除焦劑在電廠鍋爐中的應用

趙俊彬，田 建，周 鋒

(中電投河南電力有限公司開封發電分公司，河南 開封 475002)

由于近年來煤炭供應日趨緊張，火電廠鍋爐燃用煤質與設計煤種偏離較大。在燃用劣質煤時，除了鍋爐的安全、經濟方面會受到較大影響外，鍋爐還極易產生結焦現象。在運行中鍋爐受熱面結焦是非常普遍且難以解決的棘手問題，它直接影響到鍋爐的安全穩定運行。較多電廠使用液體鍋爐除焦劑的經驗表明，液體除焦劑能在一定程度上清除鍋爐陳舊焦渣，同時可抑制新焦產生，從而保持鍋爐受熱面清潔，效果顯著，值得推廣。

1 鍋爐結焦的危害

在火電廠的生產過程中，鍋爐燃用劣質煤時，會產生較嚴重的結焦現象。鍋爐受熱面結焦后，傳熱能力下降，爐內吸熱減少，導致煙溫升高，鍋爐排煙損失增大，鍋爐熱效率降低，嚴重時可能引起受熱面爆管事故。當大塊爐渣落下時，可能會砸壞水冷壁管，甚至造成鍋爐滅火。此外，大塊爐渣還會造成撈渣機跳閘，爐底水封破壞，影響鍋爐的安全運行，嚴重時會造成設備損壞、人身傷害等事故。

2 鍋爐除焦劑的作用原理

鍋爐除焦劑通過與鍋爐內的焦塊發生化學反應，使焦塊疏松并使其完全燃燒，最后通過煙道將產生的塵灰排出。

除焦劑的化學反應機理是提高焦層共熔物的熔點，使其進行二次燃燒。400 ℃時，除焦劑會與焦層中的有機物發生自燃；700 ℃時，在氣流的作用下，除焦劑會與焦層中的炭沫、硫磺和其他可燃物質進行碰撞、摩擦，發生燃燒和微爆現象，使焦層松化。除焦劑能深入焦層內部，改變焦層的晶格，使焦層的晶體由堅硬的鈉長石和鈣長石改變為疏松的石英和莫來石等。

鍋爐運行中，從現場將壓縮空氣接入藥罐，通過觀火孔向火焰區噴入一定量的液體除焦劑。使用一段時間后，可在一定程度上清除鍋爐陳舊焦渣，同時抑制新焦渣的產生，保持鍋爐受熱面清潔。

3 鍋爐除焦劑的實際應用

3.1 使用除焦劑前的情況

某電廠600 MW機組鍋爐結焦后，在燃燒工況發生變化或大焦塊無法承受自重時，焦塊會發生脫落。當炙熱的大焦塊掉落至渣井的瞬間，會產生大量水蒸氣，發生氫爆現象，引起爐膛負壓劇烈波動。嚴重時會將撈渣機渣井兩側的檢修孔門沖開，導致爐底水封損壞；或者使撈渣機液壓關斷門搖臂嚴重變形或液壓關斷門無法正常開、關，造成爐底漏風，甚至使液壓關斷門受到沖擊而脫落。

3.2 使用液體除焦劑后的情況

針對鍋爐結焦嚴重的情況，電廠采用了速特威2633液體鍋爐除焦劑進行除焦。該產品的研制應用了國外先進技術，同時結合了我國國內的燃料特點，是一種高效節能的鍋爐除焦產品，適用于以煤、油等為燃料的各種型號的鍋爐，具有除焦、助燃、防腐以及減少環境污染等功能。該產品在高溫環境中的應用，一是可以提高共熔物熔點，使其不可能粘附在金屬壁面上；二是可以起到強烈的助燃作用，使共熔物與炭粒混合體粘附在墻壁之前，充分燃燒。此外，對于已形成的焦層，也可以使之松化并進一步燃燒，提高燃燒效率。

電廠使用除焦劑一段時期后，爐內結焦明顯減少。在相同環境溫度及負荷工況下，排煙溫度降低7 ℃，過熱器后煙溫降低約30～40 ℃，排煙熱損失大幅降低；主汽及再熱減溫水降低約5 t/h。此外，電廠還委托南京大學現代分析中心對使用除焦劑前后的焦樣成分進行了分析，結果如表1所示。

表1 使用除焦劑前后焦渣成分對照

4 使用液體除焦劑的經濟效益

(1)使用除焦劑可以減輕和清除鍋爐受熱面的結焦，強化鍋爐傳熱，在相同環境溫度及負荷工況下，排煙溫度降低了7 ℃。以排煙溫度升高1 ℃影響供電煤耗約0.187 g/kWh計，供電煤耗降低了1.309 g/kWh；以過熱器減溫水增加1 t/h影響供電煤耗0.0126 g/kWh，再熱器減溫水增加1 t/h影響供電煤耗0.066 g/kWh計，供電煤耗降低了0.19 g/kWh；以全年度1臺機組發電35億kWh計，總共節約煤約5 000 t，節約資金約400萬元，而全年度消耗除焦劑資金約100萬元。

(2)提高了鍋爐燃燒穩定性及設備運行可靠性，降低了設備故障率，減少了設備維護費用。