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锅炉蒸发受热面存在问题及防止措施
发布者:锅炉  发布时间:2017-10-18 10:02:30  点击:450

锅炉蒸发受热面存在问题及防止措施

一、固态排渣锅炉的结渣问题

1.固态排渣锅炉的结渣问题

(1)固态排渣煤粉锅炉,火焰中心温度达到1400-1600℃;

(2)燃料中的灰分由多种矿物杂质组成,在高温火焰中呈现熔化状态;

(3)熔融的灰分接近水冷壁时,可以积聚并黏结在受热面外壁上,难于清除,形成了“结渣”(结焦);

(4)若熔融的灰分接近受热面时,已经被冷却降温凝结为固态,则受热面不会“结渣”现象(积灰)。

2、受热面结渣的危害    

(1)水冷壁结渣,增加传热热阻,受热面传热减弱,锅炉排烟温度上升,效率下降;

(2)水冷壁结渣,传热减弱,锅炉出力下降;

(3)部分水冷壁结渣,使水冷壁受热不均,导致热偏差,影响水循环的安全;

(4)水冷壁结渣,炉膛出口烟气温度上升,导致过热蒸汽温度上升,容易引起过热器损坏;

(5)燃烧器喷口结渣,使炉内空气动力特性受到破坏,影响正常燃烧过程;

(6)冷灰斗处结渣,使冷灰斗出口逐渐堵塞,无法正常排渣。

(7)炉膛上部大块渣块下落,会砸坏水冷壁或冷灰斗。

3、锅炉受热面结渣的影响因素

(1)煤粉灰分特性

通常把灰的软化温度ST作为是否结渣的主要指标。灰熔点低的煤(ST<1200℃)容易结渣。此外,结渣性指标还包括:硅比、碱酸比、结渣指数,极限黏度等。

(2)炉内空气动力特性

气流组织不当,导致火焰中心偏移,煤粉气流火焰贴墙引起水冷壁局部结渣;

气流组织不当,形成烟气滞留漩涡区并形成还原性气氛(存在CO),降低灰熔点,增大了结渣的可能性。

过量空气系数:当炉内过量空气过小,可能产生还原性气氛,结渣倾向随之增加。

(3)锅炉热负荷的影响

锅炉设计热负荷:热负荷强度越大,炉内燃烧器区域的温度越高,煤灰达到熔融状态,结渣的可能性增大。

锅炉运行负荷:锅炉运行热负荷越高,送入炉内的热量也越多,结渣的可能性也越大。

(4)煤粉细度的影响

粗煤粉燃烧时间长,当煤粉中粗煤粉的比例增加时,容易引起火焰延长,导致炉膛出口处的受热面结渣。

4、防止受热面结渣的措施       

(1)防止受热面附近温度过高。炉膛设计热负荷强度合理,控制合理的炉温;同时布置足够的受热面冷却烟气,保证熔化状态的灰贴近受热面之前已经凝固;

(2)合理组织炉内气流,燃烧器布置合理,一、二次风形成良好的气流结构,保证火焰不直接冲刷受热面;避免过量空气系数过低产生还原性气氛;

(3)加强燃料管理,做好燃料灰成分分析及熔点分析,尽量使用设计煤种;避免煤粉过粗;

(4)加强运行管理,及时调整燃烧状况,及时吹灰除渣。

二、液态排渣炉的炉底析铁         

   液态排渣锅炉运行时,在熔渣池底部会有大量铁水随着液态灰渣一同流出,称为炉底析铁。

1、析铁原因

炉底析铁主要来源于燃料灰分中的氧化铁。熔渣池中的液态灰分包含自由氧化铁。如果有未燃尽的碳粒落入渣池内,氧化铁就被还原成铁:                    

2、炉底析铁的危害         

(1)铁的熔点很高(1535℃),因而析铁后熔渣黏度大,不利于排渣;

(2)铁的质量较大,高温铁水渗入炉底,侵蚀耐火涂料层,从炉底的缝隙中漏出而损坏炉底结构,造成炉底水冷壁管过热而爆管。

(3)析铁严重时,铁水流入粒化水箱,与水作用产生大量氢气,可能引起爆炸。

(4)铁水沉于炉底,停炉后凝成大块,很难清除。

3、防止炉底析铁的措施       

   炉底析铁反应:FeO+C=Fe+CO

(1)防止煤粉落入渣池

   措施:直流燃烧器切圆燃烧、提高下二次风速度、控制上排燃烧器的下倾角、控制煤粉细度等;

(2)尽快从炉底排走熔渣,减少熔渣在炉内停留时间:  

   措施:可以采用微倾斜炉底等。

三、水冷壁的高温腐蚀          

在低温条件下,受热面管壁中的Fe发生缓慢的氧化反应生成致密且稳定的Fe2O3保护膜,可保护管壁免受进一步氧化。而氧化产物Fe3O4和FeO较疏松,易脱落。

(一)高温腐蚀的机理

(1)硫化物型腐蚀;

(2)硫酸盐型腐蚀;

(3)腐蚀性气体腐蚀:

(二)减轻水冷壁高温腐蚀的措施         

(1)加强燃料控制:尽量采用低硫低氯及碱金属元素含量少的煤,以减少受热面高温腐蚀。

(2)合理控制煤粉细度,防止煤粉过粗。煤粉颗粒过大不易燃尽,产生还原性气氛,加速高温腐蚀;

(3)改善燃烧,防止局部高温,防止火焰贴壁冲墙。高温可加速硫酸盐的反应,加快腐蚀速度;水冷壁管壁温度350℃以上就发生强烈的高温腐蚀,过热器和再热器管壁温度500℃以上发生硫酸盐型高温腐蚀。

(4)合理配风和强化炉内湍流混合,避免局部还原性气氛:使有机硫尽可能与氧反应,不与管壁反应。

(5)采用耐腐蚀材料。


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