防止锅炉结焦的措施

防止锅炉结焦的措施

1. 锅炉结焦过程

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。2.结渣的危害

1.受热面结渣以后，会使传热热阻增加，传热减弱，工质吸收热量减少，锅炉排烟温度升高，排烟热损失增加，锅炉效率下降。为保持锅炉的正常运行，在增加燃料量的同时必须相应的加大风量，这就使送、引风机负荷增加，厂用电增加，因此，结渣使锅炉运行的经济性明显降低。

2.受热面结渣时，问保持锅炉的正常运行，必须增大风量。若通风设备容量有限，加上结渣容易使烟气通道局部堵塞，烟气阻力增加，风机风量难于加大，锅炉只好被迫降负荷运行。

3.锅炉受热面结渣后，炉膛出口烟温升高，导致过热气温升高，加之结渣造成的热偏差，易引起过热器超温损坏。这时为了维持过热气温和保护再热器，运动中也需要限制锅炉负荷。

4.燃烧器喷口结渣，改变了燃烧器出口气流结构，从而使炉内空气动力工况受到破坏，影响燃烧过程的进行。喷口结渣严重而被堵塞时，锅炉只好降负荷运行，或是被迫停炉。

5.水冷壁结渣，会使其个部分受热不均，对自然循环锅炉的水循环安全性和控制流动锅炉水冷壁的热偏差带来不利影响，可能导致水冷壁管破坏。

6.炉膛上部结的焦块掉落时可能会砸坏冷灰斗的冷壁管。

7.冷灰斗处结渣严重时，会使冷会斗出口居间堵塞，无法排渣，锅炉无法继续运行。

总之，结渣不但增加了锅炉运行维护和检修的工作量，严重危及锅炉安全经济运行，还可能迫使锅炉降低负荷运行甚至被迫停炉，结渣本身是一个复杂的物理化学过程同时还有自动加剧的特点，一旦发生，由于渣层的热阻使传热恶化，炉内咽气温度和渣层表面温度都将升高，加之渣层表面粗糙，渣粒更容易黏附上去，结果结渣过程会愈演愈烈，所以应尽最大努力来减轻或防止锅炉结渣。

2. 影响结焦因素

1 煤质特性

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。2. 炉膛内温度

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。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。

3.风煤配比不当

运行中操作不当，燃烧调整不合理，一、二次风混合不好，氧量表计不准确等都可能造成氧气供应不足，使炉膛内部局部处于还原性气氛，使灰中熔点较高的氧化铁还原成氧化亚铁，氧化亚铁易与其他氧化物，如氧化钙或氧化镁生成低熔点的共晶体，使灰粒熔点大大降低。在燃烧挥发份大的煤质时，需要消耗大量的氧气，如果二次风混入较晚，使燃烧缺氧，生成还原气氛，容易产生结焦。

4. 空气动力场特性影响

由于火咀安装角度不正及配风的不合理，导致炉内空气动力工况不良而造成燃烧切圆过大火燃烧中心偏离，使高温烟气冲刷水冷壁面，熔渣在未凝固前接触壁面而结焦。

切向燃烧必然造成气流的偏离，气流在适当程度上的偏离是组织切向燃烧所需要的，气流旋转直径增大，使上邻角过来的火焰更靠近射流根部，对着火有利，对混合也有利。实际切圆直径总是大于假想切圆直径，切圆直径越大，一次风射流受上游邻角横扫过来的惯性力发生偏转越大，越容易发生贴边结焦。

5. 煤粉浓度与细度的影响

浓度高的煤粉，增加燃烧器出口处热负荷，如果靠近炉墙，就会在炉墙附近形成还原性气氛，易引起在炉墙上结焦；粗煤粒从燃烧器出来后，容易脱离主流，导致燃烧的粉粒和灰粒撞击水冷壁管，形成结焦。煤粉细度对燃烧有很大影响，煤粉细，使着火点提前，易在喷口处结焦；煤粉粗，着火推迟，火焰中心上移，炉膛出口温度提高，易在炉膛出口处结焦。

3. 防止结焦的措施

结焦的因素很复杂，防止结焦的最基本原则是消除产生结焦的基本条件。如果炉膛内的高温烟气不冲刷水冷壁，或者当气流接触管子前，熔融的灰粒已冷却呈凝固态或无粘结性，在水冷壁附近创造氧性气氛以提高灰熔点温度，结焦便不会产生，因此防止炉膛中下部结焦，主要改善空气动力条件入手，防止炉膛上部结焦

主要靠降低烟气温度。

1) 燃料上煤尽量保证稳定的煤质，当煤质发生变化，应加强配煤，使煤质达到锅炉设计允许变化范围内。司炉应根据煤质的化验分析报告调整燃烧。

2 )监盘人员认真操作，加强运行监视与调整，使四角喷燃负荷均匀，火焰充满度好，避免火焰中心偏移，气粉贴墙；运行中保持合适的氧量，特别是当燃料或负荷发生变化时，避免锅炉因缺氧而结焦，鉴于我厂锅炉氧量测量装置安装在竖直烟道，系统负压较大，漏风较大，测量结果与实际氧量误差大，建议在负压较小的水平烟道加装氧量测点，提高烟气含氧量的测量准确度，加装一氧化碳和飞灰含碳量微波测量在线监测装置，进行锅炉最佳的燃烧调整，减少结焦。

3 )通过对磨煤机出口分离器的调整，保证合适的煤分细度。

4) 在燃烧挥发份高、热量高的煤时，应提高一次风速，推进着火点，减少烟气回流降低喷口附近的热负荷，减少结焦。

5 )锅炉受热面应定期吹灰，防止受热面积灰后影响传热，运行人员发现结焦及时清除，防止继续恶化

4.灰的种类

1.高温积灰

在高温烟气环境中飞灰沉积在管束外表面的现象叫高温积灰。过热器与在热器管外的积灰既属于高温积灰。

煤灰根据其易熔程度可分为三部分。底熔灰主要是金属氯化物

和硫化物（NACL，NA2SO4，MGCL2，AL（SO4）3）等他们的熔点大都在700--800oC。中熔灰的主要成分是FES，NA2SIO3，K2SO4等，熔点900-1100 oC。高熔灰是由纯氧化物（SIO2，AL2O3，CAO，MGO，FE2O3）等组成，熔点1600-2800 oC

熔灰的熔点超过了炉膛火焰区的温度，当它通过燃烧区时不发生状态变化。高温过热器与再热器布置在烟温高于700--800 oC的烟道里，管子的外表面积灰由两部分组成，内层灰紧密，与管子黏结牢固，不容易清除，外灰层松散，容易清除。

低熔灰在炉膛内高温烟气区已成为气态，随烟气流向烟道。由于高温过热器和再热器区域的烟温较高，低熔灰若不接触温度较低的受热面则不会凝固，若接触到温度较低的受热面就回凝固在受热面上，形成黏性灰层。灰层形成后，表面温度随灰层厚度的增加而增加。此后，一些中熔，高熔灰粒也被黏附在黏性灰层中。这种积灰在高温烟气中的氧化硫气体的长期作用下形成白色的硫酸盐密实灰层，这个过程称为烧结。随的灰层厚度的增加，起外表面温度继续升高，低熔灰的黏结结束。但是中熔灰和高熔灰在密实灰层表面还进行着动态沉积，形成松散而且多孔的外层灰。

2.松散灰

松散灰是物理沉积，灰粒之间呈松散状态。在烟气温度低于600-700oC的烟道内，低温受热面管子表面形成的积会为松散灰。

3.粘结灰

由于燃料中含有燃料硫，燃料燃烧后总有一部分会形成SO3，并

和烟气中的水蒸气形成硫酸蒸气。硫酸蒸气能在较高温度下冷凝，使烟气露点温度升高。当硫酸蒸气流经受热面时，如果金属壁温低于烟气露点，则硫酸蒸气就在管壁冷凝下来，当烟气流过时，硫酸溶液就吸附灰粒子与灰中钙的氧化物进行化学反应生成CASO4粘在管壁上，形成了一硫酸钙为基质的低温粘结灰。低温粘结灰呈硬结状，不易清除，也会无限增长，甚至会产生堵灰，电站锅炉中常在空气预热器中发生，而工业锅炉中常发生在省煤器中，尤其是铸铁式省煤器中。（注：烟气露点温度指硫酸蒸气冷凝时的温度。）尾部受热面的积灰包括松散灰和低温粘结灰两种。