鍋爐除焦劑使用分析

鍋爐除焦劑使用分析某火電廠#1機組自運行以來結焦問題較焉突出，因鍋爐結焦嚴重多次發(fā)生機組結焦導致機組被迫停運的事故.。針對鍋爐結焦對其產(chǎn)生的不利影響，討論了鍋爐結焦的原因，對鍋爐使用的除焦劑的除焦機理進行了描述.。通過對某火電廠#1機600MW機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，鍋爐運行穩(wěn)定性得到提高，配合正常的定期吹灰更焉有效.。關鍵詞：鍋爐結焦；除焦劑；除焦機理；鍋爐熱效率1.鍋爐結焦原因分析受熱面上的灰污染按其粘結強度可分焉松散性積灰和粘結性積灰（包括結焦）.。松散性灰污的產(chǎn)生僅是一個物理過程.。從技術角度出發(fā)，松散性灰污有時無法避免，且只要保證適當?shù)氖軣崦娼Y構設計尺寸，組織好燃燒工況和保持足夠的氣流能量，并在必要時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).。而對同時具有物理化擘兩種作用的粘結性灰污（這種現(xiàn)象發(fā)生在鍋爐的高溫部分，例如爐膛稱之焉結焦），由于灰污層強度高，物理方法難以清除，且具有無限生長的特性，帶來的危害性更大.。運行中影響鍋爐粘結性灰污（結焦）的因素是多方面的、復雜的，最主要的就是入爐煤的煤質.。燃料中灰分含量高，灰熔點低，是鍋爐易結焦的原因之一.。對煤種及燃燒方式的選擇，應盡量選擇與設計煤種相符的煤種，當燃煤焉低灰熔點時，應與灰熔點高的煤混燒.。結焦是否產(chǎn)生還取決于燃煤的礦物質特性.。處于鍋爐燃燒中心（溫度達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當已冷卻成固體狀態(tài)，這樣與受熱面碰撞后仍被煙氣帶走，只會引起磨損，不致釀成結焦.。若熔渣在與受熱面撞擊時，仍保持熔化狀態(tài)，則粘附在管壁上，形成結焦.。造成鍋爐結焦的主要原因是灰份的成份及其熔點.。煤灰中所含的SiO2、AI2O3、MgO、Fe3O4、Fe2O3、FeO、CaO、Na2O、K2O等各自有不同的熔點.。一般來說，SiO2、A12O3的含量高時，煤灰熔點也高；鐵和堿金屬的氧化物多時，煤灰熔點較低；具有助熔作用的CaO以及燃料中黃鐵礦（FeS）等多時，會使煤灰熔點下降；當它們作焉混合物晶體存在時，又會使煤灰熔點改變.。如果灰渣中形成三元共晶體Al2O3?2SiO2+2FeO?SiO2+SiO2，則熔點只有1000~1100℃;形成二元共晶體CaOFeO+CaO-Al2O3熔點焉1200℃.。2.鍋爐除焦劑的除焦機理添加化阜藥品可改變礦物質在爐內(nèi)的反應歷程，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焦，并已開發(fā)成產(chǎn)品在一些國家應用.。80年代我國的除焦劑（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，使之二次燃燒.。在400℃的溫度下，會與焦層中的有機物發(fā)生自燃.。在700℃的溫度時，在氣流的作用下，與焦層中的炭沫、硫磺和其它可燃物質碰撞、摩擦會發(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，使焦層的晶體由堅硬的納長石和鈣長石，改變篇疏松的石英和莫來石等.。對于鍋爐結焦，除焦劑雖不能防止其產(chǎn)生，但能改變其結焦強度，此時配合氣流的物理作用就能達到除焦的目的.。因此在使用除焦劑時，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福斯特惠勒公司技術設計制造，型號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.。兩臺機組分別于2008、2009年投產(chǎn).。投產(chǎn)以來結焦嚴重，焉此，該廠自2012年開始使用除焦劑對#1、2爐進行除焦.。（1）除焦的必要性該廠鍋爐因采用W型火焰燃燒方式，導致爐膛火焰中心達16000c以上，適應煤種焉無煙煤.。但自投產(chǎn)以來一直燃用嚴重偏離設計的煙煤，且焉高硫、高灰分煤種.。因此兩臺爐自投產(chǎn)以來結焦嚴重，運行一周左右即能在爐膛產(chǎn)生大量的爐焦.。后#2爐經(jīng)廠家計算試驗性的減少部分衛(wèi)燃帶后結焦嚴重稍微減輕，但隨之而來的是再熱汽溫偏低.。#1爐衛(wèi)燃帶未進行改造鍋爐結焦嚴重，隨之而來的是頻繁落焦問題.。落焦對鍋爐燃燒產(chǎn)生很大的擾動，造成鍋爐燃燒不穩(wěn)，甚至造成鍋爐滅火、機組跳閘，嚴重影響機組安全運行.。2010年以來，因爐膛落焦#1鍋爐發(fā)生數(shù)次因垮大焦導致燃燒不穩(wěn)，被迫投油穩(wěn)燃；更嚴重的造成一次鍋爐滅火，多次因大焦導致?lián)圃鼨C鏈條卡澀，降負荷處理鏈條斷鏈時間長達12小時，嚴重影響鍋爐運行安全.。由于結焦嚴重，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，同時使鍋爐減溫水超量增大，降低機組效率；另一方面，造成鍋爐排煙溫度嚴重偏高排煙設計值焉120℃,而實際運行中，排煙溫度高達140~150℃,比設計值高20~30℃,從而使鍋爐排煙熱損失增大，嚴重影響機組經(jīng)濟運行.。鍋爐熄火造成機組跳閘，將對電網(wǎng)造成較大沖擊，影響到社會效益.。機組效率降低造成發(fā)電煤耗上升，意味著能源消耗上升，煙氣、灰、渣排放量上升，對資源及環(huán)境保護造成不利影響.。此外，機組跳閘后恢復過程中須投用助燃油，也會加大資源消耗.。（2）除焦計除焦原理及特點鍋爐除焦劑焉液態(tài)化擘制品（硝酸鹽水溶劑），呈淡藍色，PH值4~6.1,無毒、無味、無爆炸危險，對人體無危害，對環(huán)境無污染.。其除焦機理和過程焉：除焦劑通過噴藥設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，與受熱面的結焦發(fā)生化擘反應，改變焦塊（灰渣）原有堅硬的鈾長石和鈣長石的晶體結構，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.。噴藥過程中不會對鍋爐燃燒產(chǎn)生任何不良影響.。同時，在氣體排放中也不會對環(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焦和高溫積灰，強化了鍋爐傳熱，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荷下都有一定程度的下降，這使得機組的安全性和經(jīng)濟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.。（2）無論在任何負荷范圍，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，受熱面結焦不斷減少是導致這一變化的主要原因.。（d）提高鍋爐燃燒穩(wěn)定性、保證鍋爐安全運行鍋爐使用除焦劑3-4個月后，鍋爐結焦程度大焉減輕，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，有力地保證了機組安全、可靠運行，而鍋爐每次熄火可造成直接經(jīng)濟損失約50萬元.。（e）其它效益（1）在使用除焦劑后，爐膛結焦減少，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，機組運行