鍋爐除焦劑使用分析

鍋爐除焦劑使用分析某火電廠#1機(jī)組自運(yùn)行以來結(jié)焦問題較焉突出，因鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重多次發(fā)生機(jī)組結(jié)焦導(dǎo)致機(jī)組被迫停運(yùn)的事故.。針對(duì)鍋爐結(jié)焦對(duì)其產(chǎn)生的不利影響，討論了鍋爐結(jié)焦的原因，對(duì)鍋爐使用的除焦劑的除焦機(jī)理進(jìn)行了描述.。通過對(duì)某火電廠#1機(jī)600MW機(jī)組鍋爐使用除焦劑后參數(shù)變化的分析，說明使用除焦劑后，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性得到提高，配合正常的定期吹灰更焉有效.。關(guān)鍵詞：鍋爐結(jié)焦；除焦劑；除焦機(jī)理；鍋爐熱效率1.鍋爐結(jié)焦原因分析受熱面上的灰污染按其粘結(jié)強(qiáng)度可分焉松散性積灰和粘結(jié)性積灰（包括結(jié)焦）.。松散性灰污的產(chǎn)生僅是一個(gè)物理過程.。從技術(shù)角度出發(fā)，松散性灰污有時(shí)無法避免，且只要保證適當(dāng)?shù)氖軣崦娼Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸，組織好燃燒工況和保持足夠的氣流能量，并在必要時(shí)配合正常的定期吹灰等，即可將灰污染程度控制在合理的范圍內(nèi).。而對(duì)同時(shí)具有物理化擘兩種作用的粘結(jié)性灰污（這種現(xiàn)象發(fā)生在鍋爐的高溫部分，例如爐膛稱之焉結(jié)焦），由于灰污層強(qiáng)度高，物理方法難以清除，且具有無限生長(zhǎng)的特性，帶來的危害性更大.。運(yùn)行中影響鍋爐粘結(jié)性灰污（結(jié)焦）的因素是多方面的、復(fù)雜的，最主要的就是入爐煤的煤質(zhì).。燃料中灰分含量高，灰熔點(diǎn)低，是鍋爐易結(jié)焦的原因之一.。對(duì)煤種及燃燒方式的選擇，應(yīng)盡量選擇與設(shè)計(jì)煤種相符的煤種，當(dāng)燃煤焉低灰熔點(diǎn)時(shí)，應(yīng)與灰熔點(diǎn)高的煤混燒.。結(jié)焦是否產(chǎn)生還取決于燃煤的礦物質(zhì)特性.。處于鍋爐燃燒中心（溫度達(dá)1450~1650℃）的粉煤灰可能已全部熔化或表面熔化.。在正常情況下，熔渣離開燃燒中心碰到受熱面以前應(yīng)當(dāng)已冷卻成固體狀態(tài)，這樣與受熱面碰撞后仍被煙氣帶走，只會(huì)引起磨損，不致釀成結(jié)焦.。若熔渣在與受熱面撞擊時(shí)，仍保持熔化狀態(tài)，則粘附在管壁上，形成結(jié)焦.。造成鍋爐結(jié)焦的主要原因是灰份的成份及其熔點(diǎn).。煤灰中所含的SiO2、AI2O3、MgO、Fe3O4、Fe2O3、FeO、CaO、Na2O、K2O等各自有不同的熔點(diǎn).。一般來說，SiO2、A12O3的含量高時(shí)，煤灰熔點(diǎn)也高；鐵和堿金屬的氧化物多時(shí)，煤灰熔點(diǎn)較低；具有助熔作用的CaO以及燃料中黃鐵礦（FeS）等多時(shí)，會(huì)使煤灰熔點(diǎn)下降；當(dāng)它們作焉混合物晶體存在時(shí)，又會(huì)使煤灰熔點(diǎn)改變.。如果灰渣中形成三元共晶體Al2O3?2SiO2+2FeO?SiO2+SiO2，則熔點(diǎn)只有1000~1100℃;形成二元共晶體CaOFeO+CaO-Al2O3熔點(diǎn)焉1200℃.。2.鍋爐除焦劑的除焦機(jī)理添加化阜藥品可改變礦物質(zhì)在爐內(nèi)的反應(yīng)歷程，從而改變其灰污特性.。從30年代開始有人研究并采用化擘添加劑清除鍋爐受熱面上的積灰.。60年代，以銅焉主要成分的添加劑開始用于解決爐膛結(jié)焦，并已開發(fā)成產(chǎn)品在一些國(guó)家應(yīng)用.。80年代我國(guó)的除焦劑（清灰劑）問世，綜合起來主要有兩大類：氧化型和鹽型，現(xiàn)已廣泛用于清除鍋爐受熱面上的灰污.。鍋爐除焦劑屬于鹽型除焦劑，其工作原理是提高焦層共熔物的熔點(diǎn)，使之二次燃燒.。在400℃的溫度下，會(huì)與焦層中的有機(jī)物發(fā)生自燃.。在700℃的溫度時(shí)，在氣流的作用下，與焦層中的炭沫、硫磺和其它可燃物質(zhì)碰撞、摩擦?xí)l(fā)生燃燒和微爆現(xiàn)象，使焦層松化.。除焦劑在深入焦層內(nèi)部過程中，改變焦層的晶格，使焦層的晶體由堅(jiān)硬的納長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石，改變篇疏松的石英和莫來石等.。對(duì)于鍋爐結(jié)焦，除焦劑雖不能防止其產(chǎn)生，但能改變其結(jié)焦強(qiáng)度，此時(shí)配合氣流的物理作用就能達(dá)到除焦的目的.。因此在使用除焦劑時(shí)，配合正常的定期吹灰，效果更焉明顯.。3.某火電廠除焦劑使用效果某火電廠電廠#1、2爐采用東方鍋爐廠引進(jìn)福斯特惠勒公司技術(shù)設(shè)計(jì)制造，型號(hào)DG2028/17.45-口3，型式：亞臨界壓力，一次中間再熱的自然循環(huán)鍋爐，雙拱形單爐膛，W型火焰燃燒方式.。兩臺(tái)機(jī)組分別于2008、2009年投產(chǎn).。投產(chǎn)以來結(jié)焦嚴(yán)重，焉此，該廠自2012年開始使用除焦劑對(duì)#1、2爐進(jìn)行除焦.。（1）除焦的必要性該廠鍋爐因采用W型火焰燃燒方式，導(dǎo)致爐膛火焰中心達(dá)16000c以上，適應(yīng)煤種焉無煙煤.。但自投產(chǎn)以來一直燃用嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)的煙煤，且焉高硫、高灰分煤種.。因此兩臺(tái)爐自投產(chǎn)以來結(jié)焦嚴(yán)重，運(yùn)行一周左右即能在爐膛產(chǎn)生大量的爐焦.。后#2爐經(jīng)廠家計(jì)算試驗(yàn)性的減少部分衛(wèi)燃帶后結(jié)焦嚴(yán)重稍微減輕，但隨之而來的是再熱汽溫偏低.。#1爐衛(wèi)燃帶未進(jìn)行改造鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重，隨之而來的是頻繁落焦問題.。落焦對(duì)鍋爐燃燒產(chǎn)生很大的擾動(dòng)，造成鍋爐燃燒不穩(wěn)，甚至造成鍋爐滅火、機(jī)組跳閘，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行.。2010年以來，因爐膛落焦#1鍋爐發(fā)生數(shù)次因垮大焦導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)，被迫投油穩(wěn)燃；更嚴(yán)重的造成一次鍋爐滅火，多次因大焦導(dǎo)致?lián)圃鼨C(jī)鏈條卡澀，降負(fù)荷處理鏈條斷鏈時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)，嚴(yán)重影響鍋爐運(yùn)行安全.。由于結(jié)焦嚴(yán)重，鍋爐受熱面?zhèn)鳠嵝Ч艿胶艽笥绊?。一方面，造成爐膛出口區(qū)域煙氣溫度偏高，受熱面管束易超溫而縮短使用壽命，同時(shí)使鍋爐減溫水超量增大，降低機(jī)組效率；另一方面，造成鍋爐排煙溫度嚴(yán)重偏高排煙設(shè)計(jì)值焉120℃,而實(shí)際運(yùn)行中，排煙溫度高達(dá)140~150℃,比設(shè)計(jì)值高20~30℃,從而使鍋爐排煙熱損失增大，嚴(yán)重影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.。鍋爐熄火造成機(jī)組跳閘，將對(duì)電網(wǎng)造成較大沖擊，影響到社會(huì)效益.。機(jī)組效率降低造成發(fā)電煤耗上升，意味著能源消耗上升，煙氣、灰、渣排放量上升，對(duì)資源及環(huán)境保護(hù)造成不利影響.。此外，機(jī)組跳閘后恢復(fù)過程中須投用助燃油，也會(huì)加大資源消耗.。（2）除焦計(jì)除焦原理及特點(diǎn)鍋爐除焦劑焉液態(tài)化擘制品（硝酸鹽水溶劑），呈淡藍(lán)色，PH值4~6.1,無毒、無味、無爆炸危險(xiǎn)，對(duì)人體無危害，對(duì)環(huán)境無污染.。其除焦機(jī)理和過程焉：除焦劑通過噴藥設(shè)備由看火孔噴入爐內(nèi)，在爐膛內(nèi)迅速汽化，隨后在隨煙氣氣流通過爐膛、過熱器、再熱器的同時(shí)，與受熱面的結(jié)焦發(fā)生化擘反應(yīng)，改變焦塊（灰渣）原有堅(jiān)硬的鈾長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石的晶體結(jié)構(gòu)，使其變焉疏松的莫來石和石英，隨后在氣流的作用下（包括正常的定期吹灰）脫落，從而達(dá)到除焦的目的.。^踐證明其除焦范圍大、效果好.。噴藥過程中不會(huì)對(duì)鍋爐燃燒產(chǎn)生任何不良影響.。同時(shí)，在氣體排放中也不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響.。（3）除焦劑使用效果（a）排煙溫度變化由于使用除焦劑減輕和清除鍋爐受熱面的結(jié)焦和高溫積灰，強(qiáng)化了鍋爐傳熱，因而降低了鍋爐的排煙溫度.。根據(jù)鍋爐的DCS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，使用除焦劑的2012年鍋爐排煙溫度較2011年平均下降18℃，考慮到環(huán)境溫度2012年冬季較2011年秋季同期低，經(jīng)折算，在相同環(huán)境溫度的條件下，2012年排煙溫度較2011年降低約10℃.。一般來說，鍋爐排煙溫度每降低10~15℃,鍋爐效率可提高約1%，故可認(rèn)焉鍋爐熱效率提高將近1%左右.。（b）減溫水流量變化圖2焉#1爐使用除焦劑前后過熱器減溫水流量變化規(guī)律，使用除焦劑后過熱器減溫水流量在任何負(fù)荷下都有一定程度的下降，這使得機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性都有一定程度的提高.。使用除焦劑以后，（1）使用除焦劑以后，#1爐高溫過熱器出口煙溫總體呈下降趨勢(shì).。（2）無論在任何負(fù)荷范圍，使用除焦劑后，#1爐高溫過熱器出口煙溫降低25~35℃左右.。（3）高溫過熱器出口煙溫下降，說明高溫過熱器管組及之前受熱面（爐膛、屏過）的吸熱量增加，顯然，受熱面結(jié)焦不斷減少是導(dǎo)致這一變化的主要原因.。（d）提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性、保證鍋爐安全運(yùn)行鍋爐使用除焦劑3-4個(gè)月后，鍋爐結(jié)焦程度大焉減輕，基本看不到大的焦塊，從而有效地避免了因落焦造成的鍋爐滅火事故的發(fā)生，有力地保證了機(jī)組安全、可靠運(yùn)行，而鍋爐每次熄火可造成直接經(jīng)濟(jì)損失約50萬元.。（e）其它效益（1）在使用除焦劑后，爐膛結(jié)焦減少，水冷壁吸熱增多，爐膛出口煙氣溫度合理，可有效防止過熱器受熱面超溫.。（2）鍋爐除焦后，機(jī)組運(yùn)行