锅炉全烧准东煤沾污结渣特性分析
准东高钠煤沾污、结渣、腐蚀问题研究
西部 探矿 工程
２０１８年第 ７期
准东高钠煤沾污 、结渣 、腐蚀 问题研究
雍 晓艰 ，周梓欣
（１．新疆 维吾 尔 自治 区煤炭 综合 勘查 院 ，新 疆 乌鲁 木齐 ８３００９１； ２．新疆煤 田地质局煤层气研究开发 中心，新疆 乌鲁木齐 ８３００９１）
摘 要 ：研 究分析 了燃 用 准 东煤存 在 的 主要 问题 ；即不 同类 型 、不 同容 量 锅 炉燃 用准 东煤 均 出现 结 渣 、沾 污问题 ；炉膛 至 空气预 热器 区域 的所有 受热 面均 可能发 生积 灰 、结渣和 沾污 ；在 炉膛 、高温 对流 受热 面等 区域 出现 高 温腐蚀现 象。介 绍 了结渣作 用机理 、腐蚀 的作 用机 理 、沾 污的作 用机理 ，同时分 析 了准东煤的结渣、沾污倾向性。最后通过挂渣试验研究更进一步证 实了研究成果的有效性。 关 键词 ：高钠 煤 ；沾污 ；结渣 ；腐蚀 ；高温 粘结灰 ；低 温粘 结灰 中图分 类号 ：Ｐ６２ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１Ｏ０４—５７１６（２０１８）０７一Ｏ１１２－０３
根据准东煤 田各矿区总体规划确定的煤炭转化利 用 方 向 ，２０１４年 ６月４２０１５年 １２月 ，作 者作 为项 目负 责 人之一完成 了新疆 中央返还两权价款资金《新疆煤炭 资源分质利用技术研究》项 目，针对准东煤 田煤炭资源 的煤质特性 ，尤其是煤 中钠的赋存状态及煤灰特性开 展 研 究 ，选 取 代 表性 样 品进 行提 质 、热解 、气化 等 转 化 试验研究 ，提出新疆准东煤 田主要煤层的煤质特征 ，分 析煤炭转化应用 中可能存在 的问题并提 出相应对策 ， 为新 疆 准 东煤 田煤 炭 资源 的洁 净 、高 效 利 用 提供 地 质 依 据 。 １ 概 况
燃煤锅炉受热面结渣分析
燃煤锅炉受热面结渣分析发布时间：2022-05-26T03:30:44.689Z 来源：《福光技术》2022年11期作者：邢涛刘振鹏[导读] 锅炉受热面结渣会造成受热面的传热热阻增大，降低锅炉受热面的传热系数，减少工质的吸热量。
新疆华电高昌热电有限公司新疆吐鲁番 838000摘要：在煤粉燃烧过程中，炉膛火焰中心的温度通常高于1000℃，形成的灰多呈熔化或软化状态，因而在锅炉的受热面常常出现结渣现象。
若炉膛中的液态渣粒在接近水冷壁之前因温度降低而出现凝固，那么这些渣粒粘附到锅炉受热面管壁时将会形成一层疏松的灰层，这过程称为积灰。
在锅炉实际运行中这些积灰很容易清除，若这些积灰中含有铁、碱金属的氧化物或硫化物时，会形成低熔点的共熔混合物，渣粒以液态或半液态粘附到锅炉受热面上，形成一层结构紧密、粘附力强的灰渣层，这过程称为结渣。
炉膛结渣部位主要包括燃烧器布置区域、炉膛出口折焰角处水冷壁，严重时在屏式过热器、尾部烟道对流管柬入口处也会出现结渣。
据研究分析，超过50％的锅炉存在着结渣的危险，严重影响着锅炉的安全稳定运行，制约着锅炉的可用率，随着机组容量的增大，结渣的危害将更大。
关键词：锅炉受热面；积灰；结渣；形成机理；控制措施一、锅炉受热面结渣的危害锅炉受热面结渣会造成受热面的传热热阻增大，降低锅炉受热面的传热系数，减少工质的吸热量。
若锅炉水冷壁结渣，将导致循环工质吸热量减少，炉内火焰中心向后推移，炉膛出口烟气温度升高，致使过热器、再热器的出口汽温升高若过热器和再热器长期处于超温状态下运行，会使过热器和再热器发生爆管事故，且炉膛出口烟气温度升高，还会造成屏式过热器和对流过热器出现结渣问题。
实践表明，若锅炉受热面结渣数小时，水冷壁的传热能力将会降低30% ~60%。
实际运行中为了保持锅炉的出力，维持锅炉的稳定运行，就得增加燃煤供应量，进而导致风机磨煤机的耗电量增大，进步提高炉膛出口的烟气温度，增大锅炉排烟热损失，同时增加锅炉受热面的粘灰量，导致恶性循环。
燃用准东煤锅炉渣样形貌及矿物组成特征
Ｗ ＡＮＧ Ｌｉ ｐ ｅ ｎ ｇ。 ， ＺＨ Ａｏ Ｙｏ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ。 ， ＹＡＯ Ｂｉ ｎ。
（ １ ． Ｚ ｈ ａ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ｙ ｕ ｅ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ５ ２ ４ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；２ ． Ｘ ｉ ＇ ａ ｎ Ｔｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｘｉ ＇ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ３ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
．
Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｆ ｏ ｕ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｓ ｌ ａ ｇ ｏ ｃ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｄ ｏ ｎ ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｓ ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｆ ｏ ｒ ｕ ｎ ｉ ｔ ｓ ａ ｆ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｌ ａ ｇ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ａ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｆ ｉ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｚｈ ｕ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ｃ ｏ ａ １ ． Ｔｈ ｅ Ｘ— ｒ ａ ｙ ｄ ｉ ｆ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｓ ｃ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｅ（ ＥＳ ＥＭ ） ｗａ ｓ ａ Ｐ —
准东煤掺烧锅炉结焦分析及对策
准东煤掺烧锅炉结焦分析及对策炉膛内结焦会使水冷壁辐射吸热量下降，炉膛出口烟温升高，使对流受热面因热负荷升高而造成超温;通风阻力增大;体形较大的焦脱落会砸坏水冷壁或冷灰斗，甚至造成炉膛灭火。
如何掺烧新疆准东煤，有效防止锅炉结焦显得尤为重要。
标签：结焦;沾污;碱金属;灰熔点;掺烧1、掺烧准东煤存在的问题1.1水冷壁结渣。
水冷壁结渣严重、炉内吹灰器吹灰频率增加，造成水冷壁减薄爆管。
1.2高温腐蚀。
高过、高再管壁腐蚀严重，部分电厂存在管束泄漏，大量换管问题。
1.3对流受热面沾污积灰和管子磨损。
1.4炉膛垂直水冷壁壁温偏差较大，大屏及水平烟道有结渣，尾部竖井烟道受热面前后烟气压差明显升高，再热汽温两侧偏差增大。
2、准东煤的结渣性能2.1碱酸比B/A=（CaO+MgO+Fe2O3+K2O+Na2O）/（SiO2+Al2O3+TiO2）2.2硅比Sp=SiO2/（SiO2+Fe2O3+CaO+MgO）2.3 FKNA指数FKNA=（Fe2O3+K2O+ Na2O）/Al2O32.4铁铝比F/A= Fe2O3/Al2O32.5无论通过灰熔点、灰成分还是一维炉结渣指数分析，准东煤均属于严重结渣煤。
3、锅炉结焦原因分析3.1结渣的内因特性。
灰的熔融特性;管壁表面粗糙程度;炉内结渣有自动加剧特性。
3.2结渣的外部条件。
燃烧时空气量不足;燃料与空气混合不充分;炉内火焰偏斜;炉膛出口烟温增高;底漏风量大;吹灰、除渣不及时;炉设计、安装或检修不良;掺烧煤种灰熔点温度偏低;准东煤碱金属含量超标。
4、对灰渣特性的影响4.1 SiO2 的影响。
随着SiO2 含量的增加，其软化温度逐渐降低;当Si02质量分数逐步增加后，多余的Si02以单体存在于煤灰中，导致煤灰熔融性温度升高。
4.2 Al2O3的影响。
在煤灰中熔化过程中起“骨架”作用，其质量分数越高“骨架”成分越多，熔点越高。
4.3 Fe2O3的影响。
随着Fe2O3含量的增加，软化温度逐步降低。
准东煤混烧过程中结渣沾污特性研究
第50卷第2期2019年3月Vol.50,No.2Mar.・2019锅炉技术EOILER TECHNOLOGY准东煤混烧过程中结渣沾污特性研究郭万贵(国家电投新疆能源化工集团五彩湾发电公司.新疆昌吉831799)摘要：针对准东煤在实际电厂燃烧过程中的强结渣、强沾污问题，选取了典型的高Ca、高Na南矿煤为研究对象。
在0.4MW燃烧试验台上进行了准东煤结渣特性试验研究，并通过添加不同比例的将军庙煤来研究混烧对煤灰结渣、沾污特性的影响。
研究结果表明：纯烧南矿煤时结渣较为严重，灰渣呈现灰褐色，且质地较为疏松.其不同区域的灰渣主要以Ca的低温化合物为主；沾污样呈现亮白色，主要以硫酸钠为主。
添加将军庙煤后，煤灰中的Al、Si与Ca、Na发生强烈的交互反应，生成高熔点的硅铝酸盐类物质，结渣和沾污倾向大为减缓。
最终结果表明：实际电厂再燃用南矿煤时.可部分掺烧(10%〜20%)将军庙煤.能够明显减缓煤灰的结渣沾污强度。
关键词：准东煤；混烧；结渣特性；沾污特性中图分类号:TK224.9文献标识码：A文章编号：1672-4763(2019)02-0011-050前言近年发现的新疆准东煤田是中国目前最大的整装煤田W其预测煤炭储量达3900亿吨.占全国总储量的7.2%。
已有的结果表明，准东煤主要为褐煤或亚烟煤为主，具有低灰、低硫、中等热值等特点，是优良的电煤和煤化工原料⑷。
同时，准东煤田煤层厚、埋藏浅，具有良好的开采条件和较低的开采成本。
正是由于储量丰富、煤质优良和成本低廉，准东煤成为近年来能源开发的热点。
然而，已投运锅炉的大量实践表明，当大比例燃用准东煤时会在短时间内引起十分严重的结焦、沾污等灰沉积问题，从而导致受热面爆管、过热器超温等现象的发生，因此被迫频繁停炉、检修和维护，极大地影响了锅炉的正常、安全运行⑵。
准东煤的这种强结焦、强沾污特性是其应用于电站锅炉的瓶颈问题•制约着准东煤的大规模利用。
基于准东煤强结渣、强沾污特性，部分电厂尝试采用掺烧弱沾污性煤种以及高岭土的方式来减缓灰结渣沾污现象宀〕，从对现役锅炉混烧准东煤效果的宏观描述来看，通过掺烧合适的煤种确实可以缓解准东煤的灰沉积问题。
锅炉全烧准东煤沾污结渣特性分析
锅炉全烧准东煤沾污结渣特性分析白杨【摘要】In order to elucidate the problem of severe slagging and fouling during burning Zhundong coal,150 t/h boiler in Xinjiang Yihua company was used to carry out the assessment on all-Zhundong coal operation.The fouling configuration and morphology of water wall panel,super-heater,low temperature tube,and bottom ash were traced,and the slags from different positions were analyzed.The results show that the boiler suffers seriously slagging and fouling during entirely burning Zhundong coal.The slagging and fouling are caused by various forms of Na-bearing materials,such as sodium chloride and sodium oxides as well as elemental sodium released from coal and accumulated on the high temperature metal surface,reacting with SO2 、Fe2O3 to produce sulfates.The Fe-bearing minerals will decompose and combine with CaO,Al2O3 etc to produce low temperature eutectics.Such eutectics can decrease the ash melting temperature and accelerate the slagging and fouling propensity of Zhundong coal.Moreover,Ca and water in coal promote the accumulationof duster in the low temperature tube.%针对燃烧新疆准东煤存在结渣、沾污等问题,在新疆宜化150 t/h锅炉全烧准东煤进行实炉测试试验.在全烧准东煤期间,对锅炉炉膛水冷壁、过热器、低温受热面、底渣的结渣形态观测,对以上各部位渣样取样分析.结果显示,锅炉全部燃烧准东煤时存在严重的结渣与沾污问题.结合实验室试验研究及本次实炉测试试验,认为结渣、沾污主要原因是由于煤中钠的氯化物、氧化物、单质气化后形式挥发到烟气中冷凝在高温管壁,与烟气SO2、Fe2O3等化合生成硫酸盐沉积,煤中铁矿石分解后与CaO、Al2O3等形成低温共融化合物,降低灰熔融性温度,增加准东煤灰结渣、沉积倾向,煤中高钙、高水分加速了烟气低温段的积灰.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2017(023)003【总页数】6页(P118-123)【关键词】准东煤;结渣;沾污;积灰;氧化钠【作者】白杨【作者单位】神华国神集团公司技术研究院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TQ533新疆准东煤田储藏量近4 000亿t，是我国目前发现的最大整装煤田[1]。
掺烧准东煤锅炉的结渣问题分析
掺烧准东煤锅炉的结渣问题分析
孙晖;方国权;郭向健;张喜来
【期刊名称】《浙江电力》
【年(卷),期】2024(43)3
【摘要】某超临界燃煤锅炉掺烧准东系列煤,出现渣块掉落引起捞渣机过载跳闸。
从煤质分析、落渣位置、炉膛吹灰试验、空气动力场、燃烧器喷口5个方面进行诊断分析,推断结渣和落渣原因,并停炉检查验证结论。
结果表明,掺烧准东系列煤后,入炉煤具有中等结渣倾向,在燃烧器周界风口变形堵塞的诱导下,燃烧后的煤灰在侧边水冷壁结渣,渣块积聚后掉落引起捞渣机跳闸。
结合掺烧准东系列煤的煤质特性,从运行和检修的角度提出防控措施,为相似情况的锅炉运行提供参考。
【总页数】7页(P130-136)
【作者】孙晖;方国权;郭向健;张喜来
【作者单位】浙能阿克苏热电有限公司;西安热工研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK2
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准东高碱煤特性分析及防止锅炉结渣的对策措施
准东高碱煤特性分析及防止锅炉结渣的对策措施潘世汉;陈勤根;陈晓勇【摘要】根据准东煤煤质进行了特性分析,同时针对准东煤灰熔点偏低、碱金属含量偏高等问题进行了详细分析,在结合各种实例的基础上,总结出准东煤掺烧其他煤种的工艺路线,确定了燃烧技术改进和设备及系统的技术改造方案,最后指出设计与运行中应该注意的问题,为燃烧准东煤并改善锅炉尾部结渣、减少掺烧比例积累了经验.【期刊名称】《能源工程》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】6页(P67-72)【关键词】准东煤;碱金属含量偏高;锅炉结渣;解决问题措施【作者】潘世汉;陈勤根;陈晓勇【作者单位】浙能集团新疆准东能源化工有限公司,新疆奇台 831800;浙江浙能技术研究院有限公司,浙江杭州 310000;台州发电厂,浙江,台州 318016【正文语种】中文【中图分类】TK227.3准东是对准噶尔盆地东部边缘的简称，位于新疆昌吉回族自治州境内。
准东煤田是新疆4个主要煤田之一。
准东煤田西起昌吉州阜康市东界，东到昌吉州木垒县老君庙，北至昌吉州北部边界卡拉麦里山南麓，南接古尔班通古特沙漠北缘，东西长约220 km，南北平均宽60 km。
煤田面积约13000 km2，煤炭资源储量3900亿t，占全疆储量(2.19万亿t)的17.8%、全国储量(5.56万亿t)的7%。
准东煤田具有煤层层数多、厚度大、埋藏浅、煤质好等特点。
目前，华能、神华、浙能、中石化等国内数十家大型企业集团纷纷进驻准东地区，充分利用该地区丰富、廉价的煤炭资源，发展煤化工并开发新的能源工业。
但准东煤种具有灰熔点偏低、碱金属含量偏高等特点，具有强烈的结渣和粘结性倾向，对热电站锅炉的安全运行带来严重影响。
1.1 准东西黑山露天煤矿煤质特点(1)准东煤含氧量相对较高，含挥发分较高(29.1%)，燃尽指数大于4.4，哈氏可磨指数大于80，煤种具有良好的可磨性、着火性和燃尽性。
(2)准东煤属于高水分、低热值褐煤。
准东煤的燃烧特性及对策分析
赵 乐 强
（ 中国电力规划设计协会 ，北京 １ ０ ０ １ ２ ０ １
摘 要 ：准 东煤 为低 灰份 、低硫 、低 中灰熔 点 、 高水 分、 高挥 发份 、 中高热值 、 高 Ｎ ａ 、高 Ｃ ａ ，属 于 强结 焦性 、 强沾 污性 燃料 。煤 中的 高钠含 量 是 导致 燃 高钠 煤 锅 炉受 热 面沾 污 、结 渣 的主要 影 响 因素 。在 目前 的锅 炉设 计 技 术 下， 采取 适 当优 化措 施 ， 同 时综合 运 用运 行控 制 、原 料 预 处理 、增 加 添加 剂 等都 方 面的手段 ，初 步可 以
ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｐ ｒ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｒ ｉ ｌ Ｙ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎｐ ｒ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｉ ｎ ｇ Ｂｏ ｉ ｌ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ， ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ， ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ １ ．
２ 准 东煤煤 质 特性
不 同矿 区的 煤质 有 着 很大 的 区别 ，尤 其是
在 煤 灰 成 分 的组 成 上 面 ，差 异 很大 。从 煤 的 水 分 、挥 发 分和 堆 积 密度 轻 等 方 面来 推 断 ，其燃 烧 特 性 接近 于 褐 煤 。从煤 灰 的成 分含 量 来 看 ， 碱 金 属 含 量很 高 ，且 变化 范 围很 大 ，其 中氧 化 钙Ｃ ａ Ｏ的含量 在６ ％～７ ０ ％；氧化 钠Ｎａ Ｏ的含 量 总 体在２ ％以上 ，最 高可 达 １ Ｏ ％ 以上 ，远 高于 其 他 国产 动 力 煤 １ ％ 以 下 的含 量 ；二 氧 化 硅 Ｓ ｉ ０ 的含 量 变化 范 围在 ６ ％～６ ０ ％之 间 ，三 氧化 二 铝 Ａ１ ， Ｏ 的含 量 则在 １ ５ ％～２ ５ ％之 间 。在 部 分煤 矿 （ 五彩 湾和 木 垒煤 矿 ） 的灰 分 中 ，三 氧 化硫 Ｓ Ｏ 的
对燃用准东煤防止锅炉结焦的看法！
对燃用准东煤防止锅炉结焦的看法！一、准东煤简介：1、准东''是指准噶尔盆地东部从阜康市到木垒哈萨克自治县的一条狭长地带,东西长约220公里。
准东煤田资源预测储量达3900亿吨,目前累计探明煤炭资源储量为2136亿吨,是我国目前最大的整装煤田。
准东煤价格便宜，但是煤质成分十分特殊，高水分且结焦沾污性极强，碱金属氧化物含量极高，尤其是氧化钾、氧化钠含高达2%-10%。
掺烧准东煤的电站锅炉均出现了严重的沾污和结焦问题，以往掺烧比例在20%--60%左右，极大地增加了电厂的发电成本，与运行安全。
二、燃用准东煤结焦特征1、一般掺烧比列在60%以内，且掺烧比列的高低和井工煤的品质有直接关系。
2、随着锅炉容量的增加，掺烧准东煤的性能有所提高。
3、准东煤的掺烧比列和锅炉的负荷有很大关系，一旦负荷超过某一临界负荷结焦发展速度非常迅速，准东煤掺烧能力大幅下降。
4、四角切圆锅炉随着切圆减小，燃用准东煤的性能有所提高。
5、随着飞灰含碳量升高，炉膛内发生结焦的概率降低，但屏式受热面和对流发生结焦的概率升高。
6、燃用准东煤的过程中吹灰频次明显增加，随着掺烧比列升高，多数情况下需要连续吹灰。
7、即使对于灰熔点大于1350℃的准东煤，依然存在严重结焦问题，准东煤的结焦性能同灰熔点的相关性不是很强（灰熔点最高可达1500℃）。
8、现役锅炉掺烧准东煤后飞灰中碳含量明显升高。
9、同一锅炉不同矿区的准东煤掺烧性能差异明显，结焦部位有明显不同。
三、燃用准东煤结焦机理1、碱土金属CaO的含量高，最高可达60%左右，SiO2的含量变化范围大从6%到50%不等，碱金属Na2O含量在2%-10%之间（中国国内动力煤Na2O的含量都低于1%），AI2O3的含量在15%-25%，其中五彩湾和木垒矿区的灰分中发现SO3高达20%-35%。
典型的准东煤灰熔点在1100-1200℃之间，属于易熔灰，极易结焦；DT与FT的温差只有30-60摄氏度，属于短渣煤，极易结焦。
关于研究准东煤燃烧时防结焦结渣措施重要性浅析
关于研究准东煤燃烧时防结焦结渣措施重要性浅析由于新疆地理位置特殊、目前交通条件和经济发展有限，新疆的煤炭资源还无法大规模的外运。
而国家能源局2014年能源指导意见明确提出优化能源布局，治理东部城市大气污染的具体实施措施之一就是推进新疆准东等煤炭煤电大基地建设大容量、高参数的机组，目前，准东煤电基地开发规划已获国家能源局批复，配套的电厂项目已经新疆自治区人民政府核准。
但是，准东煤质碱金属含量高，限制了其在电厂锅炉燃煤发电，致使大量煤炭资源不能很好有效的利用，造成了资源的浪费，也限制的新疆经济的发展，因此，目前做好电厂锅炉燃烧准东煤时防结焦结渣措施的研究有着非常重要的意义。
标签：电厂锅炉；准东煤；研究技术措施；重要性1 背景新疆作为国家西北的战略屏障，是实施西部大开发战略的主战场，也是对外开放的桥头堡，同时是国家战略资源的重要基地。
新疆稳定与发展，关系全国大局稳定，祖国统一、民族团结、关系中华民族伟大复兴，在党和国家事业发展全局中有重要的地位。
当前，我国面临的减排压力很大，加快东部地区雾霾治理任务繁重，加快能源结构调整和优化布局成为共识。
随着国家能源开发的西移和北移，新疆在我国能源资源布局和平衡中的作用日益凸显，努力将新疆建成重要的煤电生产基地，既是自治区经济社会发展的需要，更是国家能源安全的保障。
2 新疆准东煤炭储量巨大，发展煤电基地的定位明确新疆准东煤田位于新疆昌吉州东三县境内，距离新疆首府乌鲁木齐230公里，煤田分为五彩湾、大井、将军庙、西黑山、老君庙五大矿区，东西长约220公里，南北宽约60公里，总面积约1.3万平方公里。
准东煤田为储量预测3900亿吨的超级煤田，煤田内各矿区煤层赋存浅、瓦斯含量低、开采条件好。
随“500”水库东延供水工程的实施，制约工业发展的水资源瓶颈得到有效解决。
准东地区适合集约开发大型坑口电厂，已被自治区确定为国家电力外送的主要基地，通过特高压直流等输电技术将准东电力输送到中东部等地区，使得新疆煤炭资源优势转化为经济优势，优化了全国能源结构布局，促进了资源节约型和环境友好型社会建设。
准东煤及其混煤燃烧与结渣特性
摘 要:准东煤田是我国目前最大的整装煤田ꎬ煤质总体呈现中高水分、中高挥发分、低灰、低硫、低
磷、中等热值、反应活性好等特点ꎬ是大规模煤化工、煤电气联产优质原料ꎮ 但准东煤中较高的 Ｎａ、Ｃａ
含量影响锅炉正常运行ꎬ限制了准东高钠煤的燃烧利用ꎬ目前电厂主要通过掺烧低钠煤方式加以利
用ꎮ 为考察准东煤及其混煤燃烧与结渣特性ꎬ在五彩湾电厂采集了准东煤( ＺＤ) 和乌东煤( ＷＤ) 等 ２
种原料煤ꎮ 采用热重分析仪研究 ３０％、５０％和 ８０％等不同配比下混煤燃烧特性ꎬ并分析响应配比下煤
灰特性变化规律ꎮ 结果表明ꎬ准东煤混煤燃烧的 ＤＴＧ 曲线有 ２ 个特征峰ꎮ 随准东煤配比增加ꎬ混煤
准东煤及其混煤燃烧与结渣特性2019年第6期稳燃性指数g和综合燃烧特性指数s等指标评价煤炭燃烧特性16?这些指标通过上述特征参数计算?且变化趋势一致?因此本文仅选用综合燃烧特性指数s评价不同准东煤配比下混煤燃烧特性?计算公式见式1?s可全面反映混煤综合燃烧情况?s值越大说明着火性能和燃尽性能越好17?sdwdtmaxdwdtmeant2itf1式中?s为燃烧特性指数?dwdtmax为最大燃烧速率?dwdtmean为平均速率?ti为着火温度?tf为燃尽温度?不同准东煤配比的混煤综合燃烧特性指数变化如图3所示?由图3可知?随准东煤配比增加?综合燃烧特性指数呈现先降低后增加的趋势?与最大燃烧速率变化趋势一致?2????2混煤煤灰特性变化规律2????2????1煤灰成分不同准东煤配比下煤灰变化见表3?可知随准图3不同准东煤配比的混煤综合燃烧特性指数变化fig3changeofcomprehensivecombustioncharacteristicsofcoalwithblendingratios东煤配比增加?灰分逐渐降低?caona2o和so3等碱性氧化物增加?结渣与沾污倾向性增加?当混煤电厂处于高负荷工况准东煤配比为60时?灰分为1277?caona2o和so3含量分别为1070237和838?低负荷准东煤配比为70时?灰分为1087?caona2o和so3含量分别为1248267和1017?表3不同准东煤配比下煤灰成分table3ashcompositionwithdifferentproportionofzhundongcoal准东煤配比ad煤灰成分sio2al2o3fe2o3tio2caomgok2ona2omno2so3p2o50241858091923638102593217188156010355019102228571919056361016392211851640104010192020385611188363510169322718117301045601830184754821857632100758233177184010522018401657532318256300998382411711970106030175014675122178562609893925116421500970501760127748621733622096107026415523700983801670108745
新疆高碱煤及其混煤沾污结渣特性研究
新疆高碱煤及其混煤沾污结渣特性研究随着我国新疆煤田勘探、开发力度的加大,新疆煤炭资源的可开发潜力逐渐被人们所认知。
由于新疆准东煤作为近年来新发现的特殊煤种,其在炉内的结渣、积灰特性及其形成机理与防止措施尚不明晰,且目前国内外还没有成熟的全烧该类煤种锅炉的设计、运行经验。
新疆高碱煤的强沾污结渣特性,使得我国新疆地区绝大多数电厂不得不面临着附近拥有大量、低廉的中高热值煤矿,但由于无法长期、稳定运行,而不得不长距离运输内地高价煤种与之进行掺烧才勉强维持正常运行的尴尬境地,极大地增加了电站的运行成本和能耗。
为了更好的了解新疆哈密地区高碱煤及其混煤的沾污、结渣特性,为指导优化配煤提供试验数据和理论指导。
本文采用小试、中试相结合的研究方法,首先利用高温热天平、灰熔点测试仪、SEM-EDX等测试方法,深入研究高碱煤、低碱煤及其两种煤样混煤在煤粉燃烧过程中Na、K等碱金属的形态分布特性及其迁移规律,研究混煤燃烧时煤的着火/燃尽特性、煤灰的熔融变化行为、不同受热面上的沾污结渣特等,深入研究新疆高碱煤、低碱煤及其不同比例混煤的沾污、结渣特性及其沾污结渣机理;另外,在3MW多功能煤粉燃烧热态试验平台上,模拟实际电站锅炉炉内热环境,系统研究了新疆高碱煤、低碱煤及其混煤在炉内四角切圆燃烧过程中炉内各烟温区间灰的沾污结渣特性。
研究结果表明:新疆高碱煤种Na,Ca,Cl含量较高,在650<sup>1</sup>000℃烟温区间有严重的沾污现象发生,随着低碱煤（SiO<sub>2</sub>+Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>）掺烧比例的增加,其煤灰粘度、燃烧过程中Na的释放都有所降低,高温对流受热面的严重现象亦有所减缓,但当低碱煤掺烧比例在20<sup>5</sup>0%时,由于混煤灰处于低温共熔区,在炉膛燃烧器区域、炉膛高温热负荷区域以及分隔屏等高温区域形成粘熔性或熔融型渣,难以清除。
电厂燃用准东煤结焦原因分析与解决措施
第36卷,总第207期2018年1月,第1期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Vol.36,Sum.No.207Jan.2018,No.1电厂燃用准东煤结焦原因分析与解决措施王 林1,刘 辉1,王 辉2,党小建1,刘 超1,张亚夫1,高景辉1,王红雨1(1.西安热工研究院有限公司电站调试技术部,陕西 西安 710054;2.哈尔滨工业大学燃烧工程研究所,黑龙江 哈尔滨 150001)摘 要:为解决电厂燃用准东煤后各级受热面出现的大面积沾污结焦问题,对五彩湾电厂煤样、灰样及焦块样品进行了化学成分与内部结构分析。
与神府煤及大同煤对比后发现,准东煤中Na 、K 等碱金属元素含量较高;焦块内部为多层结构,最底层的碱金属细颗粒强化了煤种的积灰结渣倾向;计算了各煤样的污染指数与结渣指数,佐证了准东煤高含量的Na 2O 与其强结焦性密切相关。
根据分析计算结果,提出控制炉膛温度、调整炉内流场分布、合理选择煤粉细度、提高一次风速、加强炉膛吹灰及掺烧低碱金属含量煤等措施。
经调试调整后,锅炉运行平稳,结焦问题得到较好控制,相关经验可为同类机组提供参考。
关键词:准东煤;碱金属;结焦;沾污;运行优化中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2018)01-0044-06收稿日期 2016-08-19 修订稿日期 2016-10-31作者简介:王林(1989~),男,硕士研究生,工程师,主要从事大型火电机组启动调试与运行优化。
Cause Analysis and Solving Measures of Coke Formationby Burning Zhundong Coal in Power PlantWANG Lin 1,LIU Hui 1,WANG Hui 2,DANG Xiao -jian 1,LIU Chao 1,ZHANG Ya -fu 1,GAO Jing -hui 1,WANG Hong -yu 1(1.Power Plant Commissioning Technology Department,Xi’an Thermal Power Research Institute Co.,Ltd.,Xi’an 710054,China;bustion Engineering Research Institute,Harbin Instituteof Technology,Harbin 150001,China)Abstract :In order to solve the problem of large area contamination and coking on boiler heating surface by burning Zhundong coal in power plant,samples’chemical composition and internal structure analysis of Wucaiwan coal,coal ash and coke block were carried pared with Shenfu coal and Datong coal,the content of Na,K and other metallic elements in Zhundong coal was very high.Coke block wasa multilayer structure,and the fine particles at the very bottom riched in alkali metal strengthen the slag⁃ging tendency of coal ash.The calculation of pollution index and slagging index were carried out,which supported the correlation between high content of Na 2O in Zhundong coal and strong coking intendency.According to the results of the analysis and calculation,measures including control the furnace tempera⁃ture,adjusting the furnace flow field distribution,a reasonable choice of pulverized coal fineness and a wind speed,strengthen the furnace soot blowing and blending low alkali metal content in coal were pro⁃·44·posed and put into practice.After the implementation of measures,the operation of boiler is stable,and coking was well controlled.Relevant experience can provide reference for similar units.Key words:Zhundong coal;alkali metal;coal coking;contamination;operation optimization0 引言新疆准噶尔盆地东部分布着我国目前规模最大的整装煤田———准东煤田[1],该煤田预测资源储量高达3900亿t[2],按我国当前年采煤量估算,准东煤田可满足我国未来100年的煤炭需求[3]。
准东五彩湾电厂350MW超临界锅炉煤质结焦与沾污特性分析及锅炉对策措施
准东项目煤种特性总结
强结渣性
强结渣特性是煤灰特性决定的，通过指数分析，具有较强的 结渣特性，但是从纯指数数据上来看，结渣指数与神华煤等强 结渣性煤差距并不大，故可以按照神华煤等强结渣性煤种来充 分考虑锅炉防止结渣措施。
准东煤煤质特性
强沾污性
由于煤灰中 碱金属较高，易反应生产碱金属化合物，熔化温度 较低，在高温下可能是气态，而遇冷粘接在受热面上，同时起 到“胶水”的作用，极易在对流受热面区域形成沾污和积灰， 这是一种成长性积灰，如不及时清除，将影响锅炉的运行。但 是在锅炉上又不可避免地存在一定温度区间(烟温水平在 800~900℃等高温受热面)的对流受热面。这是由煤质和煤灰的 固有特性决定的。目前阶段，在锅炉设计中还没有办法根除受 热面这种较严重的沾污现象，只能采取措施来减缓或减低沾污 的危害。
1、炉型
汕头 13743.4 14706.6
炉膛高度 H
炉膛断面热负荷 炉膛容积热负荷
mm
MW/m2 KW/m3
58000
4.44 86.27
55000
4.26 87.87
56300
~3.95 ~89
53500
~4.0 ~92
燃烧器区域壁面热负荷
煤灰变形温度 煤种
MW/m2
℃
1.48
1360 准东煤
完工
基本完工 基本完工
15
准东项目对策的措施
措施
针对煤种的强结渣性和强沾污特性，我们主要考虑从以下几个方面来增强炉膛 防结渣的性能和降低受热面污染的风险。 1、炉型方面 2、燃烧方面
3、吹灰器布置及设计参数、运行方面
4、运行和监控方面 5、其它建议
16
准东项目对策措施
项 炉膛宽度 W 炉膛深度 D 目 单位 mm mm 本方案 13678.8 15101.2 临河 13678.8 15101.2 宝鸡 13743.4 14706.6
350MW机组锅炉掺烧准东煤结渣问题分析
350MW机组锅炉掺烧准东煤结渣问题分析摘要：现阶段煤种类型较为多样，而判断煤种是否达到优质标准，则需要以燃烧性能为主体，准东煤在优质煤种中具有较强的代表性，不仅燃点低，更能燃烧充分，但是该类煤灰中的钠与钙在含量较高的情况下，将直接导致结渣问题频繁发生。
因此，这就需要针对特定的机组锅炉开展相应理论探究，通过分析及对比，精准掌控影响结渣结果的关键要素。
本文就围绕结渣问题进行了细化阐述及分析，而后提出了相应建议，以期对结渣量进行合理缩减，从而进一步提高准东煤燃烧质量。
关键词：350MW机组；掺烧；结渣准东煤作为优质煤种，能够依托锅炉实现充分燃烧，但是由于受到物理性质及涵盖元素的直接影响，结渣及沾污等现象比比皆是，长此以往，不仅会导致准东煤燃烧效率下降，更会对锅炉造成损伤。
从本质上来看，准东煤在机组锅炉运行中，煤中的碱金属在高温作用下极易发生变化，并直接粘连在温度较低的灰颗粒上，这不仅会增强颗粒的粘附性，更会与受热的一面连接在一起，一旦不能及时发现这一问题并将其清除，就会导致飞灰在不断吸附后厚度逐渐增加，依托于锅炉运行，硬壳问题也会随之出现。
一、350MW机组锅炉掺烧准东煤试验本文所进行的试验及研究都是围绕中350MW机组锅炉的，从整体来看其运行指标呈现高标准特点，并且锅炉的结构体系中涵盖的部件也较为丰富，无论是平衡通风还是一次再热都属于其布置范畴。
其中中速磨煤机有5台，煤粉燃烧器分布层及燃尽口的设置数量较为充足，便于根据布置情况，优化调整燃烧器的运行参数。
与其他煤种相比，准东煤的水分含量较大，虽然其热值水准不高，但是灰中钠的比例却达到了相应量值范畴。
在350MW机组锅炉运行阶段，通过进行试验可以得到相应结论：以屏式过热器为主导，结渣现象较为显著，不仅能够实现短时间结渣，结渣厚度也有所增加，但是渣质并没有成型，普遍呈现松散现象，通过吹灰可以改善凝聚程度，完全清除基本难以实现。
SOFA高度的水冷壁表面的结渣厚度与上述区域相比呈现出明显的削弱现象，结渣体积较小，通过观察可以确定，黑色熔融状大渣并不存在，但是在燃烧区的后方墙体上，结渣厚度则有所增加，因此不难发现，在锅炉实际运行阶段，不同位置点上的结渣厚度往往不一致，后墙上的结渣体在锅炉的燃烧扰动作用下，会受到震动影响整块掉落，这部分结渣不断向底部凝聚及积累，就会逐渐形成具有一定硬度的渣块，表现颜色也会加深以黑色为主，由于这部分硬块的强度较高，碎渣机也难以将其破坏，这就导致干渣机链条的正常运转受到不同程度的作用，卡住等故障现象的发生频率也会随之上升。
准东煤沾污结渣特性试验研究
准东煤沾污结渣特性试验研究张耀;邹铭;方顺利;姚伟【摘要】在200 kW试验台上进行了准东煤的沾污、结渣特性试验,分别比较了管壁金属材质、管壁温度、烟温对沾污和结渣的影响.试验结果表明,管壁金属材质对沾污、结渣的影响不明显;在管壁温度较低时,烟温对管壁表面沾污、结渣的影响更明显,烟温越低沾污和结渣情况减弱;当管壁温度较高时,烟温对管壁表面沾污、结渣的影响弱化,此时壁温越高,管壁沾污、结渣越严重.试验结果可为准东煤在电站锅炉的应用以及锅炉设计提供参考.%The experiment of contamination and slagging characteristics experiment of Zhundong coal was carried out on the 200 kW test bench,and the effects of tube wallmaterial,tube wall temperature and flue gas temperature on contamination and slagging were compared in the experiment.The results showed that the effect of tube material is not obvious on contamination and slagging and when the tube wall temperature is lower,the flue gas temperature has more impact on the contamination and slagging,the lower the flue gas temperature was,the less effect on contamination and slagging.When the tube wall temperature is higher,the flue gas temperature has less impact on the contamination and slagging,the higher tube wall temperature was,the more serious effect on contamination and slagging.The experimental results could provide references for Zhundong coal application in power plant boilers.【期刊名称】《工业加热》【年(卷),期】2018(047)002【总页数】4页(P35-37,42)【关键词】准东煤;结渣;沾污;管壁材质;烟气温度;管壁温度【作者】张耀;邹铭;方顺利;姚伟【作者单位】新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所,乌鲁木齐 830091;新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所,乌鲁木齐 830091;西安热工研究院有限公司,陕西西安710054;西安热工研究院有限公司,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TQ533准东煤田是近年来在新疆探明的特大型煤田，煤炭资源储量丰富。
新疆准东煤特性研究及其锅炉选型
ｃ ｎｔ ｒ ｄ ｏ ｓ ｃ ｓｏｆｃ ｍ ｂ ｔｏ ｄｅ，ｈｅ ｍａ ｏ ｄ ｉ ｈｅ ｆ ｒ ａ ｅ， ｌ ｅ ｇ ｓ ｔ ｍｐｅ ａ ｕｒ ｔｏ ｌ ｔｏ ｅ ｅ ｅ ｎ ａ ｐｅ ｔ ｏ ｕｓ ｉ ｎ ｍｏ ｔ ｒ ｌｌ ａ ｎ ｔ ｕ ｎ ｃ ｆｕ ａ ｅ ｒ ｔ ｅ ａ ｕｔｅ ｆ ｔ ｕｒ ａ ｅ。 ｉ ｎ ｓ ｈｅ ｕｌ ｒｚ ｄ ｃ ａ ， ｎｄ ａ ｒ ｎ ｍｅ ｔ ｏ ｈｅ ｓ ｏ ｂｌ ｗｅ ｓ ｅ ｃ ｅ ｆ ｃ ｉ ｅ ｙ ｐ ｅ ｈｅ ｆ ｎ ｃ ｆｎｅ ｅ ｓ ｏｆｔ ｐ ｖｅ ｉ ｅ ｏ ｌ ａ ｒ ａ ｇｅ ｎ ｆ ｔ ｏ ｔ ｏ ｒ ｔ ．， ｆｅ ｔｖ ｌ ｒ — ｖｅ ｉ ｈ ａ ｉ ｇ ｓ ｒ ａ ｅ ｆ ｏ ｃ ｎｔ ｍ ｉ ｔｏ ｎｄ ｓａ ｇｉ ｎｔｎｇ ｔ ｅ ｈｅ ｔｎ ｕ ｆ ｃ ｒ ｍ ｏ ａ ｎａ ｉｎ ａ ｌ ｇ ｎｇ．
［ 关 键 词 ］ 准 东煤 ； 质 特 性 ； 污 ； 渣 ； 炉 选 型 煤 沾 结 锅
［ 图分 类号 ］ 中
ＴＫ２ห้องสมุดไป่ตู้４ ２ ．９
［ 文献标 识码 ］ Ａ
０ ８—０３ ［ 章 编 号 ］ １ ０２— ３ ４ｆ ０ ０） 文 ０ —３ ６ ２ １ ０８—０ ３ —
３４２ １． ８０８ ［ ｏｉ编 号］ １ ． ９ ９ ｉｉｓ ． ０ ２—３ ６ ． ０ ０ ０ ． ３ Ｄ ０ ３ ６ ／．ｓ ｎ １ ０
Ｓ ＴＵＤＹ ｏＮ ＰＲｏＰＥＲＴＩ ＥＳ ｏＦ ＺＨＵＮＤｏＮＧ ＣｏＡＬ Ｎ ＮＪ ＡＮＧ Ｉ ＸＩ Ｉ ＲＥＧＩ ｏＮ
ＡＮＤ ＴＹＰＥ —Ｓ ＥＬＥＣＴＩ ｏＮ ＦｏＲ ＢｏＩ ＬＥＲＳ ＢＵＲＮＩ ＮＧ ＴＨＩ Ｓ ＣｏＡＬ ｏＲＴ Ｓ
Ｙ Ａ Ｎ Ｇ ｏ ｇｃ ｎ， Ｕ ｉｌ， Ｚｈ ｎ ａ ＬＩ ＪａｉＨＥ Ｈｏ ｇ ｕ ｎ ｎ ｇ ａｇ
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校核煤种 2 18． 50 10． 06 3． 43 30． 80 61． 78 3． 00
0． 44 12． 51 0． 34
煤灰熔融特征温度 / ℃
煤灰成分分析 / %
煤种 变形温 软化温 半球温 流动温
度 / 103 度 / 103 度 / 103 度 / 103
SiO2
Al2 O3 Fe2 O3 CaO
根据 1 号锅炉运行情况进行了燃烧调整,保证 锅炉煤粉着火良好,燃烧火焰不发生偏转,主要进行 了以下准备工作:① 磨煤机出口一次风调平。 经调 平后,各磨煤机各一次风 管流量偏差均调整在 ± 5 % (表 4)。 ② 表盘磨煤机通风量标定。 磨煤机通风 量标定结果见表 5,由试验结果可见各台磨煤机风 量显示值均比实测值偏小,需按试验给出的修正系 数进行修正。 ③ 煤粉细度调整。 对各台磨煤机煤 粉细度调整后,为了掌握磨煤机的实际运行状况,依 次对 3 台磨煤机进行煤粉取样和筛分,结果见表 6。
0 引 言
新疆准东煤田储藏量近 4 000 亿 t,是我国目前 发现的最大整装煤田[1] 。 准东煤着火温是优良的动力 用煤,但是准东煤中 Na、K 等碱金属元素含量远高 于我国现有动力用煤,具有极为严重的结渣、沾污特
性,对燃煤机组的安全稳定运行极为不利,仅能通过 掺烧、添加剂等被动手段维持机组运行[2-3] 。
1 锅炉概况
新疆宜化自备电厂锅炉由武汉锅炉厂设计制 造,锅炉为中压、单汽包自然循环、固态排渣、全钢架 悬吊结构、紧身封闭煤粉锅炉,无中间再热,采用湿 式刮板捞渣机。
锅炉 炉 膛 结 构 尺 寸 深 6． 8 m, 宽 6． 8 m, 高 24． 3 m,最 上 层 燃 烧 器 至 锅 炉 出 口 烟 窗 中 心 距 离
空气预热器出口烟气温度(修正后) / ℃
150 3． 82 140 91 1． 20 312． 4 312． 4 1 056． 9 145． 0
锅炉采用中速磨煤机正压冷一次风直吹式制粉 系统,共配置 3 台 HP583 型中速磨煤机,2 台运行,1 台备用。 燃烧器采用四角布置切向燃烧方式,水平 固定,假想切圆直径为 395 mm,燃烧器设计参数见 表 2。
MgO Na2 O
21． 15 21． 63 22． 79
20． 05 20． 28 21． 75
K2 O
Ti2 O
SO3
102 — 113
MnO2
设计煤种 1． 02 校核煤种 1 1． 23 校核煤种 2 1． 48
1． 05 1． 28 >1． 50
1． 07 1． 30 >1． 50
1． 095 1． 32 >1． 50
第 23 卷第 3 期
2017 年 5 月
洁净煤技术
Clean Coal Technology
Vol． 23 No． 3 May 2017
锅炉全烧准东煤沾污结渣特性分析
白 杨
( 神华国神集团公司技术研究院,陕西 西安 710065)
摘 要:针对燃烧新疆准东煤存在结渣、沾污等问题,在新疆宜化 150 t / h 锅炉全烧准东煤进行实炉 测试试验。 在全烧准东煤期间,对锅炉炉膛水冷壁、过热器、低温受热面、底渣的结渣形态观测,对以 上各部位渣样取样分析。 结果显示,锅炉全部燃烧准东煤时存在严重的结渣与沾污问题。 结合实验 室试验研究及本次实炉测试试验,认为结渣、沾污主要原因是由于煤中钠的氯化物、氧化物、单质气化 后形式挥发到烟气中冷凝在高温管壁,与烟气 SO2 、Fe2 O3 等化合生成硫酸盐沉积,煤中铁矿石分解后 与 CaO、Al2 O3 等形成低温共融化合物,降低灰熔融性温度,增加准东煤灰结渣、沉积倾向,煤中高钙、 高水分加速了烟气低温段的积灰。 关键词:准东煤;结渣;沾污;积灰;氧化钠 中图分类号:TQ533 文献标志码:A 文章编号:1006-6772(2017)03-0118-06
0． 170 0． 186 0． 094
锅炉炉膛设计布置 6 支蒸汽吹灰器,水平烟道
对流受热面布置 4 支蒸汽吹灰器,尾部烟道安装激 119
2017 年第 3 期
洁净煤技术
第 23 卷
波吹灰器。 后续在炉膛又增加 7 支蒸汽吹灰器,水 平烟道增加了 8 支蒸汽吹灰器,尾部烟道激波吹灰 器更换为 16 个 CO2 长吹灰器。
Bai Yang. Analysis of slagging and fouling characteristics in a purely burning zhundong coal boiler[ J] . Clean Coal Technology,2017,23(3) :118123.
118
表 2 燃烧器设计参数 Table 2 Burner design parameters
项目
风率 / %
风速 / ( m·s-1 )
风温 / ℃
风量 / ( m3 ·h-1 )
一次风 二次风
25． 99 69． 01
30． 8 44． 3
66
53 701
301
220 367
锅炉以宜化五彩湾露天矿煤为设计煤,设计煤 与校核煤的基本煤质资料见表 3。
白 杨:锅炉全烧准东煤沾污结渣特性分析
2017 年第 3 期
式,认为五彩湾煤中钠主要为水溶钠,有机钠主要以 羧酸盐形式存在。 魏博等[6] 利用一维沉降炉试验 系统进行准东煤燃烧试验,在沉降炉底部不同烟气 温度处采用沉积取样探针收集灰样,进而得到 Na、 Ca 及 S 的迁移规律及其在结渣过程中所起作用。 杨换凌等[7] 采用广义梯度近似算法,建立 NaCl 与 Fe2 O3 的吸附计算模型,结果表明:NaCl 与 Fe2 O3 之 间的吸附能力高,使之容易黏结在受热面形成严重 的结渣。 相关实验室试验、建模分析的研究存在试 验周期短、采集数据准确性低,不能捕捉结渣、沾污 过程形态,不能完全模拟各种反应气氛、传热特性对 碱金属元素赋存形态影响的不足。 因此,还需要通 过半工业化或实炉试验,稳定燃烧工况,进一步揭示 结渣、沾污机理。 本文选择新疆宜化的一台 150 t / h 锅炉进行 100% 全烧准东煤实炉试验,建立全烧准 东煤反应工况,进行了为期 8 d 的试验,对各时间段 内结渣、沾污形态观测及不同受热面结渣、积灰采样 与分析,为深入分析准东煤燃烧结渣、沾污机理及其 预防提供指导。
国内学者对其结渣、沾污机理开展了相关研究, 取得了研究成果。 如张守玉等[4] 采用灰沉积试验 法对样片微观形貌及元素分析,发现 Na、K 元素在 样片 内 层 出 现 了 明 显 的 内 层 富 集 现 象。 刘 大 海 等[5] 通过萃取试验获取了五彩湾煤中钠的存在形
收稿日期:2017-01-03;责任编辑:孙淑君 DOI:10. 13226 / j. issn. 1006-6772. 2017. 03. 023 基金项目:“ 十二五” 国家科技支撑计划资助项目(2015BAA04B02) 作者简介:白 杨(1984—) ,男,陕西榆林人,工程师,从事锅炉燃烧技术研究工作。 E-mail:baiyang198497@ 163. com 引用格式:白杨. 锅炉全烧准东煤沾污结渣特性分析[ J] . 洁净煤技术,2017,23(3) :118-123.