电厂锅炉结焦的原因与对策探析

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:刘阳
[导读] 摘要:发电厂是重要的电能生产企业,目前,我国最常见的电能生产方式是火力发电,火力发电需要使用大量的煤炭作燃料,电厂锅炉在运行过程中会受到多种因素的影响,如果煤炭燃烧情况不佳会使电厂锅炉大量的结焦,不仅影响了机组的经济效益,还会给机组的运行带来安全隐患。
        (山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司  043300)
        摘要:发电厂是重要的电能生产企业,目前,我国最常见的电能生产方式是火力发电,火力发电需要使用大量的煤炭作燃料,电厂锅炉在运行过程中会受到多种因素的影响,如果煤炭燃烧情况不佳会使电厂锅炉大量的结焦,不仅影响了机组的经济效益,还会给机组的运行带来安全隐患。基于此,本文以电厂锅炉结焦的原因为切入点,对相应的危害进行了分析,并提出了预防电厂锅炉结焦的措施,希望给相关人员带来借鉴和参考价值。
        关键词:电厂锅炉;结焦原因;对策;
        1引言
        近年来,我国电力企业发展较快,在电力配套领域取得了不错的成绩。在快速发展的同时,电力企业发展也面临着一些实际问题。一直以来,火力发电都是我国最主要的电能生产方式,在火力发电作业过程中最重要的机械设备就是电厂锅炉,对于大型锅炉来说,主要以煤炭燃烧来进行能量获取,煤炭燃烧后会产生煤灰和氧化物,这些杂质会在锅炉内部沉积、结焦,如果不能及时处理,时间一长就会给电力生产带来不利影响。因此,为了防止电厂锅炉结焦,要对电厂锅炉结焦原因进行分析,进而研究有效的预防电厂锅炉结焦的措施。
        2 电厂锅炉结焦的原因及危害分析
        2.1 电厂锅炉结焦的原因
        通过调查研究发现,引起电厂锅炉结焦的因素主要有三方面,下面将一一进行分析,第一方面是来自于煤质因素的影响,发电厂用煤的质量会对锅炉结焦与否产生直接影响,高质量的煤在燃烧后不会产生大量煤渣,使锅炉内部的煤灰含量大大降低,可以降低锅炉内部结焦的可能性。品质低劣的煤炭中含有大量的灰份,不能完全燃烧,不仅造成锅炉内部燃烧不充分,而且产生大量的煤灰使资源被浪费。残留在锅炉内部的煤灰,如果未能及时处理,时间一长,就会形成锅炉结焦。除此之外,煤粉的粗细程度会影响煤炭燃烧程度,较粗的煤粉相对较细的煤粉来说其燃烧时间更长,更不易燃尽,且粗煤粉在燃烧时会拉长火焰,使火焰中心上移,造成锅炉炉膛出口处温度升高,更容易形成炉内结焦。 第二方面是来自于炉膛温度和熔点的影响,如果炉内温度达到煤灰熔点,煤灰就会融化,就会使锅炉结焦,由此可以看出,炉灰的熔点会间接影响到锅炉结焦程度,炉灰熔点越高,锅炉越不易结焦。煤粉在燃烧时会生成大量的氧化物,使煤灰熔点降低。此外,锅炉内部煤灰的密度也会对煤灰熔点产生一定的影响,如果煤灰密度大,其在燃烧时灰分之间接触面积也更大,煤灰的燃烧程度也更高。第三方面是来自于操作使用因素的影响,在锅炉燃烧过程中,如果操作不合理,可能会使风速或者风压产生变化,如果风速或风压过低会造成煤粉气流与锅炉之间产生摩擦,时间一久会使锅炉结焦。同时锅炉配风用量也会对炉内结焦程度产生影响,如果锅炉配风用量不足,会导致锅炉内含氧量降低,这时如果锅炉内有还原性气体就会使锅炉内部温度迅速降低,使炉内产生结焦。反之,如果配风量过多,锅炉内部温度急速上升,就很容易出现高温结焦现象。
        2.2 电厂锅炉结焦的危害
        首先,电厂锅炉结焦会大大降低锅炉出力,当锅炉的蒸汽出口温度过高时,锅炉炉膛出口的温度也会随之升高,进而影响炉内通风顺畅程度,导致管壁温度增高,最终阻碍锅炉出力。其次,电厂锅炉结焦会影响锅炉的热效率,如果锅炉的受力面发生结焦就会使排烟的温度有所提高,使大量热能被排出,进而影响锅炉的热效率。另外,如果锅炉燃烧口发生结焦,可能导致燃烧口气流发生偏斜,进而造成锅炉内气体恶化,使锅炉产生机械风险,同时燃料不完全燃烧也会形成一定的风险隐患。最后,电厂锅炉结焦会使锅炉运行得稳定性和安全性降低。当锅炉出现结焦现象时,炉内的气温和烟温都会有所升高,这使锅炉管壁温度超出标准范围,结焦的区域温度也不均匀,导致锅炉过热器出现较大的温差,最终影响锅炉自然循环和水循环的安全性产生。当锅炉出现结焦现象,如果较长时间不进行处理,就有可能使锅炉炉膛发生较严重的漏风现象,这种现象会导致锅炉燃烧不稳,也可能突然灭火。


        3 预防电厂锅炉结焦的措施
        3.1 提高燃煤质量
        电厂所用的燃煤质量和煤炭种类直接影响了锅炉的结焦程度,高质量的煤种可以大大减小锅炉产生结焦的概率,近年来,我国对环保要求逐渐升高,电厂用煤量越来越紧张,这使电厂采购压力激增,为了确保证煤炭质量合格符合相关标准要求,电厂采购人员在采购前要对煤炭进行取样和检验,质量检测合格后才能允许进厂使用,对于燃煤的种类也要全面考虑,既要考虑经济因素又要考虑电厂实际需求。此外,由于电厂的燃煤涉及到多个种类,为使用的规范性和方便性,煤炭要根据种类和用途进行分类存放,并设置标识牌,使用时要按照具体用煤标准按规定比例进行调配。
        3.2 保持适当的炉膛热负荷
        为防止电厂锅炉出现结焦现象,要保持适当的炉膛热负荷,首先,电厂应对锅炉燃烧进行整体优化,对锅炉炉膛口的温度要进行严格的控制,保持其温度在合理值范围之内,通过运用监测技术,对炉膛口温度进行实时监测,同时,在锅炉燃烧过程中,要对锅炉内各项参数进行监测,如果发现数据异常,应立即联系技术人员进行处理,直到各项参数恢复正常后再继续使用。其次,在锅炉燃烧过程中,工作人员可以通过调整锅炉一次风和二次风风门的开放程度来控制锅炉内含氧量,这样可使锅炉炉膛口的温度一直低于燃煤灰的熔点,防止煤灰熔化结焦。最后,通过提升燃料煤的燃烧效率,可以有效减小锅炉结焦概率。
        3.3 防止缺氧燃烧
        锅炉燃烧过程中其内部含氧量会直接影响锅炉结焦程度,当锅炉内氧气含量过低时,其内部就会产生大量的还原性气体,这时煤灰的熔点也会随之降低。为了防止这种现象的发生, 要在锅炉燃烧过程中提高炉内含氧量,例如可以通过对二次配风的合理调整来增加炉内含氧量,二次配风分为拖底风,墙风,角风,油枪风,燃尽风几种,二次配风可以补充煤粉继续燃烧所需的氧气,使燃烧效率得到提高。近年来,由于电厂锅炉进行了低氮改造,为了减少氮元素的含量,在二次配风中又增加了SOFA,它是锅炉燃烧末端补入的助燃空气,它能够有效抑制氮氧化物的生成,增加锅炉内的氧含量,防止缺氧燃烧。
        3.4 保持适当的煤粉细度
        从前面论述可以得知,煤粉的细度也会对锅炉结焦程度产生一定的影响,基于此,电厂可以通过调整煤粉粗细程度来降低结焦概率,在使用煤粉前,要对其粗细程度进行检测,合理控制和把握煤粉细度,使其在合理范围内。在燃烧过程中,煤粉过粗会使火炬变长,使煤烟温度低于燃烧温度,使煤灰发生熔化,造成锅炉结焦。如果煤粉过细 会使煤烟温度过高超出合理范围造成锅炉结焦。因此,对于煤粉的粗细程度要经过检测合理控制,在降低锅炉结焦的概率的同时能够大大提升锅炉燃烧的效率,为企业节约成本。
        3.5 加强现场管理
        锅炉结焦是一个相对比较缓慢的过程,它是在锅炉生产和使用过程中长期积累而成的,如果锅炉出现结焦现象,处理越及时,造成的危害越小,处理起来也较容易,因此,工作人员在工作过程中要多进行检查,发现锅炉具有结焦现象,要立即进行处理,最大限度的减少结焦问题对电厂锅炉造成的影响。
        4结论
        综上所述,电厂锅炉结焦会影响锅炉的燃烧效率,给企业带来不利影响。因此,电厂必须采取有效的措施来预防锅炉结焦,电厂要提高燃煤质量,保持适当的炉膛热负荷,防止锅炉缺氧燃烧,并保持适当的煤粉细度,同时通过加强现场管理,来进一步减小锅炉结焦发生的概率,使锅炉安全平稳有效运行,进而提高企业运行效益,促进企业发展。
        参考文献
        [1]叶继苏, 李辉.火电厂煤粉炉燃烧过程中结焦问题探讨[J].科技 世界,2017(33):1-2,12.
        [2] 冯磊.浅谈防止锅炉结焦运行控制措施[J].海峡科技与产业, 2019(1):112-113,116
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