锅炉结焦的预防及对策.ppt
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1、锅炉炉结焦的焦的预防及防及对策策 李学军 (大唐安阳发电厂发电部运行三值)摘要:摘要:针对锅炉结焦进行原因分析,并提出预防措施和对策关关键词:结焦 危害 机理 因素分析 预防 对策1 结焦的危害焦的危害炉膛结焦会使水冷壁的传热热阻增加,水冷壁吸热量不足,锅炉出力降低,同时,由于水冷壁结焦使炉内换热减弱,炉膛出口烟温升高,导致主蒸汽温度和再热蒸汽温度升高,减温水量剧增,严重时迫于超温要降低负荷运行;燃烧器喷口结焦,会使炉内空气动力场受到影响,火焰中心发生偏斜,加剧水冷壁的结焦程度,同时还要使燃烧损失增大,甚至烧毁燃烧器;结焦严重时,大块焦掉落会冲灭煤粉火炬,引起MFT动作,甚至砸坏冷灰斗,更为严
2、重的结焦甚至会阻塞冷灰斗,被迫停炉打焦。2 结焦的机理焦的机理结焦是一个复杂的物理化学过程,从理论上和设计理念上讲,煤灰粒子在高达15001700的火焰中心温度区域内多处于熔化状态,当熔化状态的灰粒子在接近水冷壁和炉膛出口时应该能够待到必要的冷却而已经固化,不会粘附在受热面上而形成结渣,而实际运行当中,由于炉膛设计不良,运行调整不合理,设计煤种的偏离,或者超负荷运行,这些都会使炉膛及水冷壁附近的烟温过高,灰粒子得不到足够的冷却凝固,碰到水冷壁就会粘结成渣,而一旦水冷壁表面附有灰渣,又会使水冷壁附近烟温升高,进一步加剧结焦的发展。3 影响炉膛影响炉膛结焦的因素分析焦的因素分析3.1 煤质因素的分
3、析3.1.1 煤灰成分的影响由于煤灰中各种组分的熔点不同,其对结焦的影响也各不相同,铁和钙起增强结焦的作用。在还原性气氛中,灰中的Fe2O3就会被还原成FeO,使灰熔点降低,结渣性增强,在氧化气氛中,灰中的FeO就会被氧化成Fe2O3,使灰熔点升高,结渣性减弱;煤灰中的钙可以显著降低硅酸盐玻璃体的粘度;煤灰中的钾是促进玻璃体形成的助熔剂;煤灰中硅一般可以减轻结渣性,但硅含量过高会产生无定型玻璃质,反而会增强结渣性;煤灰中的Al2O3可以减轻结渣性。目前常采用灰中碱酸比来作为结渣倾向判别,硅铝比作为是结渣的判别,铁钙比作为煤的结渣特征。硅酸比=Fe2O3+CaO+MgO+Na2O+K2O/SiO
4、2+Al2O3+TiO2当硅酸比0.4时,该煤种的结渣倾向较大。硅酸比=SiO2/Al2O3当硅铝比1.18时,该煤种就可能出现结渣。铁钙比=Fe2O3/CaO当铁钙比3.0时,该煤种就是结渣煤。3.1.2 煤灰的熔融特性煤灰的熔融特性用于判别结渣倾向,通常用软化温度ST作为是否结渣的判别界限。当ST1260时为严重的结渣煤。当ST=12601390时为中等结渣煤。当ST1390时为轻微结渣煤。3.2 炉膛结构方面的影响3.2.1 炉膛结构着火稳定性参数,断面热强度qA 和燃烧区域热强度qR 的选择对结渣的影响qA=BQarnet/AqA值大,则炉膛温度高着火有利,但烟气中的灰粒靠近水冷壁时得
5、不到充分冷却而引起结渣;qA值小,则炉膛温度低,有利于减轻结渣,但对着火不利。qR=BQarnet/2(A+B)HRqR值大说明火焰集中,燃烧区域的温度水平就越高,这对稳定着火有利,但容易造成燃烧区域的壁面结渣;对于烟煤一般为1.42.3 MW/,qR越小,说明火焰分散,燃烧区域温度水平相对较低,不利于稳燃,但可以防止结渣。目前一般用炉膛结构着火稳定性指数Jw=qA+qR 来综合结渣和稳燃的关系,一般Jw 值处于4.59 MW/,通常采用qR 调和结渣与稳燃的矛盾,通常燃用结焦性的煤时把燃烧器沿炉膛高度方向拉长,或增大燃烧器喷口间的间距。3.2.2 锅炉结构燃尽参数,炉膛容积热强度 的选择对结
6、渣的影响qV=BQarnet/VLqV大,说明燃料在炉内停留的时间减短,致使炉膛出口烟温升高,造成炉膛上部结渣,qV小,表明燃料在炉膛内停留的时间相对较长,且炉温低,对着火不利。3.3 炉内空气动力场的特性影响3.3.1 切圆直径及火焰中心对结焦的影响对于四角布置切圆燃烧的锅炉,切圆直径对着火稳定性、燃烧安全,受热面壁温偏差具有综合的影响,适当加大切圆直径,可使上邻角过来的火焰更靠近煤粉射流的根部,对着火有利,对混合也有好处,炉膛充满度也较好,但是过大的切圆直径,会使一次风煤粉气流偏转贴墙,以致火焰冲刷水冷壁,引起结焦和燃烧损失,这是必须要避免的。燃烧切圆直径的大小主要取决于设计时确定的假想切
7、圆及个气流的反切效果。燃烧器的停用方式,改变补气条件来影响一次风粉的偏转强度,当然这种运行手段只能做一个辅助手段,如果喷口出结焦,出口气流的几何射流偏转,切圆往往改变,也会使切圆的直径和形状改变,对炉膛结焦有增强作用。3.3.2 风粉气流的配比对炉膛结渣的影响。风粉气流的配比直接影响到炉内燃烧组织的合理性,其对切圆直径、火焰中心偏斜及局部热负荷的影响非常之大,而这些影响会对炉膛结渣的影响非常明显。从设计角度上分析,当燃用高挥发份,易着火,热风送粉系统时应选取较高的一次风率和一次风速,既要保证着火稳定,又要保证不结渣、不烧喷燃器,且q4损失较小,同时还要考虑制粉系统的经济出力。一次风速低,则一次
8、风气流刚性减弱,煤粉气流的卷吸能力减弱,气流速度小于火焰传播速度,可能发生“回火”现象,还可能产生煤粉气流分布不均的现象,这些都会对稳燃和防结焦不利。但一次风过高,会推迟着火,甚至出现“脱火”现象;二次风率和二次风速的选择是随一次风率的确定而确定,并且要求二次风的混入要合理,即不能过早,又不能过迟。一般对于挥发份较大的易燃煤,防止结渣和提高经济性是主要的,燃烧调整中不可使二次风量过大。由于一次风动量一出喷口就因燃烧膨胀而迅速衰减,但二次风动量衰减较慢,因此在各个角总风量一定的情况下,增大二次风的比例往往会加重一次风的偏斜,使实际的切圆直径变大,使炉膛温度水平升高,结渣倾向严重。而对于直吹制粉系
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