大型燃煤锅炉安全问题研究和对策探析

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1、大型燃煤锅炉安全问题研究和对策探析　　摘要：本文针对大型燃煤电站锅炉存在的炉膛结渣、水冷壁腐蚀、炉墙振动、受热面磨损以及烟尘排放问题及其产生原因进行详细的分析，针对上述安全问题提出了相应的对策，为保证大型燃煤锅炉的安全运营提供了一些参考。关键词：大型燃煤锅炉；安全问题；对策中图分类号：F40文献标识码：A1大型燃煤锅炉存在的主要安全问题1.1炉膛结渣5随着燃煤机组容量的大幅提升，结渣现象愈加明显。水冷壁、燃烧器以及炉膛出口处的高温屏式过热器是产生结渣的主要部位。水冷壁处结渣使得该部位吸热量不足，降低了锅炉出力，使

2、炉膛出口处烟温升高，进一步促使主蒸汽温度和再热蒸汽温度升高，导致所需降温水量突然加剧，严重时会使锅炉被迫降负荷运行，导致爆管甚至停炉。燃烧器结渣会影响炉内动力场，增加燃烧损失，可能造成燃烧器烧毁。大块焦渣掉落会冲灭煤粉火炬，严重的结渣甚至会阻塞灰斗，引起主燃料跳闸动作，被迫停炉打焦。炉膛结渣主要与燃烧煤品质、炉膛设计形式、炉内空气动力工况以及燃烧方式有关。据统计，当前运行和在建的大机组，用煤有半数以上在不同程度上属易结渣类型，炉内结渣将是长期困扰锅炉安全的重要问题。1.2水冷壁腐蚀由于劣质煤、混煤在电厂燃煤中使用

3、量的增加，使得锅炉受热面出现沾污、积灰、腐蚀以及磨损情况日益严重，导致机组在运行过程中故障增多，降低了机组可用率，燃用劣质煤带来的锅炉水冷壁高温腐蚀问题格外突出。水冷避高温腐蚀是由燃烧区烟气中硫化物和氯化物与管壁金属发生化学反应引起的。其腐蚀速度与管壁温度、清洁度、硫化物、氯化物浓度、还原性气氛强度等有较大关系。煤粉锅炉水冷壁的高温腐蚀一般有硫酸盐型腐蚀、硫化物型腐蚀、氯化物型腐蚀和还原性气体引起的腐蚀，大型锅炉燃煤品质差、采用高硫煤或劣质煤是造成高温腐蚀的主要原因，而由于燃煤特性的改变而造成的运行不当，进而影响

4、炉内燃烧状况，生成近壁面的还原性气体是水冷壁高温腐蚀的直接原因。1.3炉墙振动影响锅炉安全运行的主要因素就是炉墙的振动。水冷壁出现的疲劳破坏以及刚性梁连接部位的大规模损坏都与炉墙的长期振动有着较大的关系，这对锅炉的安全运行危害极大。炉墙振动产生的原因与其运行方式、安装质量和制造工艺等因素有关。5运行期炉墙振动的主要原因是由于锅炉在非采暖季通常处于40%～50%低负荷运行状态，而采暖季又通常满负荷运行，这种运行的不稳定使得锅炉经常处于正压和负压交替运行的状态，而炉墙受交变应力的影响，造成刚性梁连接部位产生松动，严重

5、的会将连接销轴拉断。1.4受热面磨损受热面的磨损对于正常运行的锅炉设备是磨损问题中影响最大的。研究认为，烟气速度是影响磨损量的主要因素，锅炉的磨损量与烟气速度的3～3.5次方成正比。此外，磨损量也与飞灰的物理化学性能、飞灰浓度、颗粒和锅炉管子的耐磨性等因素有关。由于其炉膛出口存在残余旋转引起流速分布不均匀，当采用四角切圆燃烧方式的锅炉时，尾部烟道单侧磨损的问题会比较突出些。而采用前后墙对冲燃烧方式的炉子，因其炉膛出口烟气流速分布比较均匀，所以尾部烟道受热面的磨损相对均匀。1.5烟气排放大型燃煤锅炉在运行过程中产生

6、大量废气，对环境造成较大污染，影响了经济的可持续发展，限制了大型燃煤锅炉的发展。2大型燃煤锅炉安全问题的对策2.1防止炉膛结渣的对策（1）加强煤质管理。使用劣质煤是产生炉膛结渣的主要原因，在使用前应加强对燃煤的质量分析，尽量选择符合锅炉设计的媒质。（2）加强燃5烧调整。通过科学的计算确定出锅炉在不同负荷下燃烧器及磨煤机的合理投运方式，防止燃烧器区域的热负荷过于集中而导致缺氧现象。（3）加强对锅炉运行时的监控。应时刻保持对锅炉的监控，一旦发现锅炉出现结渣现象，必须及时进行处理，避免出现扩大；定期分析锅炉的运行情况，

7、尤其在燃用较易结渣煤的时候，应通过对减温水量及炉膛出口温度的变化规律分析，采取适当的措施降低结渣的产生。（4）及时清除焦渣。通过周期性的调整锅炉负荷是避免大量结渣的有效手段。当电网低负荷运行时通过降低锅炉负荷，能够有效的清除炉膛内部及过热器区域内的焦渣；定期对炉膛进行吹灰，及时清除燃烧器区域内的浮焦，也是避免结渣扩大化的有效手段。2.2防止水冷壁腐蚀的对策（1）煤质特性。煤质的反复多变将会对水冷壁的腐蚀带来较为复杂的影响，因此，加强对入炉煤质的检测及运行调整以及优化动力配煤，对于防止水冷壁腐蚀具有重要影响。（2）

8、锅炉制造时的钢材可考虑选用抗腐蚀性强的高铬钢或通过在钢材表面渗铝、渗铬管的形式来提高锅炉的抗高温腐蚀性能。（3）合理调节炉内的空气动力场，降低一次冲刷墙壁的强度；加强一、二次风的扰动，冲淡烟气中的腐蚀性硫、氯化物、一氧化碳等气体的浓度，从而有效降低烟气对水冷壁的腐蚀。2.3降低炉墙振动的对策5通过在机组安装或大修过程中严格按照图纸进行施工，防止不符合图纸尺寸的零件及部件出