锅炉结渣-积灰现象产生的原因及相关对策

浅谈锅炉结渣\积灰现象产生的原因及相关对策

摘要：锅炉结渣、积灰是锅炉运行过程中较易出现的现象，这种现象增加了锅炉受热面的传热阻力，使受热面传热恶化、煤耗增加、降低锅炉的热经济性，还可能造成烟气通道的堵塞，影响了锅炉的安全运行，严重时会发生设备损坏、人身伤害事故。本文分析了锅炉结渣、积灰现象产生的原因，并提出了相关解决对策。

关键词：锅炉结渣积灰原因对策

中图分类号：u261.1 文献标识码：a 文章编号：

锅炉主要以煤作为燃料，其燃烧产物中含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物质，这些物质在锅炉运行的过程中有时会以各种形式沉积在受热面的表面，造成受热面的结渣和积灰。锅炉结渣、积灰对锅炉正常工作会产生较多不利影响，严重的还会造成锅炉爆炸，危及操作人员的生命安全。

一、锅炉结渣产生的原因及相关对策

（一）锅炉结渣产生的原因

1、主要原因。煤粉炉燃烧火焰中心温度大概在1500～1800℃左右，燃料中的灰粒在这样高的温度下大多融化为液态或呈软化状态。由于水冷壁的吸热，燃烧火焰中心向外越接近水冷壁温度就越低，随着温度的降低，灰粒将从液态变为软化状态进而变成固态。如果灰还保持着软化状态就碰到受热面时，就会受到冷却而粘结在受热面壁上，从而形成结渣，也称为结焦。

2、次要原因。（1）燃烧过程中空气供应量不足。煤灰是多成分的复杂化合物,同一煤种的灰渣在不同的烟气或气体介质中，化学成分会发生变化，灰熔点也随着成分的改变而改变。（2）一次风门与二次风门调节不当。锅炉运行的配风方式也是影响结渣或积灰的因素。（3）磨煤机及给粉机故障。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。（4）锅炉高负荷连续运行。锅炉结渣随锅炉负荷及烟气温度的增加而增加。（5）炉设计不当及安装或检修质量不好。结渣不仅与煤灰性质有关，而且同锅炉设计参数密切相关，主要是炉膛热负荷、煤粉在炉膛内逗留的时间、燃烧器结构形式以及受热面的布置等。（6）煤质发热量过高或过低。煤的发热量过低，对锅炉的安全运行危害极大，但是对于按设计煤种设计的锅炉来说，是不是煤的发热量越高越好呢？答案是否定的。因此，要改变发热量高的煤就是优质煤，就是好煤的观念。这是因为当燃煤的发热量高于设计值太多时，炉膛温度及出口烟温骤升，即使燃用煤的st值大于设计煤种的st值，仍可能造成灰的熔融软化，而导致锅炉结渣，甚至被迫停炉。

（二）解决锅炉结渣的对策

1、人工刮铲。有的锅炉结渣很严重，又没有别的更好的办法去除，在停炉检修期间就动员职工轮番到炉膛里进行刮铲。人工刮铲，劳动效率很低、周期长、清除不彻底且由于人员多、杂，安全得不到保证。近来，人工刮铲除渣的方法基本不再采用，只是在炉膛内结渣轻微时进行人工刮铲还可行。

2、水力除渣。水力除渣是用较高压力的水（最高可达1.5mpa）射向渣体，由于渣块温度很高，遇水急冷而破碎，从受热面或炉墙上掉下来。水力除渣时，应严格按照操作规程进行。不要把水直接喷射到受热面上，以免损坏管子。当锅炉低负荷运行时，不宜对水冷壁管进行水力除渣，防止其破坏水循环。水力除渣要勤要快，每次除渣时间不要超过3分钟。还有一种最近才在我国兴起的高压水射流清洗法，其原理是高压水泵产生高压水经喷头射出一股或多股不同方向的高速水射流，对清洗对象进行冲蚀、剥层、切除、打击以达到清洗目的。利用高压水射流清洗结渣时，一般取操作压力40～60mpa。高压水射流清洗炉膛结渣其特点是劳动效率高，较之人工刮铲除渣法更加安全可靠。

3、加入添加剂。加添加剂是防止锅炉水冷壁结渣的有效方法之一。添加剂的作用是通过化学的方法使炉膛内形成的焦渣达到吹灰能够去除的程度。相关研究机构曾试验了19种添加剂，最能降低焦渣强度的添加剂是碳酸钙和氧化镁。另外，美国还有一项防止结渣的专利是向膛内喷入少量廉价粉粒状物质，如钒土、碳化硅、氧化铝等，效果显著。添加量为每吨煤1.8kg，每隔6.5小时添加一次，每次添加时间约2小时。

二、锅炉积灰产生的原因及相关对策

（一）锅炉积灰产生的原因

1、高温粘结灰。高温粘结灰是指烟气中的硫与在高温中挥发成为分子的钠、钾等金属，在遇到高温受热面（如：过热器）时发生

化学反应，反应产物凝结在受热面上引起的粘结灰。这种粘结灰具有无限增长的特点，这是由于化学反应后生成的硫酸盐在高温条件下呈熔融状，具有黏性，大量捕集飞灰及催化剂而形成越来越厚的积灰。

2、低温粘结灰。低温粘结灰发生在低温受热面上（如：蒸发器、省煤器），这是由于积灰与凝结在低温受热面管壁上的硫酸盐作用而形成以硫酸钙为基质的物质，呈硬结状，易堵塞烟道，清理比较困难。

3、松灰。烟气中携带的飞灰及催化剂粒径一般都小于200μm，大部分是10～20μm的颗粒。当含灰的气流冲刷管束时，产生旋涡区，大颗粒由于惯性大，不易进入旋涡，进入旋涡区的大部分为微小颗粒。在分子力吸附作用和静电力的作用下，遇到低温受热面管壁便聚积下来。松灰呈干松状，易吹除，但其热阻很大，对传热有很大影响。积灰主要在管子背风面形成，当烟气流速较大时，迎风面基本没有积灰，因此积灰程度与烟气流速有关。

（二）解决锅炉积灰现象的对策

1、合理的设计。在设计过程中，合理的烟气流速，适当的炉膛容积，加大进口管束的节距（采用管屏结构以及管间距大一些的受热面），这都会有效地防止积灰的形成。

2、温度的控制。在省煤器前设置给水预热器，使锅炉给水先进入预热器，再进入省煤器，从提高省煤器受热面壁温，防止低温粘结灰的形成及低温腐蚀。控制高温受热面的管壁温度，使其不高于

540℃，避免高温粘结灰的形成及高温腐蚀。

2、蒸汽吹灰。吹灰是防止积灰加剧的常用方法。吹灰的介质一般采用蒸汽，但对于近似于结渣的灰，用蒸汽往往吹不掉，而采用水力吹灰就很有效。

3、钢珠除灰。在锅炉运行时，钢珠除灰装置应当经常、持续地投入使用，切不可等受热面积灰已经很严重，甚至发生堵灰以后再使用。该法对粘性积灰的清除效果较好。

参考文献：

1、冯俊凯、、沈幼庭、杨瑞昌，锅炉原理及计算，科学出版社，2003.7

2、曾奕强、莫广明，余热锅炉积灰处理方法及其安全性经济性的关系，电站辅机，2005（03）