 一方面, 混掺后锅炉受热面灰渣沉积量下降, 另外一方面, 考虑到高熔点固态灰对于受热面的冲刷, 沉积量也会有所降低。

  燃烧器附近的结焦程度可以通过适当提高一次风速而有所减轻。为了使得着火点离燃烧器更远, 可以通过提高一次风速可推迟煤粉的着火, 这样, 火焰高温区也有所推移, 喷口附加结焦能避免。 通过一次风速的提高, 还能使得一次风射流的刚性有所增加, 一次风直接冲刷壁面而产生结焦能有所避免, 则是由于射流两侧静压作用而产生的偏转能够有效减少。

  为了减少锅炉结焦的发生, 可以在实际运行中较大的过量空气系数, 这种直接的措施也是运行调整中常用的做法。 锅炉温度水平可以通过加大送风量而有所降低, 另外, 还原性气氛的区域面积也能有所减少, 低熔点FeO的生成量能有效降低。

  避免结焦加剧的有效手段包括锅炉进行及时的吹灰, 烧结在结焦产生初期, 强度比较低, 较为容易清除, 所以, 最佳的吹灰时间间隔应该在实际情况下进行确定。

  艾百仁.锅炉结焦的原因及应对措施[J].电站系统工程,2010,(4):64.

  张扬.锅炉结焦的原因与处理的几点思考[J].科技与企业,2014,(4):263.


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