準東煤摻燒鍋爐結(jié)焦分析及對策

【摘要】爐膛內(nèi)結(jié)焦會使水冷壁輻射吸熱量下降，爐膛出口煙溫升高，使對流受熱面因熱負荷升高而造成超溫;通風阻力增大;體形較大的焦脫落會砸壞水冷壁或冷灰斗，甚至造成爐膛滅火。如何摻燒新疆準東煤，有效防止鍋爐結(jié)焦顯得尤為重要。

【關(guān)鍵詞】結(jié)焦;沾污;堿金屬;灰熔點;摻燒

1、摻燒準東煤存在的問題

1.1水冷壁結(jié)渣。水冷壁結(jié)渣嚴重、爐內(nèi)吹灰器吹灰頻率增加，造成水冷壁減薄爆管。

1.2高溫腐蝕。高過、高再管壁腐蝕嚴重，部分電廠存在管束泄漏，大量換管問題。

1.3對流受熱面沾污積灰和管子磨損。

1.4爐膛垂直水冷壁壁溫偏差較大，大屏及水平煙道有結(jié)渣，尾部豎井煙道受熱面前后煙氣壓差明顯升高，再熱汽溫兩側(cè)偏差增大。

2、準東煤的結(jié)渣性能

2.1堿酸比B/A=（CaO+MgO+Fe2O3+K2O+Na2O）/（SiO2+Al2O3+TiO2）

2.2硅比Sp=SiO2/（SiO2+Fe2O3+CaO+MgO）

2.3 FKNA指數(shù)FKNA=（Fe2O3+K2O+ Na2O）/Al2O3

2.4鐵鋁比F/A= Fe2O3/Al2O3

2.5無論通過灰熔點、灰成分還是一維爐結(jié)渣指數(shù)分析，準東煤均屬于嚴重結(jié)渣煤。

3、鍋爐結(jié)焦原因分析

3.1結(jié)渣的內(nèi)因特性?；业娜廴谔匦?管壁表面粗糙程度;爐內(nèi)結(jié)渣有自動加劇特性。

3.2結(jié)渣的外部條件。燃燒時空氣量不足;燃料與空氣混合不充分;爐內(nèi)火焰偏斜;爐膛出口煙溫增高;底漏風量大;吹灰、除渣不及時;爐設計、安裝或檢修不良;摻燒煤種灰熔點溫度偏低;準東煤堿金屬含量超標。

4、對灰渣特性的影響

4.1 SiO2 的影響。隨著 SiO2 含量的增加，其軟化溫度逐漸降低;當Si02質(zhì)量分數(shù)逐步增加后，多余的Si02以單體存在于煤灰中，導致煤灰熔融性溫度升高。

4.2 Al2O3的影響。在煤灰中熔化過程中起“骨架”作用，其質(zhì)量分數(shù)越高“骨架”成分越多，熔點越高。

4.3 Fe2O3的影響。隨著Fe2O3含量的增加，軟化溫度逐步降低。Fe2O3每增加1%，流動溫度FT平均降低6.4℃。

4.4 CaO 的影響。CaO 屬于堿性氧化物，本身熔點很高2610℃，隨著CaO含量的從無到有，樣品軟化溫度逐步降低，然后又有回升的趨勢。

4.5 Na2O 的影響

隨著Na2O含量的增加而增加，溫度從800℃～900℃開始就有霞石（NaO·A1203·2SiO2）和鉀長石（KaO·A1203·6SiO2）生成;在1100℃時，Na2O含量為8% 的樣品已經(jīng)出現(xiàn)大量液相而彎曲變形， 1200℃時Na2O占3.12%的樣品也出現(xiàn)了同樣的情況。

5、防止結(jié)渣

5.1調(diào)整爐內(nèi)燃燒。下擺噴燃器噴口;降低爐膛負壓;降低一次風率使著火提前;減小切圓避免氣流貼墻結(jié)渣;保持合適的空氣量。

5.2燃燃料管理。嚴防低灰熔點煤源進入煤場造成鍋爐結(jié)焦發(fā)生;調(diào)整原煤摻燒配比，降低準東煤摻配比例至70～75%左右;根據(jù)摻燒后混煤的堿金屬含量控制其參數(shù)在Na2O≤3.5、K2O≤1.5范圍內(nèi);

5.3運行調(diào)整。根據(jù)爐膛出口煙判斷爐膛內(nèi)燃燒過程的均勻性和煤粉到達爐膛出口的燃盡程度;對各段受熱面的換熱比例進行計算分析，判斷受熱面運行狀態(tài)。

5.4防止爐內(nèi)結(jié)焦。適當降低一次風率;合適的煤粉細度;優(yōu)化燃燒配風，減小火焰切圓;調(diào)整各層燃燒器的火焰切圓，防止其偏斜。加強爐膛吹灰頻率。

5.5防止水平煙道受熱面結(jié)焦。適當提高運行氧量;降低爐膛出口煙溫，減少堿金屬蒸汽在水平和尾部煙道受熱面上的凝結(jié)和沾附;通過各級受熱面進出口汽溫和溫升的變化趨勢，判斷結(jié)焦位置，針對性的吹灰。

5.6提高檢修質(zhì)量。鍋爐檢修時應徹底清除爐內(nèi)積存灰渣，并做好漏風試驗以堵塞漏風。進行冷態(tài)假想切圓測量及燃燒器擺角角度檢查和調(diào)平試驗。

5.7設計優(yōu)化。增大爐膛容積及截面積，拉開燃燒器間距;針對性的設計燃燒器;選擇合理上一次風到屏底距離;采用合理的燃燒區(qū)域熱負荷;受熱面結(jié)構(gòu)設計;優(yōu)化吹灰器選型和布置方式。

5.8準東煤摻燒

5.8.1高嶺土摻燒。高嶺土成分以SiO2和A1203為主，SiO2單質(zhì)熔點高達到1730℃;添加1O%高嶺土后，其爐膛結(jié)焦比純燒準東高堿煤要好一些，雖仍有流渣但其渣的致密程度要比純燒準東高堿煤要低。

5.8.2煤矸石摻燒。井煤煤質(zhì)變化較大時爐內(nèi)結(jié)焦較多，爐底排渣變化較大。質(zhì)地較輕的紅渣在屏過受熱面上逐漸沾附、增厚。

5.8.3油頁巖摻燒。對油頁巖成份以及露天煤與油頁巖混合樣做全元素分析、熱值分析及灰熔點分析?；旌媳壤刂圃?.5：0.5～8.8：1.2。

5.8.4石灰石摻燒低灰熔點煤，而采用添加 CaCO3到一定量后，其灰熔點均可上升至>1250℃，它一種切實可行的提高灰熔點的方法。

5.8.5沙土摻燒。當摻燒到沙土的磨煤機電流偏大，電場輸灰壓力增大，易堵灰。撈渣機液壓驅(qū)動力變化大。

5.8.6摻燒除焦劑。液體除焦劑噴入爐內(nèi)后即迅速汽化，并隨煙氣氣流通過爐膛、過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器等，直至排出。

5.8.7爐內(nèi)噴涂。針對電廠鍋爐實施防高溫腐蝕、磨損、飛灰堆聚、抑制結(jié)焦的熱噴涂技術(shù)，納米陶瓷冷噴涂技術(shù)。

結(jié)語：

影響鍋爐結(jié)焦的原因較多：爐型選擇，容積和截面熱負荷的設計、噴燃器的選擇、一次風壓的選擇、二次風的配比、入爐煤的低位發(fā)熱量、入爐煤的堿金屬含量、灰熔點溫度高低、撈渣系統(tǒng)及爐本體漏風情況等等。當前防止結(jié)焦方法有：低負荷掉焦法、爐外加藥法、爐內(nèi)噴藥法、分倉上煤法、爐外摻燒上煤法、儀器調(diào)整法等;需要結(jié)合各電廠鍋爐實際結(jié)焦情況有針對性行的進行處理不建議盲目套用、照搬。

參考文獻：

[1]哈爾濱鍋爐廠空預器有限責任公司提供的安裝圖紙及廠家相關(guān)資料.

[2]白國亮主編《鍋爐設備運行》.

[3]張堃，黃鎮(zhèn)宇，修洪雨等人編寫.《煤灰中化學成分對熔融和結(jié)渣特性影響的探討》.

[4]烏曉江，張翔，陳楠編寫.《高嶺土對新疆高堿煤沾污結(jié)渣特性的影響研究》.

[5]趙東編寫《鍋爐結(jié)渣沾污控制策略》.

作者簡介：

郗來鵬（1978-），男，漢族，籍貫陜西，2006年畢業(yè)于華北電力大學電氣及工程及自動化專業(yè)，現(xiàn)任中煤能源新疆煤電化有限公司發(fā)電運行部鍋爐運行主管，工程師。