電站鍋爐結焦的原因

電站鍋爐主要以煤作為燃料，其燃燒產物中含有大量的灰粒、硫和氮的氧化物等物質，這些物質在鍋爐運行的過程中有時會以各種形式沉積在受熱面的表面，造成受熱面的結渣和積灰。鍋爐結渣、積灰不但增加了鍋爐受熱面的傳熱阻力，使受熱面?zhèn)鳠釔夯?、煤耗增加、降低鍋爐的熱經(jīng)濟性，還可能造成煙氣通道的堵塞，影響了鍋爐的安全運行，嚴重時會發(fā)生設備損壞、人身傷害事故。

    鍋爐結焦的成因
　　電站鍋爐結渣是客觀存在、不可避免的，從現(xiàn)有大機組生產運行情況看,有相當數(shù)量的機組為不同程度的結渣問題所困擾。這一方面是由于鍋爐結渣的客觀規(guī)律性所決定的，在另一方面還受我國在現(xiàn)階段燃煤情況影響。這兩個客觀存在的情況就加劇了電站鍋爐的結渣現(xiàn)狀。
　　結渣機理探討鍋爐結渣是個很復雜的物理化學過程,它涉及煤的燃燒、爐內傳熱、傳質、煤的潛在結渣傾向、煤灰粒子在爐內運動以及煤灰與管壁間的粘附等復雜過程,至今還沒有能定量描述結渣過程的數(shù)學模型。根據(jù)研究結果,可以從下面一些過程來探討結渣機理。
　　結渣積灰的基本形式及原因：
　　1.鍋爐的結渣：在煤粉爐和燃油爐中，燃燒火焰中心溫度在1500～1700℃之間。燃料中的灰在這樣高的溫度下大多熔化為液態(tài)或呈軟化狀態(tài)。由于水冷壁的吸熱，從燃燒火焰中心向外，越接近水冷壁溫度越低。在正常情況下，隨著溫度的降低，灰份將從液態(tài)變?yōu)檐浕癄顟B(tài)進而變成固態(tài)。如果灰還保持著軟化狀態(tài)就碰到受熱面時，由于受到冷卻而粘結在受熱面上，形成結渣（俗稱結焦）。
　　2.鍋爐的積灰：鍋爐受熱面上的積灰有粘結性和疏松性積灰兩種。粘結性積灰是由于煙氣中的硫酸蒸汽凝結在受熱面管壁上而粘住灰粒，并與灰粒作用而形成水泥狀的堵灰。當鍋爐的燃燒不正常時，煙氣中帶有大量的碳粒子，這些碳粒子可以吸附煙氣中的二氧化碳、二氧化硫和水蒸汽。二氧化硫和水蒸汽又化合成亞硫酸（H2SO3）。亞硫酸是很強的還原劑，會再次氧化成硫酸（H2SO4）；碳粒子吸附的三氧化硫和水蒸汽也會直接化合成硫酸。含有硫酸的碳粒子具有很強的粘性，它沉積在受熱面上不僅很牢固，而且硫酸有很強的腐蝕性，它與受熱面作用生成硫酸亞鐵（FeSO4），更增加的這種灰的牢固性。隨著燃料中含硫量的增加，粘結性積灰的可能性也增加。
　　3.鍋爐結渣的其他原因
　　3.1 燃燒過程中空氣供應量不足。煤灰是多成分的復雜化合物,同一煤種的灰渣在不同的煙氣或氣體介質中,化學成分會發(fā)生變化,灰熔點也隨著成分的改變而改變。
　　3.2磨煤機及給粉機故障煤粉細度和粒度分布對鍋爐結渣有一定影響，煤粉過細、過粗均可能引起結渣。
　　3.3 鍋爐設計不當及安裝或檢修質量不好，結渣和積灰不僅與煤灰性質有關，而且同鍋爐設計參數(shù)密切相關，主要是爐膛熱負荷（包括爐膛容積熱負荷和斷面熱負荷）、煤粉在爐膛內逗留的時間、燃燒器結構形式以及受熱面的布置等。