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爐膛結(jié)渣的原因及處理

文檔作者：倪振江文檔來(lái)源：新疆電建公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月10日
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2OO3年第2期 《新疆電力》 總第77期
爐膛結(jié)渣的原因及處理
倪振江
新疆電建公司(烏魯木齊830049)
【文摘】 簡(jiǎn)述爐睦結(jié)渣的類型，認(rèn)為產(chǎn)生結(jié)渣
的主要因素與燃煤特性．燃燒區(qū)域的溫度水平和
熱流強(qiáng)度，爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況，單只燃燒器輸入熱
功率、燃燒器結(jié)構(gòu)和布王方式以及爐壁附近氣氛
等有關(guān)。從設(shè)計(jì)及運(yùn)行兩方面論述防止結(jié)渣的具
體措施。介紹了對(duì)燃用各種易結(jié)渣燃料的新設(shè)計(jì)
鍋爐和改燃易結(jié)渣燃料的現(xiàn)有鍋爐的各種設(shè)計(jì)原
則和防止結(jié)渣方法。
【關(guān)鍵詞】 爐睦結(jié)渣影響因素 防止措施
0 概述
燃煤鍋爐的爐(膛)內(nèi)結(jié)渣(結(jié)焦)即是一個(gè)物
理化學(xué)過(guò)程，也是一個(gè)非常復(fù)雜的流體力學(xué)過(guò)程。
由于影響結(jié)渣的因素較多，不僅與灰溶點(diǎn)、灰成
分、灰粘度等結(jié)渣特性有關(guān)，還與爐膛熱力參數(shù)、
燃燒器的結(jié)構(gòu)與布置、爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況、鍋爐運(yùn)
行參數(shù)等密切相關(guān)，而且，單一煤種的結(jié)渣與混煤
的結(jié)渣特性又不完全相同。所以．盡管國(guó)內(nèi)外一
些鍋爐廠家和研究單位曾對(duì)燃煤的結(jié)渣機(jī)理及結(jié)
渣與煤質(zhì)特性的關(guān)系等作了大量試驗(yàn)研究工作，
也提出了各種結(jié)渣判別指標(biāo)，但是這些指標(biāo)的可
信度不高，有的還需借助于一些實(shí)驗(yàn)室的精密儀
器設(shè)備，不可能快速判別，及時(shí)滿足電廠運(yùn)行需
要。目前，對(duì)爐內(nèi)結(jié)渣現(xiàn)象還沒(méi)有定性的結(jié)論，但
是，從現(xiàn)在已掌握資料及電廠鍋爐積累的運(yùn)行實(shí)
踐中總結(jié)出一些爐內(nèi)結(jié)渣及其防止方法，以提供
大型鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參考。
1 爐膛結(jié)渣
爐內(nèi)輻射受熱面的結(jié)渣大致可分為如下類
型。
1．1 機(jī)械粘結(jié)
由于受熱面表面的粗糙的其它引力作用，使
細(xì)粒飛灰堆積而形成疏松的灰污層，這種機(jī)械粘
結(jié)物易于用爐內(nèi)吹灰來(lái)清除。
1．2 粘結(jié)沉積物
由于灰中破土金屬在高溫?zé)煔庵猩A而凝結(jié)
在冷卻的水冷壁上或由于粘結(jié)灰層中灰?；ハ喈a(chǎn)
生化學(xué)作用而形成低熔點(diǎn)化合物，有時(shí)也由于火
炬核心中熔的灰粒粘在灰層外面而未凝固，這部
分粘灰能部分用吹灰清除。
1．3 密實(shí)性粘結(jié)層
這是由于灰粒之間在爐內(nèi)氣氛下相互起化學(xué)
作用而被高溫?zé)Y(jié)成密實(shí)性的積灰層，它有較高
的機(jī)械強(qiáng)度，因而清灰時(shí)難以清除。
1．4 液態(tài)渣層
當(dāng)沾污和水冷壁面溫度較高時(shí)，會(huì)使灰粒部
分熔化成液態(tài)，這樣更易于粘結(jié)，不斷沉積下來(lái)的
灰粒使灰渣層變厚，灰溫更高，結(jié)果導(dǎo)致惡性循
環(huán)，熔化成液態(tài)渣流下，直至平衡為止。
有些燃用劣質(zhì)煤、褐煤和低揮發(fā)分無(wú)煙煤的
電廠，為了保證著火和低負(fù)荷燃燒的穩(wěn)定性，在爐
膛內(nèi)敷設(shè)一定面積的衛(wèi)燃帶，但高負(fù)荷時(shí)爐溫較
高．衛(wèi)燃帶上結(jié)渣又成為主要矛盾。
2 爐膛設(shè)計(jì)中應(yīng)防止結(jié)渣
2．1 鍋爐設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)際用煤情況提供設(shè)計(jì)煤種資料；根據(jù)
燃料性質(zhì)選擇燃燒方式；正確設(shè)計(jì)爐膛結(jié)構(gòu)；合理
布置輻射受熱面；合理選取爐膛容積熱強(qiáng)度和爐
膛斷面熱強(qiáng)度；正確布置輻射受熱面。
2．2 燃燒器的設(shè)計(jì)
(1)燃燒器功率的選擇和布置。大容量鍋爐
的特點(diǎn)是燒燃器數(shù)量多，必須多排布置。NOx排
放量的限制，趨向于采用單支熱功率較小的燃燒
器，因此需用燃燒器區(qū)域壁面熱強(qiáng)度反映燃燒器
區(qū)域火焰集中的情況。燃燒器區(qū)域壁面熱強(qiáng)度隨
鍋爐容量變化不大，對(duì)燃用灰熔點(diǎn)低的煤，為防止
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2OO3年第2期 《新疆電力》 總第77期
運(yùn)行結(jié)渣可將高度方向的距離拉開(kāi)，使燃燒器區(qū)
域的溫度水平降低，燃燒器高度確定后，還要校核
最上排燃燒器至分隔屏過(guò)熱器底部的高度，以避
免火焰直接沖刷屏底和滿足火焰有效燃燼高度，
校核最下排燃燒器至冷灰斗轉(zhuǎn)角處的距離，避免
火焰直接沖刷冷灰斗斜面。
(2)在受熱面附近人為制造氧化氣氛以減輕
灰熔點(diǎn)降低。傾向采用直流燃燒器可在其上下端
增設(shè)防焦風(fēng)室。直流燃燒器還可采用低NOx同
心燃燒系統(tǒng)，偏置的二次風(fēng)角度可推遲風(fēng)粉混合
時(shí)間，抑制NOx生成，同時(shí)可使煤粉氣流位于爐
膛中心，水冷壁附近為氧化性氣氛，其效果可避免
火焰沖墻，提高灰熔點(diǎn)。采用旋流燃燒器應(yīng)使每
個(gè)燃燒器之間盡量不相互影響，尤其是靠近側(cè)墻
的燃燒器應(yīng)與側(cè)墻有足夠的距離，以免側(cè)墻結(jié)渣
及發(fā)生高溫腐蝕。此外還可在爐膛下部設(shè)計(jì)邊界
屏幕風(fēng)系統(tǒng)，使下?tīng)t膛的爐墻表面形成一層氧化
性的屏幕風(fēng)，提高灰熔點(diǎn)防止結(jié)渣。
2．3 其它設(shè)計(jì)
(1)吹灰器是防止?fàn)t膛嚴(yán)重結(jié)渣所必須的設(shè)
備，同時(shí)它還可提高鍋爐效率，是節(jié)能的重要手
段。
(2)在爐膛容易結(jié)渣的部位，如一次風(fēng)噴口
處，燃燒區(qū)域的左右側(cè)墻邊上，折焰角附近，靠近
冷灰斗斜坡處等，應(yīng)布置觀察孔、打渣孔，并便于
運(yùn)行人員接近作檢查維護(hù)工作。
(3)爐膛冷灰斗設(shè)計(jì)角度應(yīng)不小于50~，冷灰
斗處的水冷壁管和支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受大塊焦渣的
墜落撞擊和異常運(yùn)行時(shí)焦渣大量推積的荷重。
(4)鍋爐爐底除渣設(shè)備的可靠運(yùn)行不可忽視。
3 防止結(jié)渣的措施
3．1 加強(qiáng)燃料管理，保證按設(shè)計(jì)煤種運(yùn)行。
3．2 通過(guò)燃燒調(diào)整試驗(yàn)建立合理的燃燒工況，并
制定成相應(yīng)的運(yùn)行規(guī)程，使鍋爐在最佳工況下運(yùn)
行：
a．確定不同負(fù)荷下燃燒器及磨煤機(jī)的投運(yùn)方
式，防止燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷過(guò)于集中。確定鍋爐
不投油穩(wěn)燃的最低負(fù)荷，盡量避免在高負(fù)荷時(shí)油
煤混燒，造成燃燒器區(qū)域局部缺氧和熱負(fù)荷過(guò)高。
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b．確定煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度，保證各支燃燒器熱功
率盡量相等，且煤粉濃度盡量均勻。
C．確定擺動(dòng)式燃燒器允許擺動(dòng)的范圍，避免
火焰中心過(guò)分上移造成屏區(qū)結(jié)渣，或火焰中心下
移導(dǎo)致?tīng)t膛底部熱負(fù)荷升高和火焰直接沖刷冷灰
斗。
d．確定不同負(fù)荷下的最佳過(guò)?？諝庀禂?shù)，調(diào)
整一、二次風(fēng)率、風(fēng)速和風(fēng)煤配比，以及燃料風(fēng)、輔
助風(fēng)的配比等，避免火焰偏斜直接沖刷爐壁等。
鍋爐的運(yùn)行和操作，必須嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程和燃燒
調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行。
3．3 加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行工況的檢查與分析，建立正常
運(yùn)行檢查與分析制度。
3．4 加強(qiáng)吹灰器和除渣設(shè)備的運(yùn)行維修管理。
鍋爐受熱面吹灰器必須完善投用，嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)
程對(duì)各受熱面進(jìn)行吹灰。加強(qiáng)吹灰器的缺陷管理
和維修管理，經(jīng)常安排少量吹灰器輪流大修，保持
吹灰器可用率高。
4 結(jié)論
對(duì)新設(shè)計(jì)的鍋爐，防止結(jié)渣的主要措施是選
用能降低爐內(nèi)燃燒區(qū)域溫度水平，使?fàn)t內(nèi)熱負(fù)荷
均勻并能保證煤粉在爐膛上部有足夠的停留時(shí)間
燃盡的各個(gè)爐膛熱力參數(shù)，采用正方形或趨于正
方形的大切角爐膛，選用合適的燃燒器型式和噴
口布置方式，減小燃燒器假想切圓直徑，一、二次
風(fēng)動(dòng)量比、燃燒器單只一次風(fēng)噴口熱功率，使?fàn)t內(nèi)
有良好空氣動(dòng)力工況，防止不帶粉氣流偏斜沖墻。
對(duì)已投運(yùn)的鍋爐，防止結(jié)渣的主要措施從改善爐
內(nèi)空氣動(dòng)力工況人手，盡量在不改動(dòng)燃燒器處水
冷壁的情況下采取各種能降低燃燒器區(qū)域溫度水
平、防止一次風(fēng)帶粉氣流不偏斜、貼壁沖墻的措施
而且要加強(qiáng)運(yùn)行中的管理。
參考文獻(xiàn)
1 鍋爐燃燒試驗(yàn)研究方法及測(cè)量技術(shù)．岑可法．水力電力出版
社．1992
2 機(jī)械工程手冊(cè)．電機(jī)工程手冊(cè)編輯委員會(huì)．機(jī)械工業(yè)出版社．
1982
3 國(guó)內(nèi)外煤灰結(jié)渣判別指數(shù)的探討．艾靜，何佩敖等．電站系統(tǒng)
工程．1994
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