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时间:2020-05-07来源:原创作者: 管理员点击量:277返回

  发电厂作为我国重要的电能生产企业,其在生产过程中,燃料主要以煤为主,这样锅炉在运行过程中就会受到煤的品质和燃烧情况等诸多因素的影响,特别是煤在燃烧过程中会发生结焦现象,会对机组运行的安全性和经济性带来了较大的影响。尽管各电厂为了防止锅炉结焦而对燃料器都进行了适当的改造和调整,但也只是对锅炉结焦问题起到了缓解作用,并没有杜绝这个问题的发生,特别是在近年来煤炭市场的不断变化过程中,入炉煤的质量很难得到有效的保证,这就导致锅炉结焦还是困扰锅炉运行安全和经济性需要面对的重要问题。

一、锅炉结焦的主要原因

1、 煤质因素的影响 

  在发电厂燃用煤质对锅炉结焦具有直接影响,如果煤质恶劣,那么主要特点为灰分大、发热量低、挥发分低及水分高,不但会导致锅炉燃烧不稳定,也就容易出现锅炉内火放炮事故,同时在燃烧过程中也需进行投油助燃,容易引发严重可浪费问题。另外劣质煤在燃烧过程中,也会出现大量飞灰,长期在炉壁沉积也就会出现锅炉结焦,导致燃煤煤质变差,同时也会导致煤粉着火时间变长,炉内煤粉燃尽时间也会延长,在此情况下就会导致火焰中心上移,导致炉膛出口烟温过高,从而形成炉内结焦。优质燃煤灰熔点通常为1250 ℃~1500 ℃,但劣质燃煤则在1100 ℃以下,因此劣质燃煤则更容易出现炉内结焦。

2、 灰熔点因素的影响 

  结焦的出现主要是因为在熔化环境下受热面上的灰沉积。从这一点可看出灰的熔点对结焦具有直接影响。如果在燃煤过程中含有大量的Fe O、Na2O、K2O及Fe2S3,就会导致灰熔点降低,从而发生结焦现象。反之如果是含有大量Al2O3及Si O2时,则会显著增高灰熔点,可降低结焦发生率。烟气中灰的密度、炉内环境及灰的化学成分等均对灰熔点具有直接影响,在燃煤过程中,如果含灰量浓度具有差异,就会导致灰熔点经常出现变化,主要原因是在加热过程中,灰分之间的接触机会增加,随之也就会显著提高助熔、分解、化合的机会,可能会导致灰熔点降低,灰的化学成分和各成分含量之间的比例也会直接影响灰熔点,简而言之灰熔点越低,锅炉发生结焦的可能性越大。炉内环境对灰熔点具有直接影响,如果烟气中存在大量CO和H2等还原性气体,就会导致灰熔点有所降低,通常会是在200 ℃左右,主要原因是还原性气体可将其灰分中熔点较高的Fe2O3进行还原,最终成为熔点比较低的氧化铁,两者进行转化过程中的温度差约在200 ℃~300℃,在此过程中也就会出现严重的结焦。 

3、 设计安装和操作使用因素的影响 

  在炉内燃烧过程中如果出现不合理调整,不管是一次风携带过细煤粉,还是风速及风压过低等问题,均会导致煤粉气流擦墙,从而最终出现锅炉结焦。另外锅炉运行过程中,如果出现不合理使用配风,或风量不足则会导致出现氧量下降,一旦炉内出现还原性气体,就会出现严重的低温结焦。如果燃烧过程中送引风量比较大,锅炉温度和煤粉粘结温度相比偏高时,则容易出现高温结焦,另外如果出现炉膛及制粉系系统漏风,那么也就会加大炉内风量,炉内温度也就会随之下降,延长燃烧过程;冷灰斗处出现漏风情况,则会对火焰中心抬高、火焰拉长,对于炉膛中的温度则会导致出口处较高,导致出现结焦。 


二、锅炉结焦的危害

1、锅炉结焦导致锅炉出力下降的主要原因是:蒸汽出口如果温度过高则会导致炉膛出口烟温过高,加大炉内通风阻力和管壁温度,则会影响锅炉出力;同时一旦水冷壁上出现结焦情况,则会显著降低蒸发量; 

2、锅炉结焦造成锅炉热效率下降的主要原因是:一旦受热面出现结焦情况,则会引发传热恶化导致排烟温度有显著提高,随之也就出现锅炉热效率下降;一旦燃烧器喷口出现结焦情况,则容易出现气流偏斜从而导致燃烧恶化,在这种情况下也就容易增加机械和化学未完全燃烧风险出现;结焦情况会加大锅炉通风阻力,随之会提高用电量; 

3、锅炉结焦造成锅炉运行的安全系数下降的主要原因是:一旦出现结焦情况,则会显著提高过热器处烟温及气温,甚至还有可能会导致管壁超温;一般情况下结焦存在一定的不均匀性,也就会导致过热器热偏差比较大,直接影响自然循环锅炉水循环安全性和水冷壁热偏差;如果炉膛上结焦出现脱落,则可能会对冷灰斗水冷壁管造成砸伤,引发炉膛灭火或排渣口堵塞情况,影响锅炉运行情况;如果除渣时间比较长,炉膛中的漏风量过大,则容易引发燃烧不稳或者灭火。


三、预防锅炉结焦的措施  

1、 提高燃煤质量 在锅炉设计过程中,“设计煤种”是其基本原则,在煤种设计中实现需要对其热值、灰分及可磨性等相关指标有明确了解,在确保煤种能满足锅炉燃烧条件后才能应用,两者之间必须相互匹配。燃煤质量对锅炉运行效率及结焦均具有直接影响,如果煤种选择不合适则会直接影响锅炉运行情况,甚至引发结焦问题。研究显示,结焦性较重的燃用煤会加快锅炉结焦进程,如果将结焦性较重的燃用煤与其它燃用煤进行搭配,可有效改善燃用煤的结焦性,迟缓过滤结焦速度。所以在进行锅炉使用时,首先要检测所使用煤种的结焦特性,最大化选择煤种结焦较轻的煤种。通常来说选择热值稳定、含灰量低、燃烧稳定且结焦问题比较轻的燃用煤最好,同时也可依照实际情况混合应用不同结焦特性的燃煤,以此显著提高燃煤质量。 

2、 保证合理的炉膛出口温度并控制炉膛热负荷 整体优化锅炉燃烧,首先需对炉膛出口烟温或者高温受热面触动温度实时进行测量,观察各项参数是否出现异常变动,且要对一次风和二次风的风门开度进行合理调整,有效控制运行氧量,确保炉膛出口烟温要比燃煤灰熔点明显偏低,以此对蒸汽质量提供保障, 以降低炉膛出口处结焦情况。炉膛内热负荷降低,同时显著提高锅炉燃烧效率,也就是说在相同负荷下则需减少燃煤,以此有效实现燃烧充分。总之,有效检测炉膛出口处烟温、锅炉负荷及运行氧量等相关指标,不但能显著降低炉膛内结焦问题的出现,同时还能显著提高锅炉使用效率。 

3、 保证合理的运行氧量 炉内氧化及还原气体总量也就是电厂锅炉的运行氧量,其大小对锅炉结焦具有直接影响。锅炉运行过程中一旦出现运行氧量过低,则会显著加大锅炉内的还原性气体,减低燃煤灰熔点,也就容易出现锅炉结焦。原因是炉内Fe含量的加大会直接导致燃煤灰熔点降低,同时炉内气体性质也作用于Fe对灰熔点的影响,如果氧化性气 体含量在炉内比较大,那么Fe的存在形态则是Fe2O3,Fe含量的加大则会导致灰熔点逐渐降低;如果化运行气体在炉内的含量比较大的话,那么Fe的存在形态则是Fe3O4,从而迅速导致灰熔点降低,则也就容易出现结焦情况。从这一点能明确看出,其显著提升锅炉运行过程中的氧量,能对炉内气体还原性状态起到一定的防范作用。


四、解决锅炉结焦问题——3U

  科林佰德始终以为客户提供一流产品和全面服务为己任,深刻把握电力行业发展脉搏。专注于行业精耕细作,为客户提供更专业、更高价值的产品及服务。针对发电企业节能、环保、低碳的需求,提供以部署快速方便、应用灵活、实用的产品帮助电力企业高效、快捷的解决问题。

  成立之初,科林佰德与清华大学达成了深度合作关系,引进国外先进技术,结合国内动力煤现状,研发了第一代燃煤电厂液态锅炉除焦产品。在客户的赞扬声中,科林佰德以星火燎原的姿态,迅速成长。

  2006年二月,第二代3U高效液态除焦剂研发成功,并开始提供专属配方产品;随着现场服务经验的提升,于2007年三月,3U动态喷射技术研发成功,把有效的药剂作用于实际结焦位置,可以针对性解决锅炉局部结焦问题。

  伴随着中国经济的高速发展和企业定位的准确,2008年九月第三代3U高效液态除焦剂研发成功,除焦效果比同类产品提升30%;2010年由于受到煤炭市场的冲击,火电厂基本采用有啥煤烧啥煤的方式,尤其沿海电厂开始燃用价格低廉,灰熔点低、高钠特性的进口煤,为此,同年三月,科林佰德研发出针对高钠、高碱金属的专属配方产品并结合动态喷射技术取得了良好效果。

  2012年随着新疆大开发进程的快速发展,储量50亿吨的准东煤因为易结焦问题,无法正常燃用,科林佰德于同年六月针对新疆准东煤质结焦特性,研发了专属配方产品并通过了用户测试,真正成为了国内同行业的领跑者。同年“3U手持式智能双流体喷枪”研发成功,该技术将喷射设备控制、数据监控、管理等功能有机的结合在一起,进一步提升了喷射效果,提高了现场服务质量,有效的加强了现场工作的监督和管理;

  2013年九月科林佰德研发的国内第一套“可远程控制的全自动除焦喷射系统”在香港某电厂试验成功,客户运行数据显示,该系统投入使用后其锅炉效率提升 0.46%并有效的避免了因锅炉结焦问题带来的各种直接和间接损失,为客户大批量掺烧低成本的印尼煤创造了先决条件,该系统预计每年为客户带来超过一亿港元的节能收入。

  时间在前进,科技在发展,科林佰德与时俱进。随着电力行业的快速发展,环保形势也日益严峻,环保法规密集出台,对电力行业的要求日益严格。科林佰德集中研发力量,对电力燃煤锅炉结焦进行深度分析,从煤质分析到燃烧方式、从结焦成分到结焦形态,不断进行研究,对除焦产品进行多次升级,目前已形成针对不同煤质、不同锅炉型号的数十种锅炉除焦系列产品,再辅以自主研发的高性能喷射设备、针对性的喷射方式,为广大结焦客户提供针对性的除焦方案,取得了重大成功。

  成立15年来,科林佰德为国内多家电力企业提供服务的同时,昂首跨出国门,为马来西亚、土耳其、越南、香港等地的环保大业,添砖加瓦。