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锅炉结焦的原因分析及预防措施

发布时间：2009/6/12 阅读次数：940 字体大小: 【小】【中】【大】

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摘　要：分析了锅炉结焦的原因及预防措施，对司炉工操作有一定帮助。
关键词：工业锅炉；司炉工；结焦；预防
分类号：TK229　　文献标识码：B
文章编号：1004-8774(2000)01-43-02

Analysis of Boiler Coking and Its Prerenting Measures

WANG GUO-jun　SUN Guang-shen▲

1　前言

　　锅炉结焦是燃煤工业锅炉运行中比较普遍的现象。它会破坏正常燃烧工况，减少锅炉出力，破坏正常水循环，造成爆管事故，严重时还会使炉膛出口堵塞而被迫停炉。

2　结焦的原因

2.1　煤质因素

　　煤在燃烧时，其灰分熔融特性温度用变形温度t₁、软化温度t₂和熔化温度t₃数值表示。软化温度t₂的高低是判断煤灰是否容易结焦的主要指标。灰的成分不同，其熔点也不同。煤中的硫化铁、氧化亚铁、氧化钾和氧化钠含量大时，灰熔点低，就容易结焦；煤中的氧化硅、氧化铝含量大时，灰熔点高，就不易结焦。煤的灰熔点一般在1250～1500℃(高于锅炉炉膛受热面的设计温度)，而有些煤的灰熔点则低于1100℃，燃用了这种煤非常容易结成焦块。

2.2　设计、安装原因

　　炉膛容积大小或锅炉超负荷运行，造成炉膛热负荷过高；辐射受热面布置较少，水冷壁管间距过大，吸热量小；炉膛出口烟气温度选得太高；炉膛出口流通截面狭窄，火焰中心位置太高。这些都会成为锅炉在运行中产生结焦的原因。

2.3　操作使用

　　如果送引风量太大，进行强化燃烧，炉温超过煤灰粘结温度时，会形成高温结焦。如果配风不当，煤不完全燃烧，会产生大量一氧化碳及氢等气体，使灰中熔点较高的三氧化二铁还原成熔点很低的氧化铁，降低了灰熔点(可能降低300～350℃)。这时，虽然炉膛出口烟温低于煤灰的软化温度t₂，但仍会形成剧烈的结焦。沸腾燃烧锅炉比较容易出现“低温结焦”就是这个缘故。

2.4　清渣打焦

　　打焦清渣不及时，把灰渣和红火混在一起，会加剧焦渣形成。

3　防止和消除结焦的措施

3.1　改进炉膛结构

　　改进炉膛结构的目的是要控制炉膛容积大小和烟温，防止结焦通常要将炉膛出口烟温控制在煤灰变形温度t₁以下50～100℃，最好在900～1000℃。要控制炉膛出口烟温，就要选取适当的炉排热负荷和炉膛热负荷。具体作法见表1、表2。

表1

燃　烧　设　备	手　烧　炉	链　条　炉	推动炉排炉	抛煤机炉	沸　腾　炉
炉排面积m²	1.5～1.8	0.9～1.1	1.1～1.3	0.9～1.1	0.3～0.4
炉排热负荷 (kJ/m^2.h)×10³	2000～2500	2000～3700	2800～3300	3300～4400	8000～12500

表2

燃　烧　设　备	链　条　炉	抛煤机炉	其它层燃炉	煤　粉　炉	沸　腾　炉
炉膛容积m³	3～4	3.5～4.5	3～4	4.5～5.5	4.5
炉膛容积热负荷 (kJ/m^3.h)×10³	800～1200	800～1000	800～1000	570～800	3300～6500 (包括悬浮段)

　　炉膛容积热负荷的高低还取决于炉膛内水冷壁布置的多少。水冷壁太少，炉膛容积热负荷过高，就会严重结焦。特别是炉膛出口的捕渣管不要布置得太密，否则容易挂渣堵死。
　　降低炉膛热负荷和烟温的措施是改进炉膛结构。如将拱石　旋里的暗管改为明管或拆除部分卫燃带；炉膛两侧增加水冷壁或防焦联箱；以及煤粉炉适当加高炉膛，增大炉膛容积，改进燃烧器喷粉角度等。

3.2　防止超负荷运行

　　超负荷运行会引起结焦。对于裕量较大的风机来说，超负荷时就要较大幅度调大风量，提高送引风和二次风风速及烟速，增加过剩空气量。这种强化燃烧的结果使火焰偏高，烟气里携带大量熔融状态的煤粒煤灰粘结在炉膛出口捕渣管上，此处平均温度很快高于灰熔点，形成结焦。例如，本市某厂一台SHL型10t/h链条炉，在燃用一种结焦性较强的煤种时，由于锅炉负荷不同而引起燃烧工况及热效率的变化，见表3。

表3

锅炉负荷 t/h	运行时间 h	炉膛出口温度 ℃	炉膛结焦情　况	锅炉效率 %
11.3	2	980	结焦严重	72
10	2	930	结焦轻	75
9.2	2	880	结焦轻微	78
8	2	830	不结焦	81
7	2	750	不结焦	80

　　防止超负荷运行要从给煤量、给水量、送引风量和控制调整燃烧工况来进行。

3.3　加强运行操作的调整

　　一般要把炉膛出口温度维持在850～950℃(沸腾炉维持在750～800℃)，应做到以下三点：
　　①保持适当的过剩空气系数，合理使用一、二次风。若一次风太大，火焰上升得很高，甚至直射后墙，会促使高温结焦。若二次风使用得当，火焰中心下移，延长了烟气路线，可使炉膛出口温度降低50至80℃。炉膛出口过剩空气系数推荐值为：链条炉1.2～1.35，抛煤机炉1.4，往复式推动炉排炉1.3，煤粉炉1.2～1.25，沸腾炉1.05～1.1。
　　②给煤要均匀，在负荷变化较大或煤种变化时，应及时调整煤层厚度。如链条炉燃用结焦性强的烟煤(灰分小)，煤层厚度为80～120mm，炉排取快速，送风量较小。燃用结焦性较差的烟煤(灰分大)，煤层厚度100～140℃，炉排取中速，送风量较大。
　　③对于干煤应适当掺水，对于含硫化铁粘结性强的煤应及时打焦清渣，对于灰分大的煤应适当增加清炉次数，对于管群、烟管或烟室的堵灰应及时清理。

3.4　堵漏风

　　炉膛漏风，破坏了正常燃烧工况，造成火焰的充满度和搅拌混合情况恶化，火焰中心升高或偏斜，会加速结焦的形成。解决的办法是减少漏风量，使炉膛出口负压不致过大(链条炉为10～15Pa，煤粉炉为15～30Pa)。锅炉各部位的漏风系数应控制在：炉膛0.1，炉排0.15，过热器0.05，省煤器0.1，空气预热器0.1，除尘器0.05。

3.5　煤要混合掺烧

　　混合掺烧不同煤种，合理掌握煤块粒度及煤粉细度，特别是混烧结焦性强和结焦性差的烟煤，是预防结焦、提高锅炉热效率的好办法。

4　打焦注意事项

　　打焦应注意以下几点：
　　(1)要有足够数量的看火孔和打焦孔，位置和内扩角要适当。
　　(2)打焦人员要佩带劳动防护用品，最好在锅炉负荷较低、燃烧稳定时打焦，且炉膛负压应控制在50～70Pa。燃烧不正常时，应禁止打焦和除灰。
　　(3)做好打焦吹灰记录。打焦吹灰时，不得开送风机或停引风机，不得启动给煤设备和油枪。
　　(4)加强吹灰工作。用手动空气枪头(压力为0.6～0.8MPa)吹灰。对于炉膛内较硬的焦块，可采用0.7～1.5MPa水压打焦，使焦块破裂脱落，但要防止直接喷到受热面或砖墙上。■

作者单位：王国俊（徐州火柴厂，徐州　221005）　
　　　　　孙光圣（徐州市锅炉压力容器检验所）

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