w火焰锅炉低氮燃烧改造策略分析

w火焰锅炉低氮燃烧改造策略分析

锅炉受热面的结渣通常是沾污、腐蚀、积灰至结渣的过程。按照锅炉结构和温度范围积灰、结渣的型式有三种：⑴炉渣沉结类型。（2）高温结合沉结型。（3）低温灰尘类型。炉膛内由沾污引起，结渣一般有四种类型：（1）机械沾灰。（2）结沉积物。（3）密实粘结渣。

　　（4）液态渣层。

　　1炉内受热面的沾污、积灰与灰粒在炉内的受力情况有关一般有以下八种力的作用，使灰粒沉积在受热面上。

　　1、分子间的吸引力：灰粒越细，此力作用越明显。2、重力沉降：灰粒越大，可能是灰粒的重量力产生在受热面上沉降。3、热泳力：细的灰粒飞近水冷壁时，较容易在温度差的作用下被水冷壁吸住。4、机械网罗作用：受热面有铁锈，粗糙等易阻止灰的流动，附着灰粒。5、气流脉动时对灰粒的摩擦力：气流的脉动主要指横向脉动，一般大于60~70pm的灰粒不随气流脉动，小于50pm的灰粒可能随气流横向脉动，而产生沾污积灰。6、惯性分离作用：如炉内空气阻力不良，火炬（气流）直接冲刷水冷壁或在水冷壁附近产生停滞、涡流区，假象切圆过大，偏离等都有可能使灰粒分离沉积在受热面上。7、由于灰粒旋转产生画作用力而出现的受热面沾污。试验表明，灰粒在气流中旋转速度达每秒几百至几千转。因而产生了和气流方向垂直的横向力，使灰碰在在受热面上沾污。8、流动摩擦产生的静电吸引力：一般金属碱土金属带负电荷，碳和硫带正电荷，使灰粒聚集管壁。

　　2炉内的高温腐蚀是沾污积灰至结渣的重要因素2.1硫酸盐型的高温腐蚀受热面表面Fe23铁锈和沾污着极薄的细灰粒层是金属的保护膜。在高温火焰下，升华的碱金属氧化物（如Na22、K2等）冷凝在管壁的沾污层上，如果周围烟气中有SO3存在，则会发生如下反应生成硫酸盐：Na2O+SO3Na2SO4当硫酸盐层厚增厚，热阻加大，表面温度升高，而开始发粘、熔化，此时就要沾污更多的灰粒。硫酸盐熔化时会放出SO3和烟气中的SO3又向疏松的渣内扩散，产生下列反应：这样管壁Fe23被破坏，而K3Fe（S4）3在584尤就就会熔化，进一步氧化而使金属损耗，同时，结渣不断增厚，此时铁的腐蚀为：Na3Fe（SO4）3Na2SO4+Fe2O3+SO3这样出现了新的碱金属硫酸盐层，在S3的作用下，不断使管壁受到腐蚀。

　　当炉内氧气不足或燃烧组织不良、煤粉与空气混合比、不佳时，尤其在管壁附近存在着还原气氛、并出现硫化氢气体时，就会产生硫化物的腐蚀。开始时煤中的FeS2随煤、灰粒一起冲刷到管壁上，受热分解出自由原子硫和硫化亚铁：当管壁附近出硫化氢和二氧化硫气体时也可产生在还原性气氛中，由于缺氧，原子硫可能单独存在，当管壁温度达到350尤时，就产生了如下反应：硫化亚铁继续缓慢氧化而生成黑色磁性氧化铁，即：这一过程使管壁腐蚀，增加了管壁粗糙度，导致积灰更加严重。因此，受热面沾污是腐蚀的和重要条件，而腐蚀是受热面积灰至结渣的重要因素。

　　3煤中灰分成分和特性对结渣的影响煤中灰分成分多而复杂，由许多种氧化物和化合物以及矿物质等组成。根据美国研究表明，煤灰化学成分与锅炉炉膛中实际飞灰、陆地成分、水冷壁渣的化学成分有区别。但是灰中的化学成分一般可以估计出煤灰和渣的特性。在高温和炉内一些气氛作用下，灰中氧化物生成化合物，使灰熔点减低。在其它条件下形成化合物，熔点一般也是降低的。煤灰中的矿物质有上百种，这里就不列表说明了。煤灰中的化学成分含量变化很大，许多物质的熔点大不相同，沾污结渣严重与否和煤灰中的酸碱比、氧化纳和硫分等含量有关。

　　4锅炉运行燃烧调整对积灰结渣的影响其影响主要有：1）锅炉超负荷运行，炉膛容积热强度、断面热强度太高，炉膛温度超过灰的熔点温度，使熔化的灰粒溅到水冷壁上凝结。2）燃烧组织不良，火焰中心偏斜，引起局部结渣。3）旋流式燃烧器扩散角过大，使气流贴壁；火焰中心过上或过下都易产生水冷壁、屏式过热器等受热面结渣。4）煤粉过粗，炉膛负压过大，炉底漏风严重等，都可能引起炉膛出口结渣。5）煤粉过细，一次风量过小，一次温度太高，使煤粉着火过早，引起燃烧器周围结渣。6）燃烧风量不足或煤粉与空气混合不佳，都会产生还原性气体（CO、H2等）同时产生还原反应。

　　1、必须严格按照煤种设计锅炉型式和参数有关参数。2、设计良好的燃烧器性能，并能适应煤种的变化。

　　3、设计受热面吹灰系统，而且吹灰性能要好，吹灰效果高。4、设计烟气再循环，调整炉膛温度。

　　2）安装调试、运行、燃烧调整方面（1）燃烧器安装的各种技术指标必须符合要求，验收要认真、仔细把好关，特别是四角燃烧直流式燃烧器的偏角>0.5°。（2）炉膛底部的安装要使锅炉能很好的自由膨胀，并且要严密、坚固、防止漏风。（3）安装调试的工作十分重要，炉膛动力场的好坏直接影响燃烧的结渣问题。因此，动力场的问题必须在调试中解决。

　　（4）运行中，加强燃烧调整，风粉混合要均匀，保证合格的煤粉细度，过剩空气系数要合理，一、二风配比、配合要适中，建立良好的空气动力场。（5）燃烧煤种要尽量符合设计煤煤种。（6）对硫分高的煤种，在保证完全燃烧的前提下，采取低氧燃烧，减少S3气体的产生。硫酸盐型的高温腐蚀严重时，运行中可加石灰石或石英石减轻腐蚀和积灰及结渣。（7）避免锅炉超负荷运行。在锅炉启动、停止或低负荷时，进风量不能低于额定负荷总风量的30%，避免煤粉、灰粒沉积。经常检查、消除炉壁底部漏风，控制燃烧器燃烧负荷等。避免火焰中心上移，造成炉膛出口结渣。（8）确定不同负荷下的最佳过剩空气系数，调整一、二次风率、风速和风煤配比，以及燃料风、辅助风的配比等，使煤粉燃烧良好而不在炉壁附近产生还原性气氛。避免火焰偏斜直接冲刷炉壁等等。（9）吹灰器必须良好运行，定期吹灰，蒸汽吹灰次数。延续时间根据积灰情况而定，避免破坏热面保护层Fe23（1）确定煤粉经济细度；保证各支燃烧器热功率尽量相等，且煤粉浓度尽量均匀。

　　4.2锅炉结焦的清除方法对于锅炉炉膛结渣、积灰的清除方法有很多种。总的来看，可分为运行时清除和停炉时清除两大类：锅炉运行时清除渣（灰）的方法合吹灰：据有些电厂经验，联合使用水、汽吹灰效果更佳，即水吹灰后接着再用蒸汽吹灰（4）加添加剂。

　　停炉时清渣（灰）的主要方法流清洗。米用高压水射流清洗锅炉结渣、积灰，效率较高，清洗彻底，是目前停炉时清洗锅炉结渣、积灰的最有效的方法。