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鍋爐蒸發(fā)受熱面存在問(wèn)題及防止措施

鍋爐蒸發(fā)受熱面存在問(wèn)題及防止措施

一、固態(tài)排渣鍋爐的結(jié)渣問(wèn)題

1.固態(tài)排渣鍋爐的結(jié)渣問(wèn)題

(1)固態(tài)排渣煤粉鍋爐,火焰中心溫度達(dá)到1400-1600℃;

(2)燃料中的灰分由多種礦物雜質(zhì)組成,在高溫火焰中呈現(xiàn)熔化狀態(tài);

(3)熔融的灰分接近水冷壁時(shí),可以積聚并黏結(jié)在受熱面外壁上,難于清除,形成了“結(jié)渣”(結(jié)焦);

(4)若熔融的灰分接近受熱面時(shí),已經(jīng)被冷卻降溫凝結(jié)為固態(tài),則受熱面不會(huì)“結(jié)渣”現(xiàn)象(積灰)。

2、受熱面結(jié)渣的危害    

(1)水冷壁結(jié)渣,增加傳熱熱阻,受熱面?zhèn)鳠釡p弱,鍋爐排煙溫度上升,效率下降;

(2)水冷壁結(jié)渣,傳熱減弱,鍋爐出力下降;

(3)部分水冷壁結(jié)渣,使水冷壁受熱不均,導(dǎo)致熱偏差,影響水循環(huán)的安全;

(4)水冷壁結(jié)渣,爐膛出口煙氣溫度上升,導(dǎo)致過(guò)熱蒸汽溫度上升,容易引起過(guò)熱器損壞;

(5)燃燒器噴口結(jié)渣,使?fàn)t內(nèi)空氣動(dòng)力特性受到破壞,影響正常燃燒過(guò)程;

(6)冷灰斗處結(jié)渣,使冷灰斗出口逐漸堵塞,無(wú)法正常排渣。

(7)爐膛上部大塊渣塊下落,會(huì)砸壞水冷壁或冷灰斗。

3、鍋爐受熱面結(jié)渣的影響因素

(1)煤粉灰分特性

通常把灰的軟化溫度ST作為是否結(jié)渣的主要指標(biāo)?;胰埸c(diǎn)低的煤(ST<1200℃)容易結(jié)渣。此外,結(jié)渣性指標(biāo)還包括:硅比、堿酸比、結(jié)渣指數(shù),極限黏度等。

(2)爐內(nèi)空氣動(dòng)力特性

氣流組織不當(dāng),導(dǎo)致火焰中心偏移,煤粉氣流火焰貼墻引起水冷壁局部結(jié)渣;

氣流組織不當(dāng),形成煙氣滯留漩渦區(qū)并形成還原性氣氛(存在CO),降低灰熔點(diǎn),增大了結(jié)渣的可能性。

過(guò)量空氣系數(shù):當(dāng)爐內(nèi)過(guò)量空氣過(guò)小,可能產(chǎn)生還原性氣氛,結(jié)渣傾向隨之增加。

(3)鍋爐熱負(fù)荷的影響

鍋爐設(shè)計(jì)熱負(fù)荷:熱負(fù)荷強(qiáng)度越大,爐內(nèi)燃燒器區(qū)域的溫度越高,煤灰達(dá)到熔融狀態(tài),結(jié)渣的可能性增大。

鍋爐運(yùn)行負(fù)荷:鍋爐運(yùn)行熱負(fù)荷越高,送入爐內(nèi)的熱量也越多,結(jié)渣的可能性也越大。

(4)煤粉細(xì)度的影響

粗煤粉燃燒時(shí)間長(zhǎng),當(dāng)煤粉中粗煤粉的比例增加時(shí),容易引起火焰延長(zhǎng),導(dǎo)致?tīng)t膛出口處的受熱面結(jié)渣。

4、防止受熱面結(jié)渣的措施       

(1)防止受熱面附近溫度過(guò)高。爐膛設(shè)計(jì)熱負(fù)荷強(qiáng)度合理,控制合理的爐溫;同時(shí)布置足夠的受熱面冷卻煙氣,保證熔化狀態(tài)的灰貼近受熱面之前已經(jīng)凝固;

(2)合理組織爐內(nèi)氣流,燃燒器布置合理,一、二次風(fēng)形成良好的氣流結(jié)構(gòu),保證火焰不直接沖刷受熱面;避免過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)低產(chǎn)生還原性氣氛;

(3)加強(qiáng)燃料管理,做好燃料灰成分分析及熔點(diǎn)分析,盡量使用設(shè)計(jì)煤種;避免煤粉過(guò)粗;

(4)加強(qiáng)運(yùn)行管理,及時(shí)調(diào)整燃燒狀況,及時(shí)吹灰除渣。

二、液態(tài)排渣爐的爐底析鐵         

   液態(tài)排渣鍋爐運(yùn)行時(shí),在熔渣池底部會(huì)有大量鐵水隨著液態(tài)灰渣一同流出,稱為爐底析鐵。

1、析鐵原因

爐底析鐵主要來(lái)源于燃料灰分中的氧化鐵。熔渣池中的液態(tài)灰分包含自由氧化鐵。如果有未燃盡的碳粒落入渣池內(nèi),氧化鐵就被還原成鐵:                    

2、爐底析鐵的危害         

(1)鐵的熔點(diǎn)很高(1535℃),因而析鐵后熔渣黏度大,不利于排渣;

(2)鐵的質(zhì)量較大,高溫鐵水滲入爐底,侵蝕耐火涂料層,從爐底的縫隙中漏出而損壞爐底結(jié)構(gòu),造成爐底水冷壁管過(guò)熱而爆管。

(3)析鐵嚴(yán)重時(shí),鐵水流入?;?,與水作用產(chǎn)生大量氫氣,可能引起爆炸。

(4)鐵水沉于爐底,停爐后凝成大塊,很難清除。

3、防止?fàn)t底析鐵的措施       

   爐底析鐵反應(yīng):FeO+C=Fe+CO

(1)防止煤粉落入渣池

   措施:直流燃燒器切圓燃燒、提高下二次風(fēng)速度、控制上排燃燒器的下傾角、控制煤粉細(xì)度等;

(2)盡快從爐底排走熔渣,減少熔渣在爐內(nèi)停留時(shí)間:  

   措施:可以采用微傾斜爐底等。

三、水冷壁的高溫腐蝕          

在低溫條件下,受熱面管壁中的Fe發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng)生成致密且穩(wěn)定的Fe2O3保護(hù)膜,可保護(hù)管壁免受進(jìn)一步氧化。而氧化產(chǎn)物Fe3O4和FeO較疏松,易脫落。

(一)高溫腐蝕的機(jī)理

(1)硫化物型腐蝕;

(2)硫酸鹽型腐蝕;

(3)腐蝕性氣體腐蝕:

(二)減輕水冷壁高溫腐蝕的措施         

(1)加強(qiáng)燃料控制:盡量采用低硫低氯及堿金屬元素含量少的煤,以減少受熱面高溫腐蝕。

(2)合理控制煤粉細(xì)度,防止煤粉過(guò)粗。煤粉顆粒過(guò)大不易燃盡,產(chǎn)生還原性氣氛,加速高溫腐蝕;

(3)改善燃燒,防止局部高溫,防止火焰貼壁沖墻。高溫可加速硫酸鹽的反應(yīng),加快腐蝕速度;水冷壁管壁溫度350℃以上就發(fā)生強(qiáng)烈的高溫腐蝕,過(guò)熱器和再熱器管壁溫度500℃以上發(fā)生硫酸鹽型高溫腐蝕。

(4)合理配風(fēng)和強(qiáng)化爐內(nèi)湍流混合,避免局部還原性氣氛:使有機(jī)硫盡可能與氧反應(yīng),不與管壁反應(yīng)。

(5)采用耐腐蝕材料。