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鍋爐軟化水處理設(shè)備不同裝置的操作流程介紹

2022-01-18 09:52:00

一、什么是鍋爐結(jié)焦?

所謂鍋爐結(jié)焦,就是在燃煤或者燃油的鍋爐中,局部燃料積聚在燃燒器的噴口、燃料床上或者受熱面上,在高溫少氧的情況下,所形成的結(jié)積焦塊。結(jié)焦是怎么形成的呢?結(jié)焦是鍋爐運(yùn)行中比較普遍的問題,一般情況下,隨著煙氣一起運(yùn)動的灰渣顆粒,由于爐膛水冷壁受熱面的吸熱而同煙氣一起被冷卻,如果液態(tài)的渣粒在接近水冷壁或爐墻前,已經(jīng)因?yàn)闇囟冉档投?當(dāng)附著在受熱面管壁上時,將形成一層疏松的灰層,運(yùn)行中通過吹灰可以除掉。當(dāng)爐膛內(nèi)溫度較高時,一部分灰顆粒已經(jīng)達(dá)到熔融或半熔融狀態(tài),若這部分灰顆粒在達(dá)到受熱面前未得到足夠冷卻達(dá)到凝固狀態(tài),具有較高的粘結(jié)能力,就容易粘附在受煙氣沖刷受熱面或爐墻上,甚至達(dá)到熔化狀態(tài),粘附熔融或半熔融狀態(tài)的灰顆粒和未燃盡的焦炭使結(jié)焦不斷發(fā)展。

在燃燒過程中,煤粉顆粒中所含的易熔或易氣化的物質(zhì)迅速揮發(fā),成氣態(tài)進(jìn)入煙氣中,當(dāng)溫度降低時凝結(jié),或者粘附在煙氣沖刷的受熱面或爐墻上?;蛘吣Y(jié)在飛灰顆粒表面,成為熔融的堿化物膜,然后粘附在受熱面上形成初始結(jié)焦層,成為結(jié)焦發(fā)展的條件。如果鍋爐床溫過高,導(dǎo)致渣溫高,達(dá)到其軟化點(diǎn),一般為1040℃,爐渣軟化后形成結(jié)焦。結(jié)焦的爐渣急劇過快冷卻能形成硬塊,不易碎裂,出現(xiàn)堵塞排渣機(jī)等運(yùn)行問題。

燃料中存在大量的灰份,灰分在這樣高的溫度下,爐膛內(nèi)又嚴(yán)重缺氧,大多數(shù)的灰分都會熔化成液態(tài),或者呈現(xiàn)為軟化狀態(tài)。由于四周的水冷壁不斷的吸收熱量,所以從燃燒的火焰中心向外四周,溫度越來越低。越接近水冷壁的溫度就越低。隨著溫度的降低,灰份必將從液態(tài)、變?yōu)檐浕癄顟B(tài)、硬化變成固態(tài)。如果灰在還是軟化狀態(tài)的情況下,就碰到受熱面時,由于受到驟然冷卻而直接硬化,粘結(jié)在受熱面上,這樣就形成了結(jié)焦。

二、形成結(jié)焦的原因

形成結(jié)焦的原因有很多,最主要的有以下幾點(diǎn)。我們來分析一下。

1.煤種的影響:結(jié)焦的形成,與煤種有直接的關(guān)系。煤的質(zhì)量不好,灰分較大,就容易形成結(jié)焦。相反就不容易形成結(jié)焦。

2.煤粉質(zhì)量的影響:磨煤機(jī)鋼球磨損嚴(yán)重、分離器堵塞及中速磨磨輥磨損、旋轉(zhuǎn)分離器的轉(zhuǎn)速等因素的影響,導(dǎo)致磨煤出力的降低。煤粉的質(zhì)量下降,無法保證煤粉的安全、溫度、高效運(yùn)送。而無法及時加入煤粉,便會使?fàn)t膛長時間的保持很高的溫度,使灰分有機(jī)會軟化液化,給結(jié)焦創(chuàng)造了條件。

3.爐膛內(nèi)溫度的影響:爐膛燃燒器區(qū)域中的溫度越高,灰分就越容易達(dá)到軟化狀態(tài),或者達(dá)到熔融狀態(tài)。這就給結(jié)焦制造了源頭。形成結(jié)焦的可能性也就越大。燃燒區(qū)域內(nèi)的溫度越高,煤粉中容易揮發(fā)的那部分物質(zhì)的氣化也就越強(qiáng)烈。為結(jié)焦由創(chuàng)造了條件。

4.風(fēng)煤配比的影響:風(fēng)機(jī)對結(jié)焦的影響主要是引送、一次風(fēng)機(jī),鍋爐的引風(fēng)機(jī)是用來進(jìn)將爐膛中燃料燃燒所產(chǎn)生的煙氣吸出并送入煙道。由于引風(fēng)機(jī)所吸出運(yùn)送的煙氣是高溫的,并帶有大量的灰分和雜質(zhì)。所以如果引風(fēng)機(jī)的風(fēng)力不足時,就會有煙氣中的灰分沒有被吸出,便會被高溫成軟態(tài)進(jìn)而成為液態(tài),這樣就給結(jié)焦又創(chuàng)造了條件。

5.空氣動力場特性的影響:在鍋爐的爐膛內(nèi)。如果火嘴安裝的角度不正確,和配風(fēng)配的就會不合理。這樣就會導(dǎo)致爐內(nèi)的空氣動力工況呈不良狀態(tài)。這樣就會造成燃燒的切圓過大,使燃燒中心偏離。高溫的煙氣便會沖刷水冷壁面。煙氣中的熔渣在未得到凝固前就接觸水冷壁,瞬時硬化面而形成結(jié)焦。

6.煤粉濃度與細(xì)度的影響:噴煤的煤粉質(zhì)量也會導(dǎo)致結(jié)焦的產(chǎn)生。

7.熱負(fù)荷的影響:爐膛容積的熱負(fù)荷、爐膛斷面的熱負(fù)荷、燃燒器區(qū)域的熱負(fù)荷、爐膛的幾何尺寸都對鍋爐結(jié)焦有影響。

8.吹灰器的影響:鍋爐的吹灰器長期不投入使用。受熱面上的積灰會逐漸增多,也會被高溫缺氧而軟態(tài)和液態(tài),從而導(dǎo)致結(jié)焦。

9.結(jié)焦與灰熔點(diǎn)有關(guān)

結(jié)焦的根本原因是熔化狀態(tài)下的灰沉積在受熱面上??梢?,灰的熔點(diǎn)是結(jié)焦的關(guān)鍵??捎没胰埸c(diǎn)溫度及灰的主要成分來判斷煤灰的結(jié)渣指標(biāo)。通??捎没页煞种械拟}酸比、硅鋁比、鐵鈣比及硅值來判斷其結(jié)焦傾向,灰的熔點(diǎn)與灰的化學(xué)成分、灰周圍的介質(zhì)性質(zhì)及灰分濃度有關(guān)?;业幕瘜W(xué)成分以及各成分含量比例決定灰熔點(diǎn)的高低?;胰埸c(diǎn)比其混合物中低熔點(diǎn)還要低?;胰埸c(diǎn)越低,鍋爐受熱面越容易結(jié)焦?;胰埸c(diǎn)與灰周圍的介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)煙氣中有CO、H2等還原性氣體存在時,灰熔點(diǎn)降低大約200℃。這是因?yàn)檫€原性氣體能使灰分中高熔點(diǎn)的Fe2O3還原成低熔點(diǎn)的FeO的緣故,二者熔化溫度相差200~300℃?;胰埸c(diǎn)還與煙氣中灰的濃度有關(guān)。在其他條件相同的情況下,煤中含灰量不同,灰熔點(diǎn)也會發(fā)生變化。這是因?yàn)榛曳种懈鞒煞衷诩訜徇^程中,相互接觸越頻繁,則產(chǎn)生化合、分解、助熔的機(jī)會也越多,則熔點(diǎn)降低的可能性也越大。

三、鍋爐結(jié)焦的危害

結(jié)焦對鍋爐汽水系統(tǒng)的影響是什么?

①結(jié)焦會引起蒸汽溫度偏高:在爐膛大面積結(jié)焦時會使?fàn)t膛吸熱大大減少,爐膛出口煙溫過高,使過熱器傳熱強(qiáng)化,造成過熱蒸汽溫度偏高,導(dǎo)致過熱器管超溫。

②破壞水循環(huán):爐膛局部結(jié)焦以后,使結(jié)焦部分水冷壁吸熱量減少,循環(huán)流速下降,嚴(yán)重時會使循環(huán)停滯而造成水冷壁管爆破事故。

③降低鍋爐出力:水冷壁結(jié)渣后,會使蒸發(fā)量下降,成為限制出力的因素。

鍋爐熱效率下降:受熱面結(jié)焦后,使傳熱惡化排煙溫度升高,鍋爐熱效率下降;燃燒器出口結(jié)焦,造成氣流偏斜,燃燒惡化,有可能燒壞燃燒器;使鍋爐通風(fēng)阻力增大。

影響鍋爐出力:水冷壁結(jié)焦后,會使蒸發(fā)量下降;爐膛出口煙溫升高,蒸汽出口溫度升高,管壁溫度升高,以及通風(fēng)阻力的增大,有可能成為限制出力的因素。

影響鍋爐運(yùn)行的安全性:結(jié)渣后過熱器處煙溫及汽溫均升高,嚴(yán)重時會引起管壁超溫;結(jié)焦通常是不均勻的,結(jié)果會使過熱器熱偏差增大,對自然循環(huán)鍋爐的水循環(huán)安全性以及強(qiáng)制循環(huán)鍋爐的水冷壁熱偏差帶來不利影響;爐膛上部結(jié)焦塊掉落時,可能砸壞冷灰斗水冷壁管,造成爐膛滅火或堵塞排渣口,并且結(jié)焦容易形成大量大塊焦塊,大塊焦渣掉落在冷渣斗內(nèi)堆積不能及時運(yùn)走使鍋爐被迫停運(yùn)。

結(jié)焦會大大縮短鍋爐及其設(shè)備的使用壽命。排煙的損失增大,鍋爐熱效率的降低。引風(fēng)機(jī)消耗的電量增加。


四、產(chǎn)生結(jié)焦該如何處理呢?

首先是改變焦渣特性,讓焦塊變得疏松,讓焦渣呈粉末狀,這樣就避免了大塊掉落造成的危害。其次是根據(jù)煤種的變化增加吹灰次數(shù)及時快速清除鍋爐的各受熱面上的焦渣,防止因管壁結(jié)焦所造成的爆管。再次是停爐,人工除焦。

捅渣工作,是鍋爐運(yùn)行專業(yè)安全風(fēng)險很高的一項(xiàng)工作!火星四濺亂飛,10多米的鋼筋扁鋼燒的通紅彎彎曲曲,一不小心就會燙到人!

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