鍋爐運(yùn)行中防止結(jié)焦的優(yōu)化調(diào)整措施探討

張楠

摘 要：鍋爐結(jié)焦產(chǎn)生對(duì)鍋爐運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整不僅關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)能效益，而且是關(guān)系鍋爐運(yùn)行和設(shè)備使用人員的人身安全的重要問題。文章就鍋爐運(yùn)行過程中結(jié)焦這一常見的難題進(jìn)行分析和研究，并探討在具體的運(yùn)行過程中如何調(diào)整以防止鍋爐結(jié)焦。

關(guān)鍵詞：鍋爐結(jié)焦；安全運(yùn)行；鍋爐運(yùn)行調(diào)整

中圖分類號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）05-0171-02

鍋爐在使用過程中受多種因素的影響產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象，導(dǎo)致的鍋爐的受熱面產(chǎn)生受熱不均使機(jī)爐的效率降低，甚至設(shè)備損壞被迫停爐，而由于鍋爐結(jié)焦而產(chǎn)生的生產(chǎn)過程中的人身傷害事故等事件等較多。由于入爐的原料控制問題以及在鍋爐在設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行過程中的差異，在具體的結(jié)焦的防治過程中需要考慮到的問題非常復(fù)雜。

1 鍋爐結(jié)焦的機(jī)理分析和危害

1.1 鍋爐結(jié)焦的機(jī)理分析

鍋爐內(nèi)的溫度較高，火焰中心的溫度能夠到達(dá)1 500～1 700 ℃，一般在燃料在進(jìn)行燃燒的過程中，產(chǎn)生了粉煤灰黏著在鍋爐內(nèi)表面已經(jīng)呈現(xiàn)出熔融狀態(tài)，在受熱面上沉積，經(jīng)過一定時(shí)間的積聚形成一定厚度的焦渣在鍋爐內(nèi)表面這就形成了鍋爐內(nèi)壁常見的結(jié)焦現(xiàn)象。在這個(gè)過程中的反應(yīng)比較復(fù)雜，既有物理也有化學(xué)變化。由于燃燒過程中產(chǎn)生較多的灰，這些受熱的灰已經(jīng)變成液態(tài)黏著在受熱面上，呈現(xiàn)液態(tài)的結(jié)焦層更加容易將更多自由的煤灰集聚黏著導(dǎo)致結(jié)焦層的厚度和廣度不斷增加。

1.2 鍋爐結(jié)焦的危害分析

鍋爐結(jié)焦的引起的后果多且造成的危害非常嚴(yán)重，發(fā)生在不同部位的結(jié)焦造成的危害程度也會(huì)不同。結(jié)焦常發(fā)生的部位是在煤灰接觸密切的受熱面以及在爐膛的內(nèi)折焰角位置，除此之外，結(jié)焦也有可能出現(xiàn)在爐膛的出口和入口部位以及冷灰斗位置。煤灰結(jié)焦具有很大的熱阻值，過厚的結(jié)焦導(dǎo)致水冷壁的吸收熱量降溫的效果降低，由此引起通入出口的煙的溫度過高造成對(duì)流面的溫度過高。出口等關(guān)鍵部位結(jié)焦會(huì)導(dǎo)致通風(fēng)口的阻力變大，過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行會(huì)損害水冷壁等部件。長(zhǎng)期的結(jié)焦會(huì)使鍋爐不能正常運(yùn)行，鍋爐內(nèi)部達(dá)不到規(guī)定的溫度使得鍋爐滅火停產(chǎn)，甚至可能使得工作人員發(fā)生危險(xiǎn)。

鍋爐的內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)焦時(shí)，由于焦層具有比較高的熱阻值，這導(dǎo)致結(jié)焦部分和正常的鍋爐內(nèi)壁的溫度情況存在很大的差異，這種熱偏差會(huì)影響正常的水循環(huán)，對(duì)水冷壁以及噴燃器的正常運(yùn)行造成傷害。鍋爐內(nèi)壁的焦塊在掉落的過程中，可能會(huì)對(duì)水冷壁揮著冷灰斗劃傷導(dǎo)致泄露使得熱水飛濺造成工作人員受傷。在結(jié)焦的清理過程中，處理不慎會(huì)損害受熱面，吹灰器在工作中過程中出現(xiàn)故障會(huì)把水冷壁吹破，使用炮崩清理結(jié)焦具有很大的安全隱患。

2 鍋爐結(jié)焦的成因分析

2.1 鍋爐局部受熱不均

鍋爐受熱不均導(dǎo)致的局部受熱面熱負(fù)荷高于鍋爐的其他部位，熔融狀態(tài)下的灰渣的數(shù)量增加遠(yuǎn)高于其他部位，這就導(dǎo)致了受熱面的周圍灰渣的顆粒數(shù)量的增加，這主要是因?yàn)榛鹧嬷行奈恢玫钠币约盎鹧娴臏嘏荒苓_(dá)到要求造成的，在這種狀態(tài)下，處于火線邊緣的灰渣會(huì)加速結(jié)焦。這是鍋爐設(shè)計(jì)過程與安裝過程中的施工造成的，除了局部受熱不均的問題之外，還有鍋爐的容積設(shè)計(jì)不合理，為了提高生產(chǎn)效率而擴(kuò)大鍋爐的容積也會(huì)導(dǎo)致結(jié)焦問題；水冷壁的管之間的距離設(shè)計(jì)過大導(dǎo)致降溫效果不足等問題都會(huì)導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦。

2.2 燃燒煤的成分差異

我國(guó)不同地區(qū)使用的煤粉的質(zhì)量上存在很大的差異，煤粉的的質(zhì)量差異也是造成的鍋爐結(jié)焦的重要原因，通過分析可知煤粉的構(gòu)成一般是由揮發(fā)分、一定的水分、固定碳和一部分灰分組成。在實(shí)際的生產(chǎn)中使用的煤粉很多是貧煤，含有的金屬等雜質(zhì)比較多，在鍋爐的燃燒過程中，這些雜質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)熔融狀態(tài)形成表面具有一定的黏度的球形的灰粒粘附在鍋爐內(nèi)壁。

2.3 燃燒過程中供氧不足

當(dāng)爐膛內(nèi)部的溫度較高的時(shí)候，燃燒的速率比較高，發(fā)生的反應(yīng)劇烈，空氣中所含的氧氣消耗劇烈，不完全燃燒產(chǎn)生數(shù)量較多的一氧化碳，一氧化碳是還原性氣體，煤灰的熔點(diǎn)降低，這使更多的煤灰呈現(xiàn)熔融狀態(tài)使得鍋爐更容易結(jié)焦。

另外，鍋爐在過長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)行之后，鍋爐內(nèi)部的溫度持續(xù)升高，鍋爐內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)速度加快，熔融的灰粒得不到充足的時(shí)間冷卻在鍋爐的內(nèi)壁上形成結(jié)焦。吹灰和沒有按時(shí)除焦會(huì)加劇結(jié)焦的速度。

3 鍋爐結(jié)焦的防治措施探討

為了保證鍋爐的正常運(yùn)行，需要對(duì)鍋爐的結(jié)交問題進(jìn)行解決來提高鍋爐在具體運(yùn)行過程中的效率。

3.1 鍋爐內(nèi)部的溫度控制

鍋爐運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部的溫度過高時(shí)，煤灰呈現(xiàn)熔融狀態(tài)而無法得到冷卻容易引起結(jié)焦，因此必須在鍋爐的運(yùn)行過程中保持鍋爐內(nèi)部的溫度控制在一定的溫度范圍內(nèi)。控制鍋爐運(yùn)行的工作人員時(shí)刻關(guān)于爐膛內(nèi)部各部位的溫度，通過對(duì)添加的煤的數(shù)量以及進(jìn)入鍋爐內(nèi)部的空氣的量進(jìn)行控制，防止鍋爐內(nèi)部的火焰產(chǎn)生偏斜而引起的鍋爐局部的溫度過高，對(duì)于冷水壁的工作情況進(jìn)行時(shí)刻關(guān)注，對(duì)于不能正常工作的部件進(jìn)行更換以減少燃燒過程中灰粒的結(jié)焦。

3.2 嚴(yán)格的具體操作控制

鍋爐各組件的壓力控制，見表1。

首先對(duì)于投入鍋爐的煤進(jìn)行粒度分析和成分分析控制，根據(jù)投入煤的品質(zhì)進(jìn)行具體的調(diào)整。投煤的溫度要大于500 ℃，足夠高的溫度才能保證煤不會(huì)發(fā)生堆積進(jìn)行正常的燃燒。鍋爐內(nèi)壁溫度低于550 ℃時(shí)，投煤應(yīng)該采取斷續(xù)投煤的方式進(jìn)行，此時(shí)對(duì)床溫進(jìn)行持續(xù)觀察，等待床溫上升之后再進(jìn)行煤的投放。鍋爐內(nèi)壁的溫度高于550 ℃時(shí)，可以采取連續(xù)投放的方式進(jìn)行燃煤的補(bǔ)充，但是在補(bǔ)充過程中應(yīng)對(duì)床溫進(jìn)行觀察，保證投煤之后床溫明顯的溫度下降的現(xiàn)象之后再根據(jù)情況進(jìn)行投煤。在連續(xù)投煤中如果觀察溫度無明顯的變化或者是發(fā)生溫度降低的情況應(yīng)該減少投煤的數(shù)量或者進(jìn)行大風(fēng)量吹掃，如果長(zhǎng)時(shí)間無明顯變化應(yīng)該進(jìn)行停爐查勘。保證溫度控制在合理的范圍之內(nèi)，觀察溫度達(dá)到800 ℃之后，尅漸停油槍并進(jìn)行投煤，保證床溫不發(fā)生大的波動(dòng)。

3.3 采用科學(xué)的方法除焦

鍋爐內(nèi)結(jié)焦產(chǎn)生后不及時(shí)清除就會(huì)加劇結(jié)焦產(chǎn)生的速度，因此需要及時(shí)進(jìn)行除焦作業(yè)。采用人工除焦的方法不僅除焦的結(jié)果不理想，而且在實(shí)際的操作過程中使得鍋爐的內(nèi)表面變得粗糙更容易結(jié)焦，甚至對(duì)鍋爐造成傷害影響鍋爐的正常使用。在實(shí)際的運(yùn)行過程中采取化學(xué)作用來除焦是一種比較理想大的除焦措施。使用鍋爐除焦劑和鍋爐內(nèi)壁的焦層進(jìn)行反應(yīng)是粘附在表面的焦層在高溫作用中松化并發(fā)生燃燒，并隨著正常的煤灰或清灰排出鍋爐。采取這種方法能夠有效減少對(duì)鍋爐的損害并且能夠減少后續(xù)結(jié)焦的產(chǎn)生，但是使用除焦劑可能會(huì)增加生產(chǎn)的成本降低經(jīng)濟(jì)效益，因此對(duì)除焦劑的選擇和使用需要根據(jù)結(jié)焦的情況進(jìn)行選擇和控制。未來通過除焦劑的實(shí)驗(yàn)和研發(fā)降低除焦劑的生產(chǎn)成本，這將是一種具有發(fā)展和應(yīng)用潛力的除焦方式。

4 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)焦是鍋爐運(yùn)行過程中的常見多發(fā)問題，是影響著鍋爐正常運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)安全的阻礙，因此在實(shí)際的運(yùn)行過程中對(duì)鍋爐結(jié)焦的防治必須給予重視。在鍋爐運(yùn)行過程中，通過對(duì)發(fā)生結(jié)焦的情況進(jìn)行記錄和分析，對(duì)于入爐的煤料進(jìn)行成分分析和控制和過熱器的運(yùn)行情況進(jìn)行前期的控制對(duì)進(jìn)行除焦的具有重要意義。

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