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      鍋爐結焦的形成及危害
      作者:管理員    發布于:2020-02-06 13:35:43    文字:【】【】【

      一、 鍋爐結焦的形成及形態

      結焦是鍋爐運行中比較普遍的問題,一般情況下,隨著煙氣一起運動的灰渣顆粒,由于爐膛水冷壁受熱面的吸熱而同煙氣一起被冷卻,如果液態的渣粒在接近水冷壁或爐墻前,已經因為溫度降低而凝固,當附著在受熱面管壁上時,將形成一層疏松的灰層,運行中通過吹灰可以除掉。當爐膛內溫度較高時,一部分灰顆粒已經達到熔融或半熔融狀態,若這部分灰顆粒在達到受熱面前未得到足夠冷卻達到凝固狀態,具有較高的粘結能力,就容易粘附在受煙氣沖刷受熱面或爐墻上,甚至達到熔化狀態,粘附熔融或半熔融狀態的灰顆粒和未燃盡的焦炭使結焦不斷發展。

      在燃燒過程中,煤粉顆粒中所含的易熔或易氣化的物質迅速揮發,成氣態進入煙氣中,當溫度降低時凝結,或者粘附在煙氣沖刷的受熱面或爐墻上?;蛘吣Y在飛灰顆粒表面,成為熔融的堿化物膜,然后粘附在受熱面上形成初始結焦層,成為結焦發展的條件。

      如果鍋爐床溫過高,導致渣溫高,達到其軟化點,一般為1040℃,爐渣軟化后形成結焦。結焦的爐渣急劇過快冷卻能形成硬塊,不易碎裂,出現堵塞排渣機等運行問題。

      熔渣:

      水冷壁及其它輻射受熱面上的積灰主要是熔渣。燃料灰中含有易熔的堿性金屬氧化物和硫酸鹽,在高溫下發生升華或形成易熔的共晶體,遇到較冷的受熱面管壁即冷凝下來形成內灰層。其外表溫度隨灰厚度的增加而不斷增加,使灰層達到熔化狀態,覆蓋在管壁且具有粘性,進一步捕捉飛灰而不斷加厚,這種熔渣的一個重要特點是它能夠隨時間無限增長。

      高溫積灰:

      在高溫煙氣環境中飛灰沉積在管束外表面的現象叫高溫積灰。過熱器與在熱器管外的積灰既屬于高溫積灰.煤灰根據其易熔程度可分為三部分。底熔灰主要是金屬氯化物和硫化物(NACL,NA2SO4,MGCL2,AL(SO4)3)等他們的熔點大都在700--800℃。中熔灰的主要成分是FES,NA2SIO3,K2SO4等,熔點900-1100 ℃。高熔灰是由純氧化物(SIO2,AL2O3,CAO,MGO,FE2O3)等組成,熔點1600-2800 ℃

      高熔灰的熔點超過了爐膛火焰區的溫度,當它通過燃燒區時不發生狀態變化。高溫過熱器與再熱器布置在煙溫高于700—800℃的煙道里,管子的外表面積灰由兩部分組成,內層灰緊密,與管子黏結牢固,不容易清除,外灰層松散,容易清除。

      低熔灰在爐膛內高溫煙氣區已成為氣態,隨煙氣流向煙道。由于高溫過熱器和再熱器區域的煙溫較高,低熔灰若不接觸溫度較低的受熱面則不會凝固,若接觸到溫度較低的受熱面就會凝固在受熱面上,形成黏性灰層?;覍有纬珊?,表面溫度隨灰層厚度的增加而增加。此后,一些中熔,高熔灰粒也被黏附在黏性灰層中。這種積灰在高溫煙氣中的氧化硫氣體的長期作用下形成白色的硫酸鹽密實灰層,這個過程稱為燒結。隨的灰層厚度的增加,其外表面溫度繼續升高,低熔灰的黏結結束。但是中熔灰和高熔灰在密實灰層表面還進行著動態沉積,形成松散而且多孔的外層灰。



      松散灰:

      松散灰是物理沉積,灰粒之間呈松散狀態。在煙氣溫度低于600-700℃的煙道內,低溫受熱面管子表面形成的積灰為松散灰。



      粘結灰:

      燃料中含有燃料硫,燃料燃燒后總有一部分會形成SO3,并和煙氣中的水蒸氣形成硫酸蒸氣。硫酸蒸氣能在較高溫度下冷凝,使煙氣露點溫度升高。當硫酸蒸氣流經受熱面時,如果金屬壁溫低于煙氣露點,則硫酸蒸氣就在管壁冷凝下來,當煙氣流過時,硫酸溶液就吸附灰粒子與灰中鈣的氧化物進行化學反應生成CASO4粘在管壁上,形成了一硫酸鈣為基質的低溫粘結灰。低溫粘結灰呈硬結狀,不易清除,也會無限增長,甚至會產生堵灰,電站鍋爐中常在空氣預熱器中發生,而工業鍋爐中常發生在省煤器中,尤其是鑄鐵式省煤器中。(注:煙氣露點溫度指硫酸蒸氣冷凝時的溫度。)尾部受熱面的積灰包括松散灰和低溫粘結灰兩種。


      二、鍋爐結焦形成的原因及影響因素

      結焦與灰熔點有關

      結焦的根本原因是熔化狀態下的灰沉積在受熱面上??梢?,灰的熔點是結焦的關鍵??捎没胰埸c溫度及灰的主要成分來判斷煤灰的結渣指標。通??捎没页煞种械拟}酸比、硅鋁比、鐵鈣比及硅值來判斷其結焦傾向,灰的熔點與灰的化學成分、灰周圍的介質性質及灰分濃度有關?;业幕瘜W成分以及各成分含量比例決定灰熔點的高低?;胰埸c比其混合物中最低熔點還要低?;胰埸c越低,鍋爐受熱面越容易結焦?;胰埸c與灰周圍的介質性質有關。當煙氣中有CO、H2等還原性氣體存在時,灰熔點降低大約200℃。這是因為還原性氣體能使灰分中高熔點的Fe2O3還原成低熔點的FeO的緣故,二者熔化溫度相差200~300℃?;胰埸c還與煙氣中灰的濃度有關。在其他條件相同的情況下,煤中含灰量不同,灰熔點也會發生變化。這是因為灰分中各成分在加熱過程中,相互接觸越頻繁,則產生化合、分解、助熔的機會也越多,則熔點降低的可能性也越大。
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