锅炉防治结焦改造及新技术应用

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1、对以煤做为燃料的电厂锅炉而言，结焦问题时有发生并且处理起来十分棘手。从理论上对锅炉结焦的机理进行分析、探讨，掌握锅炉结焦的规律，并采取合理的技术措施和管理措施来防治结焦，就具有长期的、现实的意义，而不断发展的锅炉防治结焦技术也为安全稳定运行提供了坚实保障。中州分公司热电厂4、5#锅炉投运后，炉膛结焦现象十分突出，严重影响到锅炉运行的安全性、经济性，甚至造成锅炉被迫停炉清焦，为此进行了锅炉防治结焦技术改造。 1锅炉概况中州分公司热电厂4、5#锅炉同为NG-220/9.8—M22型高温高压锅炉，单汽包、自然循环、集中下降管、Π型露天布置，抗七级地震设计。锅炉前部为炉膛，四周布满

2、膜式水冷壁，炉膛出口处布置屏式过热器，水平烟道内装设高低温两级过热器，尾部竖井交错布置两级省煤器和两级空气预热器，水平烟道和转向室均为膜式壁顶棚管包墙管。设计煤种为无烟煤，采用球磨机，中间粉仓，热风送粉的制粉系统。煤质特性见下表1。表1锅炉设计煤质项目符号单位数值碳Car%64.925氢Har%2.15氧Oar%2.38氮Nar%0.75硫St,ar%0.445全水分Mt%6.35挥发份Vdaf%8.58灰份Aar%23低值发热量Qnet,arKJ/kg23210（5545kcal/kg）可磨系数KBTNkm—1变形温度Dt℃1420软化温度St℃1490熔化温度Ft℃>1

3、500锅炉采用撞击块式水平浓淡燃烧器，一次风口还装有可拆的水平式钝体，四角布置，切向燃烧，假想切圆为Φ700mm。一、二次风正切（逆时针），三次风反切（顺时针）。喷口布置形式从下至上为2-1-1-2-2-3。一、二、三次风设计数据见表2。表2燃烧器设计风速风温名称份额(%)风速（m/sec）风温(℃)一次风2221282.5二次风53.950371三次风20.150110锅炉启动、稳燃用0#轻柴油，采用高能点火枪，点火油枪为简单机械雾化油喷嘴结构。油枪布置在每组燃烧器的下二次风口中。此外，为稳定燃烧，在水冷壁面上敷设了96m2的卫燃带，卫燃带比例为0.117。 2结焦问题4

4、、5#锅炉投入生产后，炉膛结焦现象十分突出，表现为：（1）喷燃器喷口处严重结焦，影响煤粉正常着火燃烧，造成火焰气流偏离正常轨迹。（2）卫燃带上普遍粘结大块焦渣，有的甚至厚达1m以上，炉内空气动力场遭到破坏。（3）喷口与卫燃带的焦渣向下延伸，以及大块焦渣的重力脱落，造成冷灰斗积渣严重，排渣不畅。严重的结焦威胁到了锅炉的正常生产，如水冷壁被焦块砸伤，冷灰斗堵塞，锅炉燃烧不稳，油耗升高，排烟温度与飞灰可燃物指标恶化等等，平均运行一个月就要被迫停炉清理一次。运行人员日常打焦还要冒着安全风险。进行锅炉防治结焦改造成为当务之急。 3结焦分析3.1锅炉结焦机理炉内结焦是一个很复杂的物理化

5、学过程，涉及煤的燃烧、炉内传热、煤的潜在结焦倾向、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附过程等等。焦的生成通常有3个过程：一是煤灰燃烧中的形态变化过程，煤粉在很高的温升速度下，灰份的蒸发、分解、氧化、挥发以至于熔融形成结晶体几乎同时进行。二是灰粒向水冷壁的输送过程，按照颗粒度大小，分别主要依靠气相扩散、热迁移以及惯性迁移进行输送。三是灰渣在管壁上粘接和凝聚的过程，先后形成初始沉积层和梳状沉积物（第二层灰），并由此开始结焦。围绕焦的生成过程，以下方面诱因发挥了主要作用：（1）煤的潜在结焦性。煤灰的成分与熔化特征温度和烟温特性间存在着统计关联。硫酸盐和氧化铁含量高时灰粒特别容

6、易熔化，碱性矿物质多的灰也容易形成易熔的共晶体。（2）锅炉设计不当。主要指炉膛热负荷（包括炉膛容积热负荷和断面热负荷）、煤粉在炉膛内逗留的时间、燃烧器结构形式、辅机配备以及受热面的布置、卫燃带的敷设等。卫燃带由于表面温度很高，又很粗糙，更容易为惯性粒子所粘附而结焦。（3）空气动力场不良。一次风门与二次风门调节不当，四角风速分配不均，造成煤在炉内燃烧不良、烟气温度不均匀。烟温高、空气少的地方容易结焦。气流紊乱也使得熔融的灰渣容易贴壁。（4）燃烧过程中空气供应量不足。同一煤种的灰渣,在弱还原性中,其灰熔点最低,在氧化性中则较高。已有研究表明，较大的还原性气氛可使灰的软化温度降低

7、150℃以上。这时炉膛温度即使不高,也可能产生结焦。（5）安装或检修质量不好。如炉膛切圆未达到设计要求，未进行燃烧调整试验，吹灰器故障欠修，等。（6）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。（7）锅炉高负荷连续运行。此时炉膛热负荷增加，温度升高，熔融的灰粒更多，结焦的可能性进一步增大。（8）煤质发热量过高或过低。发热量过低反映了煤中灰份含量高，为结焦提供了材料。发热量过高则会使炉膛温度及出口烟温骤升，造成灰的熔融软化，诱发结焦。3.24、5#锅炉结焦要因根据4、5#锅炉实际运行情况，分