鍋爐結焦介紹

鍋爐結焦是危及鍋爐安全運行和機組出力不足的一個重要問題，多數鍋爐皆有不同程度的結灰，影響鍋爐受熱而增加煤耗。

鍋爐灰沉積過程通?？煞譃榻Y渣和沾污兩種類型：結渣是由軟化或熔融的灰粒碰撞在水冷壁輻射受熱面上的粘合渣層；沾污則是煤灰分中一揮發升華部分凝結于對流受熱面上和繼續沉積的灰粒形成的灰燒結沉積層，其內層往往是易融的共融物，或是由非金屬化合物包覆的灰粒粘結而成。

煤種變化造成鍋爐易結焦的原因：

1、煤種的灰分熔點低于設計煤種，則會出現因爐膛出口煙溫達到灰分變形溫度分呈熔融狀，使爐膛水冷壁、對流受熱面結渣。

原因是：使用灰分熔點較低的煤種，由于爐膛溫度較高，這部分灰分在爐膛內呈氣態，在接近和接觸溫度較低的水冷壁管時，氣態的灰分并未達到凝固點，而呈熔融狀凝結在水冷壁管上，形成緊密的粘結層，使得接近它的灰粒更加難以固化，會使熔融狀的灰層不斷增厚，在水冷壁管形成焦狀，這些焦狀物隨著時間的增長會產生很強的粘合力，吹灰裝置難以將其吹掉，這樣周而復始，結焦層越來越厚，嚴重影響爐膛的輻射傳熱，使鍋爐爐膛出口煙溫升高，進一步造成鍋爐后段的威脅。由此可見，灰分熔點偏低和容積熱負載偏高是導致水冷壁管結焦的常見原因。

2、燃用揮發分和發熱量過高的優質煤種，也會導致鍋爐爐膛結焦，其主要的結焦部位是煤噴燃器周圍和斜坡底處。

原因是：揮發分含量高于設計煤種，原煤在經過制粉系統研磨后形成很細的煤粉，通過熱風送進爐膛，因揮發分的著火點低，化學活性強，著火所需能量少，一進爐膛就很快燃燒。煤中的焦碳由于大量揮發分的逸出，孔隙很大，與氧氣接觸面增加，燃燒也加快，形成燃燒火焰很短，造成燃燒器區域爐膛溫度較高，這樣在該區域易造成缺氧燃燒，形成還原性環境（例如高熔點的Fe3O4被還原成低熔點的FeO），而使得該區域水冷壁結焦嚴重。更有甚者，可能出現煤噴嘴現象。如果該煤種的灰熔點很低時，就會很快在燃燒器周圍及斜坡底處嚴重結焦。

3、燃用含灰量過大的劣質煤種，當鍋爐的入爐煤煤種的含灰量過分大于設計煤種時，也會造成爐膛嚴重結焦和增加對流受熱面的磨損，影響對流受熱面的使用壽命。

原因是：當鍋爐負荷一定時，燃煤量主要取決于煤的發熱量，煤的發熱量主要取決于含灰量的多少，含灰量大，發熱量低，反之則高。燃用含灰量高的煤種必然要導致燃煤量的增加，煙氣中的飛灰濃度提高造成對受熱面的磨損增加，如果灰分的熔點偏低，爐膛就會造成大量結焦。如果長時間使用該煤種，對安全運行就會帶來很大的威脅。

煤灰特性對鍋爐結焦的影響

燃煤中堿金屬的含量對鍋爐結焦影響極大，煤分中的堿金屬元素主要是指：鈣、鈉、鋁等元素。

雖然硅和鋁都有增高灰熔點的作用，但是當硅鋁比SiO2/Ai2O3＞1.2時，自由的SiO2就會與CaO結合生成CaSiO3,焦渣的熔點就會大大降低。

在燃燒過程中煤種的鈉會以蒸汽的形式析出，與煙氣中的硫化物反應生成硫酸鈉鹽，并容易在換熱面上形成粘稠的熔融態冷凝膜，它會捕捉氣態重的固體顆粒，進而加速積灰過程，造成管壁腐蝕和積灰。當煤質中Na2O的含量高于1%時就會發生鍋爐結焦的趨勢。

爐堂結焦的危害

1、水冷壁、過熱器、再熱器結焦,影響工質吸熱，造成排煙溫度上升，降低鍋爐熱效率。

2、長期結焦易腐蝕管壁減少使用壽命，大面積結焦可導致鍋爐偏溫影響鍋爐正常運行，壁溫差產生應力造成鍋爐爆管停爐

3、大焦塊超重后脫落，擾動爐膛負壓還有可能造成鍋爐熄火；阻塞灰渣室出口。

4、嚴重的結焦和煙垢可導致鍋爐不能正常運行或停爐。

5、省煤器、空氣預熱器積灰,易堵塞降低煙氣通流面積和受熱面熱交換使鍋爐熱效率降低。

6、運行中人工除焦除垢難度大且不完全，操作不當容易損壞鍋爐的換熱面及相關設備。

7、大量焦塊排渣帶走余熱增加熱損失、增加吹灰器投用頻次加大熱損失。

8、停爐除焦停產經濟損失巨大并增加維修費用。

9、降低熱效率，導致每年增加燃煤成本5%-15%。

除焦

鍋爐結焦在運行中比較常見，解決起來并不復雜，這里重點介紹一下使用化學方式解決鍋爐結焦的問題。

鍋爐除焦劑的應用

鍋爐除焦劑分為固態和液態兩種。其中液態除焦劑按主要成分又分為鎂基類和銅基類或硝酸鹽類。

鎂基類外觀多為琥珀色或棕褐色，pH呈堿性，用量大，單價便宜，應用業績較少。

銅基類外觀多為淡藍色或藍紫色，pH呈酸性，用量小，單價高，應用業績較多。

燃煤鍋爐除塵方案鍋爐除塵器設計方案中主要針對燃煤鍋爐產生的煙氣進行的治理除塵設備及工藝流程。前些年燃煤鍋爐一般采用的是水膜除塵器和泡沫除塵器，雖然水膜除塵器價格便宜，運行安全可靠，但是水膜除塵器的除塵效率低，除塵效率才達到90%，排放濃度不符合現在的環保要求。并且排除的污水還需要處理比較麻煩。根據多年在燃煤鍋爐行業積累的經驗，當今鍋爐粉塵煙塵治理采用除塵效果好的脈沖布袋除塵器，鍋爐布袋除塵器安裝時，考慮到煙氣的溫度及混有的火星，在脈沖布袋除塵器的前面采用小型旋風除塵器，這樣不僅能夠降低煙氣的溫度，還能夠很好的分離有引燃條件的大顆粒物，并且降低了整個除塵系統的阻力，提高了除塵器的效率。鍋爐除塵器系統的工藝流程是鍋爐的煙氣經過旋風除塵器作為預除塵后，再進入脈沖布袋除塵器，經過脈沖布袋除塵器的凈化后，進入脫硫塔進行脫硫，最后由煙筒排入大氣，使之達到鍋爐大氣污染物排放限值標準。