锅炉结焦解决方法

锅炉结焦解决方法

锅炉结焦的情况分析

一熔渣

水冷壁及其它辐射受热面上的积灰主要是熔渣。燃料灰中含有易熔的碱性金属氧化物和硫酸盐，在高温下发生升华或形成易熔的共晶体，遇到较冷的受热面管壁即冷凝下来形成内灰层。其外表温度随灰厚度的增加而不断增加，使灰层达到熔化状态，覆盖在管壁且具有粘性，进一步捕捉飞灰而不断加厚，这种熔渣的一个重要特点是它能够随时间无限增长。

二高温积灰

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

高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。

三松散灰

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。

四粘结灰

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。

影响结焦的因素

一煤粉灰分的特性

目前判断燃煤锅炉燃烧过程中是否发生结渣的一个重要依据是灰的熔融性，通常将灰的软化温度ST做为衡量是否发生结渣的主要指标。不同的燃料的灰分具有不同的成分和熔融性，灰熔点较低的煤（ST<1200ºC）易结渣。评价灰的结渣性能除用灰的熔融性说明外，还必须引用其他一些指标。

1 SIO2比简称硅比硅比=SIO2/（SIO2+FE2O3+CAO+MGO）×100

式中的几种氧化物是指它们在灰中的重量百分比。硅比反映燃煤结渣趋势和对不同煤种进行比较的一个简单的指标。硅比越大灰渣黏度越高，越不易结渣，一般硅比大于72时灰渣不易发生结渣，当硅比小于65就严重结渣。通常把SIO2含量高的渣称为酸性渣，含量低的称为碱性渣，酸性渣的灰熔点和黏度都是比较高的，因而不发生结渣。

2灰分中的碱性和酸性氧化物含量比叫灰的酸碱比

酸碱比=（FE2O3+CAO+MGO+NA2O+K2O）/（SIO2+AL2O3+TIO2）

式中分子的碱性氧化物都是提高灰的流动性的，而分母中的酸性氧化物都是增加灰的黏滞性的，由此可知酸碱比越小的煤越不易发生结渣，对固态排渣煤粉炉使用的煤，为防止结渣，灰的酸碱比应尽可能低于0。5。燃煤灰分特点对结渣的影响是一个十分复杂的问题，目前还没有一个世界公认的评价结渣性能的方法。它不仅与灰中各组分的含量有关，还与各组分的物理化学性质、相互之间的作用和锅炉的运行工况（如炉内的介质的气氛）等因素有关。

二炉内空气动力特性

炉膛内的烟气温度以及水冷壁附近的温度工况和介质气氛等都与炉内动力特性密切相关。正常运行工况下，高温的火焰中心应位于炉膛断面的几何中心，实际运行中，一次风速偏低，气流刚性差，燃烧器周围容易结渣；一次风管风量分布不均容易造成炉膛火焰偏斜，炉膛火焰中心向风量小的一角倾斜，使其周围结渣。另外二次风速低，刚性弱对一次风的保护能力降低，一次风容易贴壁，使一次风在着火早期得不到足够的氧气而产生还原性气氛，造成炉内结渣。（例如，用FE2O3较高的煤时，在没有充分氧气的情况下，C不完全燃烧生成CO，而CO有还原性，则高熔点的FE2O3被CO还原成FEO，而FEO与SIO2等进一步形成

熔点更低的共晶体，有时候会使灰的熔点下降150-300ºC）。或是当四角燃烧器喷口喷气的角度调试不当时也造成结渣。当采用摆动式燃烧器向下摆动调节气温时，如下排燃烧器距冷灰斗转弯处较近，易造成冷灰斗结渣。

（注：一次风为含煤粉和空气的风叫一次风。二次风则就是空气，作用是为了提供氧气，使煤充分燃烧。）

三炉膛的设计特性

炉膛容积热负荷QV，断面热负荷QA和让燃烧区域热负荷QR数值的大小都会对结渣产生一定的影响。当锅炉设计时炉膛热负荷取得过大，或实际运行时炉膛热负荷过高，都会提高炉膛或局部区域的温度水平，使结渣的可能性增大。

四锅炉运行负荷

锅炉负荷升高时，炉内温度也相应升高，结渣的可能性增大。

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。