浅谈电厂锅炉结焦的原因及改善对策

发表时间:2020/9/3   来源:《当代电力文化》2020年第10期   作者:申涛
[导读] 在锅炉的运行过程中,煤炭如果不能充分燃烧或者质量较差,就会导致锅炉结焦,大量的结焦问题不仅对电厂锅炉机组的正常运行造成威胁
        摘要:在锅炉的运行过程中,煤炭如果不能充分燃烧或者质量较差,就会导致锅炉结焦,大量的结焦问题不仅对电厂锅炉机组的正常运行造成威胁,还会影响其整体运作的协调稳定性,给电厂带来直接经济损失。所以,本文将综合电厂锅炉结焦的原因、锅炉结焦的危害及锅炉结焦的改善对策等三个方面浅谈电厂锅炉结焦的一系列问题。
        关键词:电厂锅炉;结焦;原因;改善对策

1.前言
        由于电厂的锅炉在工作过程中,长期处于高温、强熔的作业环境下,难免会出现大量的灰碳堆积物,经过长时间的发展自然出现严重的结焦问题,而炉内一旦结焦就会影响炉膛出口的温度,在这一过程中形成的有害焦块如果从锅炉的内壁脱落就会造成水冷灰斗堵塞,加大锅炉爆管的危险系数,对锅炉的安全平稳运行造成难以预估的影响,所以如何理性分析电厂锅炉的结焦问题并提出科学有效的改善政策势在必行。
2锅炉结焦的主要原因
2.1煤质因素的影响
        在电厂的日常运行过程中,用于电厂锅炉内部的燃煤质量很大程度上决定了锅炉是否会结焦。如果在日常选用燃煤时,燃煤的质量得不到充分保障,劣质的燃煤就会加大锅炉内部的灰尘强度,降低锅炉的热度挥发性能,出现锅炉内部受热不均的情况,这就需要后续燃料的投入助燃,影响电厂的经济效益。同时,大量的煤灰得不到及时处理,长期堆积从而形成炉内结焦,破坏锅炉燃烧氛围,还会影响部分优质煤炭的充分燃烧,造成优质资源浪费的情况。
2.2炉膛温度及煤灰熔点的影响
        在电厂锅炉运行过程中,若燃煤充分燃烧,炉膛内的温度持续增高,当燃煤形成的煤灰遇到可融化的熔点温度,就会快速熔化并依附在锅炉的内壁部分,锅炉就很可能形成结焦现象,所以锅炉内的炉膛温度也是影响锅炉结焦现象的一个主要因素。而决定锅炉炉膛温度的原因也有很多,例如燃煤附近的可燃物介质、存在的化学成分和其他燃烧材料等。根据对现有资料的研判,发现在锅炉运行中煤灰燃烧后形成的反应产物若包含Fe2O3、K2O、NaCl等化合物,相对应的煤灰燃点就会减弱很多,锅炉易结焦。而反应物若含有Al?O?或SiO?等化合物,那么相对应的煤灰燃点就会提升很多,锅炉结焦率自然降低很多。另外,如果可燃物在环境相同的情况下,煤灰的密度也会直接影响到可燃物的燃点,也就是说在可燃物进行充分燃烧过程中煤灰之间的接触范围也是影响锅炉结焦的一个重要原因。
2.3锅炉安装设计和实操运用因素的影响
        电厂锅炉在最初安装试运行阶段若没有进行完整的管理试验,在后期运行过程中就需要对机器进行合理有效的调整,但如果问题不能及时得到解决,就会导致锅炉内过滤煤粉系统出现偏差,这时不管炉内风速环境如何变化,都会出现煤粉滞留的情况,最终导致锅炉结焦现象的产生。其次,如果在锅炉运行过程中,不能有效地对配风进行合理使用,锅炉内部就会产生还原性气体,炉内形成低温结焦。反之,在锅炉运行过程中若增大送引风量,煤粉粘合湿度与炉内湿度偏高时,炉内也会形成高温结焦。另外锅炉内部的控粉系统和炉膛若漏风的话,炉内的运行风量就会增大,炉内温度也会相对下降,进而阻碍了燃烧进程,结焦现象也会发生。
3锅炉结焦的危害
        首先,锅炉一旦结焦就会影响锅炉内外动力循环驱动。在锅炉运行过程中受炉内结焦的影响,锅炉的蒸汽出口如果温度过高,就会导致炉膛内煤灰出口温度偏高,如果及时调整锅炉内壁温度和炉内通风阻力,就会影响到锅炉内外部动力驱动。并且,炉内一旦结焦,其蒸发量也会受到影响。其次,锅炉结焦还会在很大程度上影响锅炉的成热效率。

结焦情况的出现,炉内传热系统就会形成恶性循环,使得炉内生成的煤烟在排出炉外时的温度增高,相应的锅炉热效率也会下降;锅炉的燃烧器喷口如果出现结焦现象,炉内的气流走向就会受到影响,导致炉内燃烧条件恶化,当锅炉的状态呈现出现有的问题时,炉内的化学反应物与未燃尽的可燃物就会给锅炉增加运行风险。结焦范围的扩大,也会增加炉内风向阻力,用电量的消耗也会变得更多。最后,锅炉一旦出现结焦情况,锅炉的安全系数就会相应降低。明显表现为炉内受热面积不均匀、炉内温度差异性明显等现象,导致锅炉在运行过程中自然循环水汽和炉壁水冷温度出现偏差,长时间处于此种不良环境之下,就会影响锅炉的正常运行并且逐步消耗锅炉的使用寿命,给锅炉的日常运作带来不确定性。
4预防锅炉结焦的措施
4.1提高燃煤质量
        在锅炉的安装试用阶段,要结合实际情况,在了解锅炉性能的基础上,去选择与之契合的燃煤种类,以确保燃煤的种类可以符合现有锅炉的燃烧条件,使两者达到相辅相成的效果。在电厂选择煤种时,首先就要考虑燃煤的质量问题,因为如果燃煤质量不达标,就会直接影响锅炉的正常运行,甚至出现炉内结焦情况。据调查,燃煤质量有所欠缺且易结焦的可燃物会加大锅炉内部结焦的概率,而将不易结焦的燃煤材料与其混合搭配使用时,易结焦的燃煤性能会得到很大改善,延缓了炉内结焦的进程。所以在电厂锅炉初期适配阶段,要对锅炉所涉及到的燃煤种类进行有效区分,尽可能地选择结焦性较弱的煤种。通俗来讲就是最好选择煤灰含量低、挥发热量均衡、燃烧过程平稳且结焦性能较弱的燃煤,而且还可以结合电厂实际发展状态来搭配具有不同结焦性能的燃煤,以此来提升燃煤质量。
4.2及时控制炉膛热负荷量并保障炉膛出口温度
        要想改善锅炉结焦问题就要从大范围入手,合理优化锅炉内部燃烧环境,按时记录炉膛出口煤烟温度,掌握实时受热状况,及时了解锅炉运行中的各项参数指标,并对存在的问题进行处理,将运行氧量控制在合理范围内,保障蒸汽质量,从而降低炉膛出口的结焦概率。随着炉膛内的热负荷值降低,锅炉的燃烧效率也得到提升,换句话说就是在同等负荷运作下需要减少燃煤用量,保证煤料得到充分燃烧。总而言之,及时掌握锅炉负荷、炉膛出口煤烟温度及运行氧量等相关数据,不仅能提升锅炉使用效率,还可以控制炉膛内结焦的概率。
4.3保证合理的煤粉细度
        在选用煤粉过程中应更加注重煤粉的均匀程度及精细度,并制定相应的管理制度,定期对煤粉细度进行监测审查,对于不达标的煤粉要进行完善,保证煤粉精细度始终处于合理范围内。煤粉的精细程度如果得不到保障,也会给锅炉正常运行带来压力,最终导致锅炉结焦。例如煤粉过粗,煤烟温度低于燃烧温度,就会出现炉内受热面不均匀、融化范围不明确等问题。而煤粉过于精细,也会加大锅炉运行的用电能耗,致使煤烟温度过高。所以只有严格把控煤粉的精细程度,才能有效预防锅炉结焦。
4.4加强检测力度及时化解问题
        锅炉结焦不是一朝一夕的问题,而是锅炉在经年累月的运行过程中逐渐形成的。如果能够在结焦早期及时发现问题,就会轻易化解,反之,如果发现时间晚结焦时间长,那治理难度也会相对加大。对于锅炉结焦问题还需要电厂相关锅炉管理人员实时对锅炉结焦问题进行检测总结,并对其中存在的问题进行针对性治理,保证锅炉运行的高效性,减少锅炉结焦的概率。
5结语
        在电厂锅炉日常运行管理过程中,结焦问题是在所难免的,这就需要电厂内部整体提高忧患意识,在日常工作中保证监测的高效性、检查的及时性,加强锅炉的日常维护工作,及时处理好锅炉的结焦问题,以此来保证电厂锅炉长久运行的平稳性,降低结焦问题对电厂锅炉的整体运行带来的不利影响。
参考文献
[1] 陈宝怡. 发电厂锅炉结焦的原因分析及防治对策[J]. 河北能源职业技术学院学报, 2009(01):65-67.
[2] 郝勇飞. 生物质电厂锅炉结焦的原因及对策[J]. 建筑工程技术与设计, 2017(28).
[3] 张英民, 邢会. 电站锅炉结焦原因分析及对策[J]. 河北工业大学学报:社会科学版, 2007.
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