燃煤电厂锅炉结焦问题浅析

发表时间:2020/9/8   来源:《中国电气工程学报》2020年4期   作者:朱旺
[导读] 目前我国最主要的电能生产方式是火力发电,而电厂锅炉作为火力发电作业中最重要的机械设备
        摘要:目前我国最主要的电能生产方式是火力发电,而电厂锅炉作为火力发电作业中最重要的机械设备,对其使用效率和效果的研究已显得十分必要。对于大型锅炉来说,以煤炭燃烧为主要能量获取方式,煤炭燃烧后会产生大量煤灰和氧化物,这些煤灰在锅炉内部沉积、结焦,这是一个无法避免的问题,如果不能及时解决,久而久之必然对电力生产造成不利影响。
        关键词:电厂锅炉;结焦问题;原因及对策
        引言
        受当前严峻的煤炭市场形势影响,特别是高热值煤种价格长期处于高位,已无法作为主力煤种单独入炉燃用,掺烧低价、低热值煤种成为当前形势下火电厂降低燃料成本的必要手段。
1锅炉结焦的危害
        在煤粉锅炉运行一定的时间之后,就会在燃烧器两侧水冷壁上出现结焦的问题,在这一过程中,首先是锅炉炉膛四周水冷壁管的表面上出现颗粒状的灰粒,在出现大量聚集之后,就会直接在其表面粘附粘结性的焦渣,通过人工的方式就可以将其清除,但是对于炉膛深处的位置上不能够进行清理的,就无法进行处理。在一定时间之后,就会有较大块的焦块出现,甚至还会从炉膛的水冷壁管上直接掉落,从而落入底部的捞渣机内部,导致实际的工况出现一定的变化,这样就会让其底部的水封密封水直接飞溅到相应的高度,让内部水瞬间气化,导致其负压直接转变为正压,进而在燃烧过程中出现较大的烟气压力波动,如果超出运动的范围波动,则会出现锅炉灭火的情况。部分较快直接粘结在锅炉内部的低氮燃烧器的周边,使得其出现较大的焦块,从而对内部的燃烧产生直接的影响。在实际的运行中,还需要人工的方式来进行处理,这样会对正常运行造成一定的影响,出现焦块陀螺,同样还会引发燃烧不良、负压增大等问题,最终导致锅炉出现停运。
2燃煤电厂锅炉结焦的原因
        2.1燃煤品质因素的影响
        在发电厂的运行过程中,电厂所选用的燃煤的品质对于锅炉是否出现结焦问题有着极大的影响。如果所选用的燃煤品质较高,含灰量少,容易被完全燃烧,锅炉内部的煤灰含量就会降低,那么出现结焦的概率也会大大降低。而当所燃烧的燃煤品质不高时,含灰量大,很难被完全燃烧,那么燃烧的过程中就会产生大量煤灰,大量的煤灰遗留在锅炉内部,如果没有对其进行及时清理,长时间就会形成结焦。同时,电厂锅炉运行时,煤粉细度也可能会影响到煤炭的燃烧程度,如果煤粉过粗和过细,都会导致炉内不同位置结焦。
        2.2炉膛温度及熔点影响
        电厂锅炉结焦还会受到炉膛内温度的影响,如果燃烧器内温度不断的升高,煤灰达到熔点融化后就较易形成锅炉结焦。一般来说,锅炉炉膛内的温度会受到多方面因素的影响,例如炉内燃烧材料的化学成分、物体周围的介质等,锅炉内炉灰的熔点与锅炉结焦息息相关,炉灰的熔点越高,其越不容易发生结焦,反之,炉灰的熔点越低就越容易产生结焦。对于炉灰熔点来说,根据以往的经验总结出以下结论,如果煤粉在燃烧过程中生成大量的氧化铁、氧化钠或者氧化钾就会在一定程度上降低煤灰的熔点,而如果在燃烧过程中生成三氧化二铝或者二氧化硅等化合物则会提升煤灰的熔点,可以降低锅炉的结焦率。其次,锅炉内部煤灰的密度对灰熔点也有一定的影响,举例来说,如果在燃烧过程中灰分之间接触面积增大,就会明显的提升煤灰的燃烧程度,反之如果煤灰密度较小,灰分接触面积减少,就会降低煤灰的燃烧程度。
        2.3煤粉颗粒的影响
        在离心力的强大作用下,煤粉中的粗颗粒在炉内切圆燃烧时从煤粉气流中分离出来,与炉内水冷壁发生剧烈冲撞,由于煤粉颗粒相对较粗,燃烧的持续时间增长,没有完全燃烧的粗颗粒煤粉在炉内水冷壁卫燃烧带上继续燃烧,造成炉内结焦。


3电厂锅炉结焦的改善对策
        3.1保证燃煤的种类和质量
        燃煤的种类和质量对于锅炉的结焦程度是有着重要的影响,如果能够保证燃煤的质量,那么就会降低锅炉出现结焦的概率,随着我国现阶段对于环境保护工作越来越重视,我国各类电厂的用煤量相对紧张,电厂采购燃煤的压力越来越大,电厂锅炉设计使用的燃煤种类和质量与实际用煤有着一定的差异。因此,电厂在选择燃煤的种类和质量时,应对原料进行严格的审核和检验,在进厂前应确保燃煤符合相应的质量标准,发现不符合相应标准的,应立即退回原厂整改处理。对于进厂的燃煤,应分类储存,并根据相应的规范要求按照比例进行掺烧、调配。
        3.2定期吹灰
        严格按照公司下发吹灰规定执行,保证锅炉受热面的清洁程度,尤其在机组早晚高峰前进行吹灰,避免受热面积灰,机组升负荷后加剧结焦程度。吹灰可以有效控制结焦程度,但不可以解决锅炉结焦的问题,吹灰次数过于频繁,也会加快受热面的磨损程度,要根据实际情况进行合理吹灰。检修要加强对吹灰器维护检查工作,定期检查吹灰器减压阀后压力正常,保证吹灰效果。
        3.3保持适当的炉膛热负荷
        对锅炉燃烧应该进行整体上的优化,对于锅炉炉膛口的温度应该进行严格的控制,根据实际要求进行实时监测并对锅炉燃烧过程中的各项参数进行正确设定,一旦出现异常,必须及时与专业技术人员沟通,确保参数恢复正常后再继续使用。另外,在锅炉燃烧时,应该对锅炉一次风和二次风风门开放程度进行调整,这样能够通过风门开放程度对锅炉内含氧量进行控制,进而保证锅炉炉膛口的温度要稍低于燃煤灰的熔点,降低锅炉结焦程度。第三还可以提升燃料煤的燃烧效率,达到降低锅炉结焦概率的目的。
        3.4煤粉系统调整
        掺烧劣质煤后,煤质变化不稳定,造成磨煤机通风量忽大忽小,使磨煤机出口煤粉细度也跟着变化。运行根据煤种及磨煤机运行情况,通过及时调整磨煤机通风量来控制煤粉细度,因分离器不可能频繁调节,所以结合煤粉分离器及制粉系统通风量将煤粉细度调整至合适范围内。对易结焦煤种煤粉细度不能过粗,煤粉细度过粗造成燃烧滞后,冲刷水冷壁,会加剧水冷壁、分隔屏过热器、后屏过热器结焦程度。
        3.5避免出现缺氧燃烧的情况发生
        在锅炉正常运行的过程中,锅炉内部的含氧量也会影响到锅炉的结焦情况。如果锅炉缺氧燃烧,炉内就会出现大量的还原性气体,锅炉就容易结焦。因此,为了有效的解决这一问题,就应选择合理的过量空气系数,使氧量在合理的范围内,加强配风。同时定期维护二次风挡板,保证二次风挡板位置的正确性。一般情况下,在炉膛的出口位置处更容易产生结焦现象,后续还会出现烟道堵塞的情况,烟气的阻力就大幅增加,降低了引风机的吹风力度。所以,要想有效解决锅炉的结焦问题,一项重要措施就是:避免出现缺氧燃烧,遏制锅炉内部还原性气体的出现。
结束语
        现阶段,我国应用的最为广泛的电能生产方式仍然是火力发电,而电厂锅炉是火力发电的重要设备,锅炉获取能量的主要方式就是煤炭的燃烧,其燃烧过程会产生大量的氧化物和煤灰,煤灰的不断累积就会导致结焦问题的出现,我们应认真的研究锅炉结焦的形成原因和危害,并及时采取有效的改善对策,从而保证电厂的稳定运行,实现我国电力行业的可持续发展。
参考文献
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