鍋爐結(jié)焦介紹

鍋爐結(jié)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(shù)鍋爐皆有不同程度的結(jié)灰，影響鍋爐受熱而增加煤耗。

鍋爐灰沉積過程通常可分為結(jié)渣和沾污兩種類型：結(jié)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(fā)升華部分凝結(jié)于對流受熱面上和繼續(xù)沉積的灰粒形成的灰燒結(jié)沉積層，其內(nèi)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(jié)而成。

煤種變化造成鍋爐易結(jié)焦的原因：

1、煤種的灰分熔點低于設(shè)計煤種，則會出現(xiàn)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(jié)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(nèi)呈氣態(tài)，在接近和接觸溫度較低的水冷壁管時，氣態(tài)的灰分并未達到凝固點，而呈熔融狀凝結(jié)在水冷壁管上，形成緊密的粘結(jié)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(chǎn)生很強的粘合力，吹灰裝置難以將其吹掉，這樣周而復始，結(jié)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(jié)焦的常見原因。

2、燃用揮發(fā)分和發(fā)熱量過高的優(yōu)質(zhì)煤種，也會導致鍋爐爐膛結(jié)焦，其主要的結(jié)焦部位是煤噴燃器周圍和斜坡底處。

原因是：揮發(fā)分含量高于設(shè)計煤種，原煤在經(jīng)過制粉系統(tǒng)研磨后形成很細的煤粉，通過熱風送進爐膛，因揮發(fā)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(fā)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(qū)域爐膛溫度較高，這樣在該區(qū)域易造成缺氧燃燒，形成還原性環(huán)境（例如高熔點的Fe3O4被還原成低熔點的FeO），而使得該區(qū)域水冷壁結(jié)焦嚴重。更有甚者，可能出現(xiàn)煤噴嘴現(xiàn)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(jié)焦。

3、燃用含灰量過大的劣質(zhì)煤種，當鍋爐的入爐煤煤種的含灰量過分大于設(shè)計煤種時，也會造成爐膛嚴重結(jié)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(fā)熱量，煤的發(fā)熱量主要取決于含灰量的多少，含灰量大，發(fā)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(jié)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(jié)焦的影響

燃煤中堿金屬的含量對鍋爐結(jié)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(jié)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(tài)冷凝膜，它會捕捉氣態(tài)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(zhì)中Na2O的含量高于1%時就會發(fā)生鍋爐結(jié)焦的趨勢。

爐堂結(jié)焦的危害

1、水冷壁、過熱器、再熱器結(jié)焦,影響工質(zhì)吸熱，造成排煙溫度上升，降低鍋爐熱效率。

2、長期結(jié)焦易腐蝕管壁減少使用壽命，大面積結(jié)焦可導致鍋爐偏溫影響鍋爐正常運行，壁溫差產(chǎn)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(jié)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(guān)設(shè)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(chǎn)經(jīng)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(jié)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(jié)焦的問題。

鍋爐除焦劑的應用

鍋爐除焦劑分為固態(tài)和液態(tài)兩種。其中液態(tài)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(yè)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(yè)績較多。

燃煤鍋爐除塵方案鍋爐除塵器設(shè)計方案中主要針對燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣進行的治理除塵設(shè)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(xiàn)在的環(huán)保要求。并且排除的污水還需要處理比較麻煩。根據(jù)多年在燃煤鍋爐行業(yè)積累的經(jīng)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(tǒng)的阻力，提高了除塵器的效率。鍋爐除塵器系統(tǒng)的工藝流程是鍋爐的煙氣經(jīng)過旋風除塵器作為預除塵后，再進入脈沖布袋除塵器，經(jīng)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。