關于鍋爐結渣積灰的分析和對策

　　鍋爐受熱面的結渣通常是沾污、腐蝕、積灰至結渣的過程。按照鍋爐結構和溫度范圍積灰、結渣的型式有三種：⑴爐渣沉結類型。（2）高溫結合沉結型。（3）低溫灰塵類型。爐膛內由沾污引起，結渣一般有四種類型：（1）機械沾灰。（2）結沉積物。（3）密實粘結渣。（4）液態渣層。

　　1爐內受熱面的沾污、積灰與灰粒在爐內的受力情況有關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，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生在受熱面上沉降。3、熱泳力：細的灰粒飛近水冷壁時，較容易在溫度差的作用下被水冷壁吸住。4、機械網羅作用：受熱面有鐵銹，粗糙等易阻止灰的流動，附著灰粒。5、氣流脈動時對灰粒的摩擦力：氣流的脈動主要指橫向脈動，一般大于60~70pm的灰粒不隨氣流脈動，小于50pm的灰粒可能隨氣流橫向脈動，而產生沾污積灰。6、慣性分離作用：如爐內空氣阻力不良，火炬（氣流）直接沖刷水冷壁或在水冷壁附近產生停滯、渦流區，假象切圓過大，偏離等都有可能使灰粒分離沉積在受熱面上。7、由于灰粒旋轉產生畫作用力而出現的受熱面沾污。試驗表明，灰粒在氣流中旋轉速度達每秒幾百至幾千轉。因而產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、流動摩擦產生的靜電吸引力：一般金屬堿土金屬帶負電荷，碳和硫帶正電荷，使灰粒聚集管壁。

　　2爐內的高溫腐蝕是沾污積灰至結渣的重要因素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灰粒層是金屬的保護膜。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，則會發生如下反應生成硫酸鹽：Na2O+SO3Na2SO4當硫酸鹽層厚增厚，熱阻加大，表面溫度升高，而開始發粘、熔化，此時就要沾污更多的灰粒。硫酸鹽熔化時會放出SO3和煙氣中的SO3又向疏松的渣內擴散，產生下列反應：這樣管壁Fe23被破壞，而K3Fe（S4）3在584尤就就會熔化，進一步氧化而使金屬損耗，同時，結渣不斷增厚，此時鐵的腐蝕為：Na3Fe（SO4）3Na2SO4+Fe2O3+SO3這樣出現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。

　　當爐內氧氣不足或燃燒組織不良、煤粉與空氣混合比、不佳時，尤其在管壁附近存在著還原氣氛、并出現硫化氫氣體時，就會產生硫化物的腐蝕。開始時煤中的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：當管壁附近出硫化氫和二氧化硫氣體時也可產生在還原性氣氛中，由于缺氧，原子硫可能單獨存在，當管壁溫度達到350尤時，就產生了如下反應：硫化亞鐵繼續緩慢氧化而生成黑色磁性氧化鐵，即：這一過程使管壁腐蝕，增加了管壁粗糙度，導致積灰更加嚴重。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渣的重要因素。

　　3煤中灰分成分和特性對結渣的影響煤中灰分成分多而復雜，由許多種氧化物和化合物以及礦物質等組成。根據美國研究表明，煤灰化學成分與鍋爐爐膛中實際飛灰、陸地成分、水冷壁渣的化學成分有區別。但是灰中的化學成分一般可以估計出煤灰和渣的特性。在高溫和爐內一些氣氛作用下，灰中氧化物生成化合物，使灰熔點減低。在其它條件下形成化合物，熔點一般也是降低的。煤灰中的礦物質有上百種，這里就不列表說明了。煤灰中的化學成分含量變化很大，許多物質的熔點大不相同，沾污結渣嚴重與否和煤灰中的酸堿比、氧化納和硫分等含量有關。

　　4鍋爐運行燃燒調整對積灰結渣的影響其影響主要有：1）鍋爐超負荷運行，爐膛容積熱強度、斷面熱強度太高，爐膛溫度超過灰的熔點溫度，使熔化的灰粒濺到水冷壁上凝結。2）燃燒組織不良，火焰中心偏斜，引起局部結渣。3）旋流式燃燒器擴散角過大，使氣流貼壁；火焰中心過上或過下都易產生水冷壁、屏式過熱器等受熱面結渣。4）煤粉過粗，爐膛負壓過大，爐底漏風嚴重等，都可能引起爐膛出口結渣。5）煤粉過細，一次風量過小，一次溫度太高，使煤粉著火過早，引起燃燒器周圍結渣。6）燃燒風量不足或煤粉與空氣混合不佳，都會產生還原性氣體（CO、H2等）同時產生還原反應。

　　1、必須嚴格按照煤種設計鍋爐型式和參數有關參數。2、設計良好的燃燒器性能，并能適應煤種的變化。

　　3、設計受熱面吹灰系統，而且吹灰性能要好，吹灰效果高。4、設計煙氣再循環，調整爐膛溫度。

　　2）安裝調試、運行、燃燒調整方面（1）燃燒器安裝的各種技術指標必須符合要求，驗收要認真、仔細把好關，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，并且要嚴密、堅固、防止漏風。（3）安裝調試的工作十分重要，爐膛動力場的好壞直接影響燃燒的結渣問題。因此，動力場的問題必須在調試中解決。

　　（4）運行中，加強燃燒調整，風粉混合要均勻，保證合格的煤粉細度，過剩空氣系數要合理，一、二風配比、配合要適中，建立良好的空氣動力場。（5）燃燒煤種要盡量符合設計煤煤種。（6）對硫分高的煤種，在保證全燃燒的前提下，采取低氧燃燒，減少S3氣體的產生。硫酸鹽型的高溫腐蝕嚴重時，運行中可加石灰石或石英石減輕腐蝕和積灰及結渣。（7）避免鍋爐超負荷運行。在鍋爐啟動、停止或低負荷時，進風量不能低于額定負荷總風量的30%，避免煤粉、灰粒沉積。經常檢查、消除爐壁底部漏風，控制燃燒器燃燒負荷等。避免火焰中心上移，造成爐膛出口結渣。（8）確定不同負荷下的最佳過剩空氣系數，調整一、二次風率、風速和風煤配比，以及燃料風、輔助風的配比等，使煤粉燃燒良好而不在爐壁附近產生還原性氣氛。避免火焰偏斜直接沖刷爐壁等等。（9）吹灰器必須良好運行，定期吹灰，蒸汽吹灰次數。延續時間根據積灰情況而定，避免破壞熱面保護層Fe23（1）確定煤粉經濟細度；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鍋爐結焦的清除方法對于鍋爐爐膛結渣、積灰的清除方法有很多種。總的來看，可分為運行時清除和停爐時清除兩大類：鍋爐運行時清除渣（灰）的方法合吹灰：據有些電廠經驗，聯合使用水、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。

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

　　注：本文主要對煤粉爐、大型燃燒鍋爐結渣的分析和對策。