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锅炉结焦的原因及预防措施

发表时间:2012-04-17 来源:职业卫生网 浏览次数: 评论: 顶: 踩:

 锅炉结焦是燃煤工业锅炉运行中比较普遍的现象,它会破坏正常燃烧工况,减少锅炉出力;损坏炉拱和炉管;破坏正常水循环,造成爆管事故,影响锅炉安全运行,严重时还会使炉膛出口堵塞而被迫停炉,从而造成安全事故。

一、结焦的原因

1.煤质的影响

煤在燃烧时,其灰分熔融特性温度用变形温度T1、软化温度T2和熔化温度T3数值表示,软化温度T2的高低是判断煤灰是否容易结焦的主要指标。灰的成分不同,其熔点也不同:煤中的硫化铁、氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量大时,灰熔点低,就容易结焦;煤中的氧化硅、氧化钾和氧化铝含量大时,灰熔点高,就不易结焦。煤的灰熔点一般在1250~1500℃(高于锅炉炉膛受热面的设计温度),而有些煤的灰熔点低于1100℃,燃用这种低灰熔点的煤则非常容易结焦。

2.超负荷运行

设计、安装和使用炉膛容积太小或锅炉超负荷运行,造成炉膛热负荷过高;辐射受热面布置较小,水冷壁管间距过大,吸热量偏高。这些都会成为锅炉在运行中产生结焦的原因。

另外,由于操作不当,送引风量太大,进行强化燃烧,炉温超过煤灰粘结温度时,也会形成高温结焦。若配风不当,煤不完全燃烧,会产生大量一氧化碳及氢气等气体,使灰中熔点较高的三氧化二铁还原成熔点很低的氧化铁,降低了灰熔点(可能降低300~350℃),这时,沸腾燃烧锅炉比较容易出现“低温结焦”,就是这个缘故。

3.清渣打焦

对焦渣清理不及时,把灰渣和红火混在一起,会加剧焦渣形成。

二、防止和沸除结焦的措施

1.改造炉膛结构

改造炉膛结构的目的是要控制炉膛温度和烟温,防止结焦,通常要将炉膛出口烟温控制在煤灰变形温度以下50~100℃,即最好在900~1050℃之间。要控制炉膛出口烟温,就要选取适当的炉排热负荷和炉膛热负荷。具体做法见表1及表2。

表1 炉排热负荷数据表

烧设备

手烧炉

链条炉

炉排面积( m2 

1.5~1.8

0.9~1.1

炉排热负荷

 

 

[kcal/(m2.h)] × 1000

500~600

500~900

      表2 炉膛热负荷数据表

燃烧设备

链条炉

其它层燃炉

炉膛容积( m2 

3~48

3~4

炉膛容器热负荷

 

 

[kcal/(m3.h)] × 1000

200~300

200~250


炉膛容器热负葆的高低还取决于炉膛内水冷壁布置的多少。水冷壁太少,炉膛容器热负荷过高,就会严重结焦。特别是炉膛出口的捕渣管不要布置得太密,否则容易挂渣堵死。降低炉膛温度和烟温的措施是改造炉膛的结构,如将拱璇里的暗管改为明管;炉膛两侧增加水冷壁或防焦联箱。

2.要防止超负荷运行

超负荷运行会引起结焦,对于裕量较大的风机来说,超负荷时就会较大幅度调大风量,提高送引风和二次风速及烟速,增加过剩空气量,这种强化燃烧状况结果使火焰偏高,烟气里携带的大量熔融状态的煤粒煤灰粘结在炉膛出口捕渣管上。此处平均温度很快高于灰熔点,形成结焦。例如,某一台10t/h链条炉,在燃用一种结焦性较强的煤种时,由于锅炉负荷不同而引起燃烧工况及热效率的变化见表3。防止超负荷运行要从给煤量、给水量、送风量和控制燃烧工况来进行。

 表3 锅炉燃烧同种煤在不同负荷情况下的工作情况

锅炉负荷( t/h 

运行时间 (h)

炉膛出口温度 (  )

炉膛结焦情况

锅炉效率 (%)

11.3

2

1110

结焦严重

72

10

2

1040

结焦较微

75

9.2

2

930

结焦轻微

78

8

2

840

 结焦

81

7

2

750

 结焦

80


3.加强运行操作的调整

一般把炉膛出口温度维持在900~1050℃,应做到以下三点:一是保持适当的过剩空气系数,合理使用一、二次风。若一次风太大,火焰上升的很高,甚至直射后墙,会促使高温结焦;若二次风使用得当,火焰中心下移,延长了烟气路线,可使炉膛出口温度降低60~100℃。炉膛出口过剩空气系数推荐值为:链条炉1.2~1.25。煤粉炉为1.2~~1.25;二是给煤要均匀,在负荷变化较大或煤种变化时,应及时调整煤层厚度,如链条炉燃用结焦性强的烟煤(灰分小),煤层厚度为80~140mm,炉排取快速,送风量较小。燃用结焦性较差的烟煤(灰分大),煤层厚度为100~160mm,炉排取中速,送风量较大。三是对于干煤应适当掺水,对于含硫化铁粘结性强的煤应及时打焦清渣,对于灰分大的煤应适当增加清炉次数,对于管群、烟管或烟室的堵灰应及时清理。

4.堵漏风

炉膛漏风破坏了正常燃烧工况,造成火焰的充满度和搅拌混合情况恶化,火焰中心升高或偏斜,会加速成焦渣的形成。解决的办法是减少漏风量,使炉膛出口负压不至过大(链条炉10~150Pa,煤粉炉为15~30Pa)。锅炉各部位的漏风系数应控制在:炉膛0.1,炉排0.15,省煤器0.1,空气热器0.1,除尘器0.05。

5.煤要混合掺烧

混合掺烧不同煤种,合理掌握煤块粒度及煤粉细度,特别是混在烧结焦性强和结焦性差的烟煤,是预防结焦,提高热效率的好办法。

三、打焦注意事项

1.要有足够数量的看火孔和打焦孔,位置和内扩角度要适当。

2.打焦人员要佩带劳动防护用品,最好在锅炉负荷较低,燃烧稳定时打焦。炉膛负压应控制在49~69Pa,燃烧不正常时,应禁止打焦和除尘。

3.做好打焦吹灰记录。打焦吹灰时,不得开送风机,停引风机,不得启动给煤设备和油枪。

4.加强吹灰工作。用手动空气枪头(压力为0.59~0.78MPa)吹来,对炉膛内较硬的焦块,可采用0.686~1.74MPa水压打焦,使焦块破裂脱落,但要防止直接喷到受执烦或砖墙上。

锅炉使用单位运行的锅炉因结焦而损失炉排、炉拱和炉管及其他燃烧设备,经济损失比较大;而且还影响正常的供热,甚至影响到安全生产。近年来,通过锅炉结焦预防技术的推广使用,锅炉因结焦而损坏的状况大为好转,效果明显。总之,锅炉结焦预防技术可节约设备修理、改造、购买等费用,并能够减少安全事故发生,保证安全生产。

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