锅炉防治结焦改造及新技术应用

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1、锅炉防治结焦改造及新技术应用刘德阳摘要通过对锅炉受热面结焦机理的深入分析，揭示了4、5#锅炉炉膛结焦的要因，介绍了防治结焦改造中采取的技术措施。这些技术措施主要围绕改进燃烧器设计、优化卫燃带布置进行，从效果效益上看改造获得了积极收效。为进一步做好锅炉结焦防治，提出可考虑采用一些新技术，如煤中添加除焦剂、卫燃带使用隔热涂料、水汽联合吹灰、做好受热面结焦预测等。表3图1。关键词锅炉炉膛结焦防治技术燃烧器卫燃带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

2、取合理的技术措施和管理措施来防治结焦，就显得十分必要，而不断发展的锅炉防治结焦技术也提供了坚实保障。中国铝业中州分公司热电厂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

3、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%0.75-8-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℃>1500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

4、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、5#锅炉投入生产后，炉膛结焦现象十

5、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。进行防治结焦改造成为当务之急。-8-3结焦分析3.1锅炉结焦机理炉内结焦是一个很复杂的物

6、理化学过程，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

7、着统计关联。硫酸盐和氧化铁含量高时灰粒特别容易熔化，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

8、,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