電站鍋爐結渣問題分析及預防措施

摘 要:隨著電站鍋爐容量的不斷增大，鍋爐結渣的問題也日益嚴重，嚴重影響了鍋爐的安全性和經濟型，本文主要對鍋爐運行結渣的機理、危害及預防措施逐一分析。

關鍵詞:鍋爐;結渣;危害;分析

隨著國民經濟的日益增長，電力的發展也向著大容量、經濟、環保的方向邁進，在我國火力發電廠也成為了電力發展的中堅力量。火力發電廠能否安全穩定的運行，與電網的安全之間的關系也日趨緊密，而作為火力發電廠主要組成部分的鍋爐，能否安全有效的運行，也間接影響著電網的安全。

近幾年來，鍋爐的發展非常迅速，國內300MW以上的機組，已成為我國電力的支柱。隨著鍋爐容量的不斷擴大，再加上引進的技術原因和安裝過程中存在的問題以及鍋爐運行水平沒有能及時跟上，鍋爐在運行中存在很多問題，對鍋爐的安全運行與經濟運行造成了很大的危害，鍋爐結渣就是其中普遍存在的問題之一，下面就對結渣的機理、危害及預防逐一進行分析和總結。

一、結渣的危害

在電站煤粉鍋爐中，熔融的灰渣黏結在受熱面上的現象叫結渣，結渣對鍋爐的安全運行與經濟運行會造成很大的危害，其主要影響可歸納為下面幾個方面:

(一)對爐內傳熱的影響而降低鍋爐效率

當受熱面上結渣時，由于渣的導熱系數很低，因而熱阻很大，使爐內受熱面的吸熱能力大為降低，以致鍋爐煙溫升高，排煙熱損失增加。如果在燃燒室出口結渣，在高負荷時會使鍋爐通風受到限制，以致鍋爐內氧量不足。如果在噴燃器出口結渣，則影響氣流的正常噴射，這些都會造成化學不完全燃燒和機械不完全燃燒損失的增加，從而降低了鍋爐效率。

(二)降低鍋爐出力

受熱面結渣會是煙溫升高，從而使主汽溫度升高，為了保證主汽溫度，就需要降低鍋爐出力。

(三)高溫腐蝕的出現

在結渣前，灰和煙氣復雜的化學反應，有時會出現高溫腐蝕，而且鍋爐壓力的升高，就越容易纏上高溫腐蝕。

(四)造成受熱面爆管

結渣使受熱面受熱不均，再加上結渣形成的熱偏差，很容易導致受熱面爆管。

(五)造成鍋爐滅火和停爐

結渣比較嚴重時，如果除渣時間過長，大量冷空氣進入爐內，易形成滅火，有時大渣的滑落也可以將火壓滅。如果爐膛出口或者冷灰斗被封堵，還會造成停爐。

二、結渣的機理

既然要介紹結渣的形成機理，就要首先介紹爐內受熱面的沾污和積灰，受熱面的玷污和積灰可以看做是結渣的前奏，它們之間是相互有機聯系的。

那么是什么力量是灰粒沉積在受熱面上的呢?一般來說只要有下列幾個作用力:

(一)分子之間的吸引力。當灰粒直徑小于3m時，分子間的吸引力就比灰粒本身重力大，使灰粒在受熱面飛過時受到吸引。

(二)重力沉淀。灰粒較大時，就肯能由于重力而沉降在受熱面。

(三)熱泳力。細的灰粒飛近水冷壁時，由于水冷壁表面溫度比火炬溫度低，使灰粒正反面受到不同熱泳力的作用，向水冷壁運動。

(四)機械作用。受熱面生銹時，往往以尖刺的形式出現，能輕易的網羅一些小的灰粒。

(五)凝結作用。燃料中的堿土氧化物及其它一些氧化物在爐內高溫下會升華為蒸汽，而在較冷的受熱面上以極細的晶粒凝結。

(六)氣流脈動對灰粒的摩擦力。

(七)慣性分離作用。如爐內空氣動力組織不良，火炬直沖水冷壁，或在水冷壁附近出現停滯渦流區，都可以能引起灰粒分離并沉積在受熱面上。

(八)流動摩擦產生的靜電吸引力。當然積灰不一定都會結渣，灰結渣還與灰的熔融特性有關，灰的熔融特性通常用測定的變形溫度DT、軟化溫度ST、熔化溫度FT來說明。在變形溫度下灰粒一般不會結渣，到了軟化溫度就會黏結在受熱面上，形成渣。

灰正是由于在以上作用下堆積在受熱面上，隨著其厚度的增加，熱阻增大，表面溫度升高，當溫度高于這些鹽類共熔體的熔點時，便被熔化，產生很大的粘結性，因而能大量網羅煙氣中飛灰使灰層很快增厚，外層灰渣成分和飛灰是十分相似的，這是正常的積灰結渣過程。

以上所述為結渣的內因，也就是結渣的基本特性，除了內因，結渣還與以下外因有關:

1.鍋爐超負荷運行。超負荷時，爐溫升高，煙氣流速加快，灰粒冷卻不夠，因而容易結渣。

2.吹灰，除渣不及時。運行中受熱面上積聚一些飛灰使難免的，如果不及時清除，積灰后受熱面粗糙，當有粘結性的灰碰上時很容易附在上面形成渣。

3.爐膛出口煙溫高。爐膛出口煙溫高容易造成爐膛出口處的受熱面結渣。

4.火焰偏斜。火焰偏斜，使最高溫的火焰層轉移到爐墻附近，使水冷壁嚴重結渣。

5.空氣量不足，或者混合不充分都容易形成結渣。

6.此外結渣還與鍋爐的設計、安裝、檢修不良有關。

三、結渣的預防

結渣的以上原因往往是同時存在的，而且互相制約、互為因果。在分析這些原因時，必須抓住主要矛盾，克服主要問題，帶動次要問題，就能減輕甚至解決結渣問題。

預防結渣可以從以下幾個方面入手:

(一)在鍋爐結構方面

1.減少漏風。漏風不僅能促進結渣，還能降級鍋爐效率。

2.提高檢修質量。檢修時應徹底清除爐內積灰積渣，并做好漏風實驗以堵塞漏風。應對不同的結渣情況采取相應的處理措施。

(二)在運行方面

1.防止火焰中心偏移

2.保持合適的空氣量

3.加強運行監視，及時吹灰大渣，制定合理的吹灰方法和吹灰間隔。

4.保持良好的爐內空氣動力特性

5.合理的匹配負荷，嚴禁長時間的超負荷運行，避免鍋爐負荷的急劇變化和升溫。

6.做好燃料管理，保持合適的煤粉細度。

7.合理的利用煙氣再循環，以降低爐內熱流及燃燒溫度，有利于減少堿土金屬的升華和三氧化硫的形成以及灰粒的粘結熔化。