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火电厂锅炉结渣问题分析及预防措施

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/4/25 16:20:16   

  所属频道:  火力发电    关键词:  锅炉 结渣 吹灰

随着国民经济的日益增长,电力的发展也向着大容量、经济、环保的方向迈进,在我国火力发电厂也成为了电力发展的中坚力量。火力发电厂能否安全稳定的运行,与电网的安全之间的关系也日趋紧密,而作为火力发电厂主要组成部分的锅炉,能否安全有效的运行,也间接影响着电网的安全。

近几年来,锅炉的发展非常迅速,国内300MW以上的机组,已成为我国电力的支柱。随着锅炉容量的不断扩大,再加上引进的技术原因和安装过程中存在的问题以及锅炉运行水平没有能及时跟上,锅炉在运行中存在很多问题,对锅炉的安全运行与经济运行造成了很大的危害,锅炉结渣就是其中普遍存在的问题之一,下面就对结渣的机理、危害及预防逐一进行分析和总结。

一、结渣的危害

在电站煤粉锅炉中,熔融的灰渣黏结在受热面上的现象叫结渣

结渣对锅炉的安全运行与经济运行会造成很大的危害,其主要影响可归纳为下面几个方面:

1、 对炉内传热的影响而降低锅炉效率

当受热面上结渣时,由于渣的导热系数很低,因而热阻很大,使炉内受热面的吸热能力大为降低,以致锅炉烟温升高,排烟热损失增加。如果在燃烧室出口结渣,在高负荷时会使锅炉通风受到限制,以致锅炉内氧量不足。如果在喷燃器出口结渣,则影响气流的正常喷射,这些都会造成化学不完全燃烧和机械不完全燃烧损失的增加,从而降低了锅炉效率。

2、 降低锅炉出力

受热面结渣会是烟温升高,从而使主汽温度升高,为了保证主汽温度,就需要降低锅炉出力。

3、 高温腐蚀的出现

在结渣前,灰和烟气复杂的化学反应,有时会出现高温腐蚀,而且锅炉压力的升高,就越容易缠上高温腐蚀。

4、 造成受热面爆管

结渣使受热面受热不均,再加上结渣形成的热偏差,很容易导致受热面爆管。

5、 造成锅炉灭火和停炉

结渣比较严重时,如果除渣时间过长,大量冷空气进入炉内,易形成灭火,有时大渣的滑落也可以将火压灭。如果炉膛出口或者冷灰斗被封堵,还会造成停炉。

二、结渣的机理

既然要介绍结渣的形成机理,就要首先介绍炉内受热面的沾污和积灰,受热面的玷污和积灰可以看做是结渣的前奏,它们之间是相互有机联系的。

那么是什么力量是灰粒沉积在受热面上的呢?一般来说只要有下列几个作用力:

1、分子之间的吸引力。当灰粒直径小于3µm时,分子间的吸引力就比灰粒本身重力大,使灰粒在受热面飞过时受到吸引。

2、重力沉淀。灰粒较大时,就肯能由于重力而沉降在受热面。

3、热泳力。细的灰粒飞近水冷壁时,由于水冷壁表面温度比火炬温度低,使灰粒正反面受到不同热泳力的作用,向水冷壁运动。

4、机械作用。受热面生锈时,往往以尖刺的形式出现,能轻易的网罗一些小的灰粒。

5、凝结作用。燃料中的碱土氧化物及其它一些氧化物在炉内高温下会升华为蒸汽,而在较冷的受热面上以极细的晶粒凝结。

6、气流脉动对灰粒的摩擦力。

7、惯性分离作用。如炉内空气动力组织不良,火炬直冲水冷壁,或在水冷壁附近出现停滞涡流区,都可以能引起灰粒分离并沉积在受热面上。

8、流动摩擦产生的静电吸引力。

当然积灰不一定都会结渣,灰结渣还与灰的熔融特性有关,灰的熔融特性通常用测定的变形温度DT、软化温度ST、熔化温度FT来说明。在变形温度下灰粒一般不会结渣,到了软化温度就会黏结在受热面上,形成渣。

灰正是由于在以上作用下堆积在受热面上,随着其厚度的增加,热阻增大,表面温度升高,当温度高于这些盐类共熔体的熔点时,便被熔化,产生很大的粘结性,因而能大量网罗烟气中飞灰使灰层很快增厚,外层灰渣成分和飞灰是十分相似的,这是正常的积灰结渣过程。

以上所述为结渣的内因,也就是结渣的基本特性,除了内因,结渣还与以下外因有关:

1、锅炉超负荷运行。超负荷时,炉温升高,烟气流速加快,灰粒冷却不够,因而容易结渣。

2、吹灰,除渣不及时。运行中受热面上积聚一些飞灰使难免的,如果不及时清除,积灰后受热面粗糙,当有粘结性的灰碰上时很容易附在上面形成渣。

3、炉膛出口烟温高。炉膛出口烟温高容易造成炉膛出口处的受热面结渣。

4、火焰偏斜。火焰偏斜,使最高温的火焰层转移到炉墙附近,使水冷壁严重结渣。

5、空气量不足,或者混合不充分都容易形成结渣。

6、此外结渣还与锅炉的设计、安装、检修不良有关。

三、结渣的预防

结渣的以上原因往往是同时存在的,而且互相制约、互为因果。在分析这些原因时,必须抓住主要矛盾,克服主要问题,带动次要问题,就能减轻甚至解决结渣问题。

预防结渣可以从以下几个方面入手:

1、在锅炉结构方面

(1)、减少漏风。漏风不仅能促进结渣,还能降级锅炉效率。

(2)、提高检修质量。检修时应彻底清除炉内积灰积渣,并做好

漏风实验以堵塞漏风。应对不同的结渣情况采取相应的处理措施。

2、在运行方面:

(1)、防止火焰中心偏移

(2)、保持合适的空气量

(3)、加强运行监视,及时吹灰大渣,制定合理的吹灰方法和吹灰间隔。

(4)、保持良好的炉内空气动力特性

(5)、合理的匹配负荷,严禁长时间的超负荷运行,避免锅炉负荷的急剧变化和升温。

3、做好燃料管理,保持合适的煤粉细度。

4、合理的利用烟气再循环,以降低炉内热流及燃烧温度,有利

于减少碱土金属的升华和三氧化硫的形成以及灰粒的粘结熔化。

参考文献:

(1) 锅炉设备运行 白国亮 主编

(2) 锅炉燃烧试验研究方法及测量技术 岑可法 主编

来源:
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