電廠鍋爐結(jié)渣預(yù)防措施

高瑞　周趙偉

【摘 要】鍋爐發(fā)生結(jié)渣嚴(yán)重影響鍋爐的安全運(yùn)行。本文對預(yù)防鍋爐結(jié)渣進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】鍋爐；結(jié)渣；安全運(yùn)行；預(yù)防措施

鍋爐發(fā)生結(jié)渣時，降低了傳熱效果，增加了鍋爐排煙損失，且增加了通風(fēng)電耗，加劇了金屬的腐蝕，同時影響到受熱面內(nèi)部汽水正常工作。嚴(yán)重的結(jié)渣將堵塞煙氣通道及爐膛排渣口并且使汽水管過熱引起爆管。鍋爐結(jié)渣、積灰應(yīng)以預(yù)防為主。無論是運(yùn)行中還是點火中，一旦出現(xiàn)結(jié)渣，焦塊就會迅速增長，應(yīng)及早的發(fā)現(xiàn)結(jié)渣并予以清除，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)渣，則應(yīng)立即停爐，實施打焦和清除小焦塊操作。

1.控制爐內(nèi)結(jié)渣過程的主要因素

根據(jù)鍋爐結(jié)渣機(jī)理，控制爐內(nèi)結(jié)渣過程的主要因素，有以下幾方面：

1.1 煤的潛在結(jié)渣性

煤潛在的結(jié)渣性與煤灰的組分、存在形態(tài)、熔化特征溫度和粘溫特性等因素有關(guān)。煤灰主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、Na2O、K2O、MgO、TiO2、P2O5、SO3等成分組成，煤灰的成分與煤灰的熔化特征溫度和粘溫特性間存在著統(tǒng)計關(guān)聯(lián)。對于眾多的煤潛在的結(jié)渣性評估指標(biāo)，由于取得這些指標(biāo)時所依據(jù)的物理概念不同，在使用時要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。

1.2 正確設(shè)計爐膛結(jié)構(gòu)

過去爐膛設(shè)計最重要的結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)是爐膛容積熱強(qiáng)度和爐膛斷面熱強(qiáng)度，整個爐膛設(shè)計合理的判斷指標(biāo)是爐膛出口煙溫應(yīng)低于燃料的灰熔點。然而對300MW及以上鍋爐爐膛設(shè)計的研究表明，大型鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計的指標(biāo)遠(yuǎn)不止這幾項。除爐膛容積熱強(qiáng)度、爐膛斷面熱強(qiáng)度外，還有燃燒器區(qū)域的熱強(qiáng)度、爐膛輻射受熱面熱強(qiáng)度、最上層燃燒器中心距分隔屏式過熱器底部的高度、以及最下層燃燒器中心距冷灰斗上沿的高度等一系列指標(biāo)。加入這些指標(biāo)的目的是不僅要滿足爐膛燃燒和傳熱的要求，還要保證爐膛運(yùn)行安全可靠。設(shè)計燃燒器和選擇假想切圓的原則應(yīng)是在保證一次風(fēng)射流引射和卷吸高溫?zé)煔?，使其迅速著火和燃燒穩(wěn)定的前提下，提高射流速度，減少偏轉(zhuǎn)，避免出現(xiàn)在爐墻附近燃燒，尤其不能出現(xiàn)射流貼墻燃燒。為此，在設(shè)計燃燒器時，應(yīng)控制單組燃燒器的高寬比H/B一般不要大于8。為避免產(chǎn)生風(fēng)簾，兩組燃燒器之間的有效間距通常不應(yīng)小于1100mm，這樣可減小射流兩面的壓差，提高射流剛度，防止射流貼墻或靠墻。在選擇四角射流假想切圓時，考慮到射流進(jìn)入爐膛后不可避免的要產(chǎn)生較大偏轉(zhuǎn)，因此切圓直徑不易過大，一般以600mm～800mm較為合適。根據(jù)試驗研究和我國目前的運(yùn)行實踐證明，燃燒器選擇上述數(shù)值在正常運(yùn)行調(diào)整時，一般可避免射流偏轉(zhuǎn)而引起的爐膛結(jié)渣。

1.3 控制爐膛出口煙溫

當(dāng)有充足的空氣量時，控制爐膛出口煙溫是避免結(jié)渣的又一重要方面。爐膛出口煙溫控制在規(guī)定范圍為內(nèi)，一般可避免爐膛上部的結(jié)渣。為使?fàn)t膛出口煙溫不過高，可采用調(diào)整燃燒和適當(dāng)減少爐膛熱強(qiáng)度的方法達(dá)到。

（1）合理配風(fēng)。合理配風(fēng)的唯一標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是風(fēng)、粉混合均勻，著火迅速和燃燒穩(wěn)定，迅速、完全。這樣，爐膛出口煙溫就會降低。配風(fēng)不當(dāng)使火焰中心上移，就使?fàn)t膛出口煙溫升高；火焰中心下移，將使冷灰斗附近溫度升高。因此，在運(yùn)行中應(yīng)注意配風(fēng)，使火焰中心保持在爐膛中心。

（2）減少爐膛熱強(qiáng)度。提高鍋爐效率可減少燃料消耗，保證給水參數(shù)，減少鍋爐飽和蒸汽的用量等均可達(dá)到降低爐膛熱強(qiáng)度的目的。為避免爐膛熱強(qiáng)度過大，應(yīng)禁止鍋爐在較大的超負(fù)荷工況下運(yùn)行。

（3）降低火焰中心。石橫電廠采用四角布置燃燒器的鍋爐，盡量利用下排燃燒器，同時下排二次風(fēng)量不易過大，這樣可使火焰中心下移。

1.4 保持適當(dāng)?shù)目諝饬?/p>

過剩空氣量過大，煙氣量增加，火焰中心上移，爐膛出口煙溫升高；過?？諝饬刻。紵龑⒉煌耆?，還原氣氛增強(qiáng)，同時飛灰可燃物也增加，兩者都為結(jié)渣創(chuàng)造了條件。所以，應(yīng)保持適當(dāng)?shù)倪^量空氣系數(shù)，一般認(rèn)為：Vdaf>20%時，=1.20左右；Vdaf<20%時，α=1.25左右比較適當(dāng)。在不同負(fù)荷下使?fàn)t膛燃燒工況均處于氧化性氣氛中，可人為破壞煤灰組成化合物在燃燒過程中共熔而降低灰熔點的條件，防止?fàn)t內(nèi)生成過多的還原性氣體，保持合適的爐內(nèi)空氣動力特性，避免爐內(nèi)過量空氣系數(shù)太低，特別是防止水冷壁等受熱面附近出現(xiàn)還原性氣氛，防止鍋爐結(jié)渣。

2.預(yù)防鍋爐結(jié)渣采取的措施

2.1 做好設(shè)備檢修工作

充分利用機(jī)組大小修的機(jī)會，根據(jù)運(yùn)行中出現(xiàn)的結(jié)渣情況，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整燃燒器。檢查燃燒器有無燒壞，變形情況，及時校正修復(fù)，檢修時應(yīng)徹底清除積存灰渣，而且應(yīng)做好堵漏風(fēng)工作。輔助風(fēng)及燃料風(fēng)擋板的調(diào)整，每次大小修、臨故修作為重點來檢查調(diào)整，以保證運(yùn)行中風(fēng)箱/爐膛差壓滿足鍋爐燃燒要求，從而能從噴燃器結(jié)構(gòu)上有效避免鍋爐結(jié)渣的形成。

2.2 經(jīng)常開展熱力測試工作，提供準(zhǔn)確測試報告

加強(qiáng)燃料管理，保證按設(shè)計煤種運(yùn)行是電廠保持良好運(yùn)行性能的關(guān)鍵因素。電廠燃料供應(yīng)應(yīng)符合鍋爐設(shè)計煤質(zhì)或接近設(shè)計煤質(zhì)的主要特性（灰分、灰熔點、水分、揮發(fā)分）。煤場存煤要按不同煤質(zhì)進(jìn)行分堆，根據(jù)實際煤質(zhì)情況配制入爐煤。有條件時，可摻燒其它不易結(jié)渣的煤種（但也要符合設(shè)計煤質(zhì)要求）。每天及時準(zhǔn)確地提供入爐煤的工業(yè)分析和灰熔點，供運(yùn)行人員參考，以利鍋爐燃燒調(diào)整。這是保證鍋爐不結(jié)渣、不積灰的主要預(yù)防措施。在不同負(fù)荷下通過試驗找出合適的燃燒器傾角，適當(dāng)降低火焰中心，避免爐膛出口受熱面結(jié)渣。調(diào)整制粉系統(tǒng)，保持適當(dāng)?shù)拿悍奂?xì)度及較好的煤粉顆粒均勻性，也可起到提高煤粉燃盡程度、降低爐膛出口溫度的作用。

2.3 加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)視及操作，防止鍋爐結(jié)渣

對于電廠機(jī)組來說，運(yùn)行工作是生產(chǎn)第一線，是整個電廠能否安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，電廠對運(yùn)行工作高度重視，要求運(yùn)行人員在機(jī)組運(yùn)行中根據(jù)儀表指示和實際觀察來判斷結(jié)渣。爐膛結(jié)渣后，煤粉消耗量增加，爐膛出口煙溫升高，過熱汽溫升高切減溫水量增加，鍋爐排煙溫度升高；爐膛出口結(jié)渣時，爐膛的負(fù)壓值還會減小，嚴(yán)重時甚至有正壓出現(xiàn)。此時應(yīng)及時清渣，防止事故擴(kuò)大，運(yùn)行中保證及時吹灰也是防止結(jié)渣的有效措施。但是，吹灰也有負(fù)面效應(yīng)，如介質(zhì)損失、受熱面管子磨損、低負(fù)荷尾部煙道易積灰板結(jié)、管子產(chǎn)生熱應(yīng)力等。合理安排鍋爐吹灰器投運(yùn)頻率，是避免吹灰產(chǎn)生負(fù)面影響的主要措施。

（1）通過燃燒調(diào)整試驗建立合理的燃燒工況。燃燒調(diào)整試驗的目的是使鍋爐在最佳工況下運(yùn)行，其內(nèi)容應(yīng)包括：機(jī)組啟動前對鍋爐進(jìn)行冷態(tài)空氣動力場試驗，通過試驗找出燃燒器合理的配風(fēng)方式和最佳的內(nèi)、外調(diào)風(fēng)擋板位置，使?fàn)t內(nèi)組織起良好的空氣動力工況，確保鍋爐的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。確定不同負(fù)荷下燃燒器及磨煤機(jī)的投運(yùn)方式，防止燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷過于集中；確定鍋爐不投油穩(wěn)燃的最低負(fù)荷，盡量避免在高負(fù)荷時油煤混燒，造成燃燒器區(qū)域局部缺氧和熱負(fù)荷過高。

（2）確定不同負(fù)荷下的最佳過?？諝庀禂?shù)，調(diào)整一、二次風(fēng)率、風(fēng)速和風(fēng)煤配比，以及燃料風(fēng)、輔助風(fēng)的配比等，使煤粉燃燒良好而不在爐壁附近產(chǎn)生還原性氣氛。避免火焰偏斜直接沖刷爐壁等等。

（3）保證鍋爐氧量表指示準(zhǔn)確、可靠，及時對氧量表進(jìn)行標(biāo)定，便于運(yùn)行人員合理控制鍋爐運(yùn)行氧量，優(yōu)化鍋爐燃燒，減少因缺風(fēng)造成的鍋爐結(jié)渣積灰問題。

（4）加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行工況的檢查與分析，運(yùn)行值班人員每班必須對鍋爐結(jié)渣情況進(jìn)行就地檢查一次，發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重結(jié)渣情況，應(yīng)及時匯報、處理。鍋爐在額定工況運(yùn)行時，若發(fā)現(xiàn)減溫水量異常增大和過熱器、再熱器管壁超溫，或噴燃器全部下傾，減溫水已用足，而仍有受熱面管壁超溫時，應(yīng)適當(dāng)降低負(fù)荷運(yùn)行和加強(qiáng)吹灰，如已采取降負(fù)荷運(yùn)行等措施仍無效時，應(yīng)立即停爐處理。

（5）盡量使各燃燒器一、二次風(fēng)速保持一致，同時控制較為合適的一次風(fēng)煤粉濃度和保持合適的煤粉細(xì)度，以保持爐膛溫度場分布的均勻性。確定不同負(fù)荷下的最佳過?？諝庀禂?shù)，調(diào)整一、二次風(fēng)率、風(fēng)速和風(fēng)煤配比，以及燃料風(fēng)、輔助風(fēng)的配比等，使煤粉燃燒良好而不在爐壁附近產(chǎn)生還原性氣氛。

（6）加強(qiáng)吹灰器和除渣設(shè)備的運(yùn)行和維修管理。運(yùn)行人員要加強(qiáng)吹灰器的現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)吹灰器因泄漏或卡澀故障或程控失靈，應(yīng)立即手操退出，避免吹壞爐管和燒壞吹灰器。要加強(qiáng)吹灰器的缺陷管理和維修管理，出現(xiàn)問題及時消缺。經(jīng)常安排少量吹灰器輪流大修，保持吹灰器有高的可用率?；铱刂蛋嗳藛T應(yīng)加強(qiáng)對出灰情況的監(jiān)視和分析，若發(fā)現(xiàn)渣斗內(nèi)的堆渣超過斗內(nèi)的水位，采取措施無效時，應(yīng)停爐處理。

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