鍋爐蒸發(fā)受熱面存在問題及防止措施

一、固態(tài)排渣鍋爐的結(jié)渣問題

1.固態(tài)排渣鍋爐的結(jié)渣問題

（1）固態(tài)排渣煤粉鍋爐，火焰中心溫度達(dá)到1400-1600℃；

（2）燃料中的灰分由多種礦物雜質(zhì)組成，在高溫火焰中呈現(xiàn)熔化狀態(tài)；

（3）熔融的灰分接近水冷壁時(shí)，可以積聚并黏結(jié)在受熱面外壁上，難于清除，形成了“結(jié)渣”（結(jié)焦）；

（4）若熔融的灰分接近受熱面時(shí)，已經(jīng)被冷卻降溫凝結(jié)為固態(tài)，則受熱面不會(huì)“結(jié)渣”現(xiàn)象（積灰）。

2、受熱面結(jié)渣的危害    

（1）水冷壁結(jié)渣，增加傳熱熱阻，受熱面?zhèn)鳠釡p弱，鍋爐排煙溫度上升，效率下降；

（2）水冷壁結(jié)渣，傳熱減弱，鍋爐出力下降；

（3）部分水冷壁結(jié)渣，使水冷壁受熱不均，導(dǎo)致熱偏差，影響水循環(huán)的安全；

（4）水冷壁結(jié)渣，爐膛出口煙氣溫度上升，導(dǎo)致過熱蒸汽溫度上升，容易引起過熱器損壞；

（5）燃燒器噴口結(jié)渣，使?fàn)t內(nèi)空氣動(dòng)力特性受到破壞，影響正常燃燒過程；

（6）冷灰斗處結(jié)渣，使冷灰斗出口逐漸堵塞，無法正常排渣。

（7）爐膛上部大塊渣塊下落，會(huì)砸壞水冷壁或冷灰斗。

3、鍋爐受熱面結(jié)渣的影響因素

（1）煤粉灰分特性

通常把灰的軟化溫度ST作為是否結(jié)渣的主要指標(biāo)?；胰埸c(diǎn)低的煤（ST＜1200℃）容易結(jié)渣。此外，結(jié)渣性指標(biāo)還包括：硅比、堿酸比、結(jié)渣指數(shù)，極限黏度等。

（2）爐內(nèi)空氣動(dòng)力特性

氣流組織不當(dāng)，導(dǎo)致火焰中心偏移，煤粉氣流火焰貼墻引起水冷壁局部結(jié)渣；

氣流組織不當(dāng)，形成煙氣滯留漩渦區(qū)并形成還原性氣氛（存在CO），降低灰熔點(diǎn)，增大了結(jié)渣的可能性。

過量空氣系數(shù)：當(dāng)爐內(nèi)過量空氣過小，可能產(chǎn)生還原性氣氛，結(jié)渣傾向隨之增加。

（3）鍋爐熱負(fù)荷的影響

鍋爐設(shè)計(jì)熱負(fù)荷：熱負(fù)荷強(qiáng)度越大，爐內(nèi)燃燒器區(qū)域的溫度越高，煤灰達(dá)到熔融狀態(tài)，結(jié)渣的可能性增大。

鍋爐運(yùn)行負(fù)荷：鍋爐運(yùn)行熱負(fù)荷越高，送入爐內(nèi)的熱量也越多，結(jié)渣的可能性也越大。

（4）煤粉細(xì)度的影響

粗煤粉燃燒時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)煤粉中粗煤粉的比例增加時(shí)，容易引起火焰延長(zhǎng)，導(dǎo)致爐膛出口處的受熱面結(jié)渣。

4、防止受熱面結(jié)渣的措施       

（1）防止受熱面附近溫度過高。爐膛設(shè)計(jì)熱負(fù)荷強(qiáng)度合理，控制合理的爐溫；同時(shí)布置足夠的受熱面冷卻煙氣，保證熔化狀態(tài)的灰貼近受熱面之前已經(jīng)凝固；

（2）合理組織爐內(nèi)氣流，燃燒器布置合理，一、二次風(fēng)形成良好的氣流結(jié)構(gòu)，保證火焰不直接沖刷受熱面；避免過量空氣系數(shù)過低產(chǎn)生還原性氣氛；

（3）加強(qiáng)燃料管理，做好燃料灰成分分析及熔點(diǎn)分析，盡量使用設(shè)計(jì)煤種；避免煤粉過粗；

（4）加強(qiáng)運(yùn)行管理，及時(shí)調(diào)整燃燒狀況，及時(shí)吹灰除渣。

二、液態(tài)排渣爐的爐底析鐵         

   液態(tài)排渣鍋爐運(yùn)行時(shí)，在熔渣池底部會(huì)有大量鐵水隨著液態(tài)灰渣一同流出，稱為爐底析鐵。

1、析鐵原因

爐底析鐵主要來源于燃料灰分中的氧化鐵。熔渣池中的液態(tài)灰分包含自由氧化鐵。如果有未燃盡的碳粒落入渣池內(nèi)，氧化鐵就被還原成鐵：                    

2、爐底析鐵的危害         

（1）鐵的熔點(diǎn)很高（1535℃），因而析鐵后熔渣黏度大，不利于排渣；

（2）鐵的質(zhì)量較大，高溫鐵水滲入爐底，侵蝕耐火涂料層，從爐底的縫隙中漏出而損壞爐底結(jié)構(gòu)，造成爐底水冷壁管過熱而爆管。

（3）析鐵嚴(yán)重時(shí)，鐵水流入?；?，與水作用產(chǎn)生大量氫氣，可能引起爆炸。

（4）鐵水沉于爐底，停爐后凝成大塊，很難清除。

3、防止?fàn)t底析鐵的措施       

   爐底析鐵反應(yīng)：FeO+C=Fe+CO

（1）防止煤粉落入渣池

   措施：直流燃燒器切圓燃燒、提高下二次風(fēng)速度、控制上排燃燒器的下傾角、控制煤粉細(xì)度等；

（2）盡快從爐底排走熔渣，減少熔渣在爐內(nèi)停留時(shí)間：  

   措施：可以采用微傾斜爐底等。

三、水冷壁的高溫腐蝕          

在低溫條件下，受熱面管壁中的Fe發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng)生成致密且穩(wěn)定的Fe₂O₃保護(hù)膜，可保護(hù)管壁免受進(jìn)一步氧化。而氧化產(chǎn)物Fe₃O₄和FeO較疏松，易脫落。

（一）高溫腐蝕的機(jī)理

（1）硫化物型腐蝕；

（2）硫酸鹽型腐蝕；

（3）腐蝕性氣體腐蝕：

（二）減輕水冷壁高溫腐蝕的措施         

（1）加強(qiáng)燃料控制：盡量采用低硫低氯及堿金屬元素含量少的煤，以減少受熱面高溫腐蝕。

（2）合理控制煤粉細(xì)度，防止煤粉過粗。煤粉顆粒過大不易燃盡，產(chǎn)生還原性氣氛，加速高溫腐蝕；

（3）改善燃燒，防止局部高溫，防止火焰貼壁沖墻。高溫可加速硫酸鹽的反應(yīng)，加快腐蝕速度；水冷壁管壁溫度350℃以上就發(fā)生強(qiáng)烈的高溫腐蝕，過熱器和再熱器管壁溫度500℃以上發(fā)生硫酸鹽型高溫腐蝕。

（4）合理配風(fēng)和強(qiáng)化爐內(nèi)湍流混合，避免局部還原性氣氛：使有機(jī)硫盡可能與氧反應(yīng)，不與管壁反應(yīng)。

（5）采用耐腐蝕材料。