中压锅炉炉膛结焦分析
从每年锅炉轮休情况看,都有不同程度的结焦问题，今年中压锅炉结焦严重，导致负荷提不起来，蒸汽温度降不下来。锅炉结渣、积灰不但增加了锅炉受热面的传热阻力，使受热面传热恶化、煤耗增加、降低锅炉的热效率，还可能造成烟气通道的堵塞，影响了锅炉的安全运行，严重时会发生设备损坏、人身伤害事故。
一、 结焦原因分析
锅炉结焦是个复杂的物理化学过程,它涉及煤的燃烧、炉内传热、传质、煤的潜在结渣性、灰渣粒子在炉内运动以及灰渣与管壁间的粘附等复杂过程,至今还没有能定量描述结渣过程的数学模型。根据研究结果,可以初步得出有关结渣的机理。烟气中的煤灰在高温下大多熔化为液态或呈软化状态，含灰气流转向时,具有较大惯性动量的灰粒离开气流而撞击炉管沉积到受热面上。由于水冷壁的吸热，从燃烧火焰中心向外，越接近水冷壁温度越低，在正常情况下，随着温度的降低，灰份将从液态变为软化状态进而变成固态，如果灰还保持着软化状态就碰到受热面时，由于受到冷却而粘结在受热面上，形成结渣（俗称结焦）。 当烟气冲刷炉管时，炉管的背面形成涡流区，大的灰粒因其运动惯性动能大，不容易卷进涡流区；但小的灰粒则容易被卷近旋涡撞在管壁上，并通过静电引力及摩擦阻力等方式粘结在炉管的背面，这就是今年轮休所看到的炉管全面都有焦的原因。 由此可得出结焦的主要原因是（哪批）原煤的灰熔点过低，煤的灰熔点又叫煤炭熔融性，是固体燃料中的灰分，达到一定温度以后，发生变形，软化和熔融时的温度，是锅炉用煤的一个重要的质量指标，可以反映煤中矿物质在锅炉中的动态，根据它可以预计锅炉炉管的结渣状况。与原料中灰分组成有关，灰分中三氧化二铝、二氧化硅含量高，灰熔点高；三氧化二铁、氧化钙和氧化镁含量越高，灰熔点越低。大家知道,煤的发热量过低,对锅炉
的安全运行危害极大,但是对于按设计煤种设计的锅炉来说,并不是煤的发热量越高越好呢。因此,要改变发热量高的煤就是优质煤,就是好煤的观念。这是因为当燃煤的发热量高于设计值太多时,炉膛温度及出口烟温骤升,即使燃用煤的ST值大于设计煤种的ST值,仍可能造成灰的熔融软化,而导致锅炉结渣,甚至被迫停炉。在这种情况下,锅炉结渣不是因为灰熔点低,而是因为所燃用的煤的发热量太高造成的。（铜陵煤）
炉管结焦还有其他原因，如1、燃烧过程中空气供应量不足。煤灰是多成分的复杂化合物,同一煤种的灰渣在不同的烟气或气体介质中,化学成分会发生变化,灰熔点也随着成分的改变而改变；2、锅炉连续高负荷运行。锅炉结渣、积灰随锅炉负荷及烟气温度的升高而增加；3、轮休检修清焦质量不好。去年轮休时清焦不彻底，造成容易挂焦。以上三项都在可控范围之内，因此可排除。
二、 防止炉内结焦的措施
1、选择适合锅炉设计煤种的原煤，保证按设计煤种运行是锅炉保持良好运行性能的关键因素。应选择符合锅炉设计煤质或接近设计煤质的主要特性(灰分、灰熔点、水分、挥发分)。
2、选择合理的烟气氧含量。锅炉运行氧量即炉内的氧化或还原性气体，它对锅炉的结焦有非常大的影响，如果锅炉运行氧量偏低，炉内还原性气体较强，煤的灰熔点就会下降，当烟气含氧量低于3%时，将会使CO含量急剧增加，锅炉就容易结焦。
3、运行中严格控制炉膛温度，特别是烧干气时。 炉膛温度过高，可使初始灰层的积灰外表层黏结性增强，加速积灰过程的发展。煤灰呈熔化或半熔化状态，熔灰会直接黏在受热面上，产生严重结焦。加大运行中过量空气系数，增加配风的均匀性，防止局部热负荷过高。
4、当燃用含高硫高的煤种时，更要注意燃烧调整工作，要确保煤在燃烧区能完全燃烧，如果锅炉的燃烧不完全时，烟气中带有大量的碳粒子，这些碳粒子可以吸附烟气中的二氧化碳、二氧化硫和水蒸汽。二氧化硫和水蒸汽结合后氧化形成硫酸。含有硫酸的碳粒子具有很强的粘性，它沉积在受热面上不仅很牢固，而且硫酸有很强的腐蚀性，它与受热面作用生成硫酸亚铁，更增加的这种灰的牢固性。
5、运行中受热面上积聚一些飞灰是难免的，如果不及时清除，积灰后受热面变得粗糙，当有粘性的灰碰上去时很容易在上面形成结焦，刚开始由于形成结焦的壁面温度较低，焦质疏松容易清除，但如果不及时打焦，结焦将自动加剧，结焦量加大，而且越来越紧密，以致于很难去除。
动力车间 二O一三年三月
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