w火焰鍋爐低氮燃燒改造策略分析

鍋爐受熱面的結(jié)渣通常是沾污、腐蝕、積灰至結(jié)渣的過(guò)程。按照鍋爐結(jié)構(gòu)和溫度范圍積灰、結(jié)渣的型式有三種：⑴爐渣沉結(jié)類型。（2）高溫結(jié)合沉結(jié)型。（3）低溫灰塵類型。爐膛內(nèi)由沾污引起，結(jié)渣一般有四種類型：（1）機(jī)械沾灰。（2）結(jié)沉積物。（3）密實(shí)粘結(jié)渣。

　　（4）液態(tài)渣層。

　　1爐內(nèi)受熱面的沾污、積灰與灰粒在爐內(nèi)的受力情況有關(guān)一般有以下八種力的作用，使灰粒沉積在受熱面上。

　　1、分子間的吸引力：灰粒越細(xì)，此力作用越明顯。2、重力沉降：灰粒越大，可能是灰粒的重量力產(chǎn)生在受熱面上沉降。3、熱泳力：細(xì)的灰粒飛近水冷壁時(shí)，較容易在溫度差的作用下被水冷壁吸住。4、機(jī)械網(wǎng)羅作用：受熱面有鐵銹，粗糙等易阻止灰的流動(dòng)，附著灰粒。5、氣流脈動(dòng)時(shí)對(duì)灰粒的摩擦力：氣流的脈動(dòng)主要指橫向脈動(dòng)，一般大于60~70pm的灰粒不隨氣流脈動(dòng)，小于50pm的灰�？赡茈S氣流橫向脈動(dòng)，而產(chǎn)生沾污積灰。6、慣性分離作用：如爐內(nèi)空氣阻力不良，火炬（氣流）直接沖刷水冷壁或在水冷壁附近產(chǎn)生停滯、渦流區(qū)，假象切圓過(guò)大，偏離等都有可能使灰粒分離沉積在受熱面上。7、由于灰粒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生畫作用力而出現(xiàn)的受熱面沾污。試驗(yàn)表明，灰粒在氣流中旋轉(zhuǎn)速度達(dá)每秒幾百至幾千轉(zhuǎn)。因而產(chǎn)生了和氣流方向垂直的橫向力，使灰碰在在受熱面上沾污。8、流動(dòng)摩擦產(chǎn)生的靜電吸引力：一般金屬堿土金屬帶負(fù)電荷，碳和硫帶正電荷，使灰粒聚集管壁。

　　2爐內(nèi)的高溫腐蝕是沾污積灰至結(jié)渣的重要因素2.1硫酸鹽型的高溫腐蝕受熱面表面Fe23鐵銹和沾污著極薄的細(xì)灰粒層是金屬的保護(hù)膜。在高溫火焰下，升華的堿金屬氧化物（如Na22、K2等）冷凝在管壁的沾污層上，如果周圍煙氣中有SO3存在，則會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)生成硫酸鹽：Na2O+SO3Na2SO4當(dāng)硫酸鹽層厚增厚，熱阻加大，表面溫度升高，而開始發(fā)粘、熔化，此時(shí)就要沾污更多的灰粒。硫酸鹽熔化時(shí)會(huì)放出SO3和煙氣中的SO3又向疏松的渣內(nèi)擴(kuò)散，產(chǎn)生下列反應(yīng)：這樣管壁Fe23被破壞，而K3Fe（S4）3在584尤就就會(huì)熔化，進(jìn)一步氧化而使金屬損耗，同時(shí)，結(jié)渣不斷增厚，此時(shí)鐵的腐蝕為：Na3Fe（SO4）3Na2SO4+Fe2O3+SO3這樣出現(xiàn)了新的堿金屬硫酸鹽層，在S3的作用下，不斷使管壁受到腐蝕。

　　當(dāng)爐內(nèi)氧氣不足或燃燒組織不良、煤粉與空氣混合比、不佳時(shí)，尤其在管壁附近存在著還原氣氛、并出現(xiàn)硫化氫氣體時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生硫化物的腐蝕。開始時(shí)煤中的FeS2隨煤、灰粒一起沖刷到管壁上，受熱分解出自由原子硫和硫化亞鐵：當(dāng)管壁附近出硫化氫和二氧化硫氣體時(shí)也可產(chǎn)生在還原性氣氛中，由于缺氧，原子硫可能單獨(dú)存在，當(dāng)管壁溫度達(dá)到350尤時(shí)，就產(chǎn)生了如下反應(yīng)：硫化亞鐵繼續(xù)緩慢氧化而生成黑色磁性氧化鐵，即：這一過(guò)程使管壁腐蝕，增加了管壁粗糙度，導(dǎo)致積灰更加嚴(yán)重。因此，受熱面沾污是腐蝕的和重要條件，而腐蝕是受熱面積灰至結(jié)渣的重要因素。

　　3煤中灰分成分和特性對(duì)結(jié)渣的影響煤中灰分成分多而復(fù)雜，由許多種氧化物和化合物以及礦物質(zhì)等組成。根據(jù)美國(guó)研究表明，煤灰化學(xué)成分與鍋爐爐膛中實(shí)際飛灰、陸地成分、水冷壁渣的化學(xué)成分有區(qū)別。但是灰中的化學(xué)成分一般可以估計(jì)出煤灰和渣的特性。在高溫和爐內(nèi)一些氣氛作用下，灰中氧化物生成化合物，使灰熔點(diǎn)減低。在其它條件下形成化合物，熔點(diǎn)一般也是降低的。煤灰中的礦物質(zhì)有上百種，這里就不列表說(shuō)明了。煤灰中的化學(xué)成分含量變化很大，許多物質(zhì)的熔點(diǎn)大不相同，沾污結(jié)渣嚴(yán)重與否和煤灰中的酸堿比、氧化納和硫分等含量有關(guān)。

　　4鍋爐運(yùn)行燃燒調(diào)整對(duì)積灰結(jié)渣的影響其影響主要有：1）鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行，爐膛容積熱強(qiáng)度、斷面熱強(qiáng)度太高，爐膛溫度超過(guò)灰的熔點(diǎn)溫度，使熔化的灰粒濺到水冷壁上凝結(jié)。2）燃燒組織不良，火焰中心偏斜，引起局部結(jié)渣。3）旋流式燃燒器擴(kuò)散角過(guò)大，使氣流貼壁；火焰中心過(guò)上或過(guò)下都易產(chǎn)生水冷壁、屏式過(guò)熱器等受熱面結(jié)渣。4）煤粉過(guò)粗，爐膛負(fù)壓過(guò)大，爐底漏風(fēng)嚴(yán)重等，都可能引起爐膛出口結(jié)渣。5）煤粉過(guò)細(xì)，一次風(fēng)量過(guò)小，一次溫度太高，使煤粉著火過(guò)早，引起燃燒器周圍結(jié)渣。6）燃燒風(fēng)量不足或煤粉與空氣混合不佳，都會(huì)產(chǎn)生還原性氣體（CO、H2等）同時(shí)產(chǎn)生還原反應(yīng)。

　　1、必須嚴(yán)格按照煤種設(shè)計(jì)鍋爐型式和參數(shù)有關(guān)參數(shù)。2、設(shè)計(jì)良好的燃燒器性能，并能適應(yīng)煤種的變化。

　　3、設(shè)計(jì)受熱面吹灰系統(tǒng)，而且吹灰性能要好，吹灰效果高。4、設(shè)計(jì)煙氣再循環(huán)，調(diào)整爐膛溫度。

　　2）安裝調(diào)試、運(yùn)行、燃燒調(diào)整方面（1）燃燒器安裝的各種技術(shù)指標(biāo)必須符合要求，驗(yàn)收要認(rèn)真、仔細(xì)把好關(guān)，特別是四角燃燒直流式燃燒器的偏角>0.5°。（2）爐膛底部的安裝要使鍋爐能很好的自由膨脹，并且要嚴(yán)密、堅(jiān)固、防止漏風(fēng)。（3）安裝調(diào)試的工作十分重要，爐膛動(dòng)力場(chǎng)的好壞直接影響燃燒的結(jié)渣問(wèn)題。因此，動(dòng)力場(chǎng)的問(wèn)題必須在調(diào)試中解決。

　�。�4）運(yùn)行中，加強(qiáng)燃燒調(diào)整，風(fēng)粉混合要均勻，保證合格的煤粉細(xì)度，過(guò)�？諝庀禂�(shù)要合理，一、二風(fēng)配比、配合要適中，建立良好的空氣動(dòng)力場(chǎng)。（5）燃燒煤種要盡量符合設(shè)計(jì)煤煤種。（6）對(duì)硫分高的煤種，在保證完全燃燒的前提下，采取低氧燃燒，減少S3氣體的產(chǎn)生。硫酸鹽型的高溫腐蝕嚴(yán)重時(shí)，運(yùn)行中可加石灰石或石英石減輕腐蝕和積灰及結(jié)渣。（7）避免鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行。在鍋爐啟動(dòng)、停止或低負(fù)荷時(shí)，進(jìn)風(fēng)量不能低于額定負(fù)荷總風(fēng)量的30%，避免煤粉、灰粒沉積。經(jīng)常檢查、消除爐壁底部漏風(fēng)，控制燃燒器燃燒負(fù)荷等。避免火焰中心上移，造成爐膛出口結(jié)渣。（8）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，使煤粉燃燒良好而不在爐壁附近產(chǎn)生還原性氣氛。避免火焰偏斜直接沖刷爐壁等等。（9）吹灰器必須良好運(yùn)行，定期吹灰，蒸汽吹灰次數(shù)。延續(xù)時(shí)間根據(jù)積灰情況而定，避免破壞熱面保護(hù)層Fe23（1）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。

　　4.2鍋爐結(jié)焦的清除方法對(duì)于鍋爐爐膛結(jié)渣、積灰的清除方法有很多種�？偟膩�(lái)看，可分為運(yùn)行時(shí)清除和停爐時(shí)清除兩大類：鍋爐運(yùn)行時(shí)清除渣（灰）的方法合吹灰：據(jù)有些電廠經(jīng)驗(yàn)，聯(lián)合使用水、汽吹灰效果更佳，即水吹灰后接著再用蒸汽吹灰（4）加添加劑。

　　停爐時(shí)清渣（灰）的主要方法流清洗。米用高壓水射流清洗鍋爐結(jié)渣、積灰，效率較高，清洗徹底，是目前停爐時(shí)清洗鍋爐結(jié)渣、積灰的最有效的方法。