《1025th煤粉锅炉结渣机理及防止对策研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1025th煤粉锅炉结渣机理及防止对策研究（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华南理工大学硕士学位论文1025t/h煤粉锅炉结渣机理及防止对策研究姓名：程绍兵申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：马晓茜20061001摘要燃煤电厂锅炉结渣是一个多发性难题，严重影响着机组运行的安全可靠性和经济性，而且，随着容量的增加，这一问题的严重性更加突出。结渣，轻则导致锅炉出力降低，造成经济损失，影响锅炉正常运行；重则被迫采用定向爆破手段停炉清焦，极易造成破坏性后果，导致设备损坏，甚至引发人身事故。如何有效的防止结渣，已成为人们普遍关心的问题，因此找出造成结渣的主要原因，制定相应的防止和减轻结渣的技术措施，确保机组安全、经济运行具有相当突出的意义。本文通过调查研究、理论分析、定量
2、计算，综合分析、方案验证等研究方法，首先，从切向燃烧煤粉锅炉结渣机理的研究入手，较详细地分析了煤灰特性、结渣过程、影响结渣的因素、结渣预测及判别方法，从理论上提出一系列防止或减轻结渣的技术措施。然后结合某电厂1 0 2 5 t h 直流煤粉锅炉结渣的实际情况，较详细地分析了煤质特性、锅炉设计特性、运行工况等对某电厂1 0 2 5 t h 直流煤粉锅炉结渣的影响，并由此得出：某电厂1 0 2 5 t h 直流煤粉锅炉的结渣主要原因不是煤质特性引起，而是锅炉设计特性和运行工况引起的。锅炉设计特性方面对锅炉结渣的影响主要表现为：燃烧器的高宽比比较大；碎渣梁设计不合理；炉内局部改造产生新的结渣源；周界
3、风风速设计偏小：空气预热器和炉底密封不严密等。锅炉运行工况对锅炉结渣的影响主要表现为：过量空气系数偏低且分布不均匀；配风方式不合理( 四角粉量、动量不均匀) ；燃烧器运行方式不合理( 燃烧器长时问下摆、燃烧器四角不同步动作) ；蒸汽吹灰系统故障和运行中吹灰不及时；一次风反切技术运用中气流旋转反向；一次风温度和风压未及时调整等。最后根据实际情况提出减轻或防止某电厂1 0 2 5 t h a 直流煤粉锅炉结渣的措旌，具体应从结构合理改造、优化运行方式、空气动力场改造、设备检查维护及热力测试等方面入手。这一切为今后锅炉的选型、结构改造、运行参数选取等方面提供可靠的依据，为电厂锅炉安全、经济运行作业提
4、供相关的技术指导。由于该课题中还有个别技术问题没有得到现场验证，还需要进一步的试验、研究，分析其工程实际应用价值后，才能应用于实践。关键词：锅炉；结渣；设计特性；运行工况A B S T R A C TS l a g g i n gi np u l v e r i z e dc o a l - f i r e db o i l e ro fp o w e rg e n e r a t i o ni sap r o b l e mt h a th a p p e n e df r e q u e n t l yw h i c hi si m p a c to nt h er e l i a b i
5、 l i t ya n de c o n o m i c a l l yo ft h er u n n i n gg e n e r a t i n gs e t s I nt h em e a n t i m e ，t h es t a t e m e n tw i l lb ew o r s ew h e nt h ev o l u m eg o e sh i g h T h ei m p a c t so fs l a g g i n gC a ng ot oe i t h e rw a y s T h el e s sw o r s ei m p a c ti st h er e d
6、u c t i o no f p o w e rp r o d u c t i o no fb o i l e r , t h ee c o n o m i cl o s sa n dt h ei n - n o r m a lo p e r a t i o no ft h eb o i l e r T h ew o r s ti m p a c tc a nb ed i s a s t e rr e s u l t sa f t e ru s i n ge x p l o d et oc l e a ns l a g g i n g T h er e s u l t sC a nl e a
7、dt om o r es e r i o u sa c c i d e n t sw h i c hm e a I 强o p e r a t o r sd e a t ho rm o r e H o wt op r e v e n ts l a g g i n ge f f e c t i v eh a sb e e nt h ep r o b l e mc a r e db yp e o p l e I nt h i sm e a n i n g ，t og e tt h em a i nr e a s o no fs l a g g i n ga n dt oh a v et h et e
8、 c h n i q u em e a s u r e st op r e v e n ta n dl e s s o nt h es l a g g i n gi tm e a n i n g f u lt os a f ee c o n o m i co p e r a t i n go f t h es e t s T h ep a p e ru t i l i z e dr e s e a r c hm e t h o d ss u c ha si n v e s t i g a t i n g ，t h e o r e t i c a la n a l y s i s ，q u a
9、n t i t a t i v ea n a l y s i s ，c o m p l e xa n a l y s i sa n dp l a nt e s t st oa n a l y s i st h ec o a lp o w d e rc h a r a c t e r i s t i c s ，s l a g g i n gp r o c e s s ，f a c t o r s0 1 1s l a g g i n ga n ds l a g g i n gf o r e c a s t i n ga n da l s od i s t i n g u i s h i n gm
10、e t h o d sb ye x p l a i n e dt h es l a g g i n gm e c h a n i s mt h e o r yo fb u r n i n gc o a lp o w d e rb u r n e rf i r s t B yt h ee n do ft h i sp a p e ras e r i e so f t e c h n i q u em e a s u r e st op r e v e n ta n dl e s s e ns l a g g i n gi sp r o v i d e d A c c o r d i n gt o
11、t h er e a ls p e c i a l t i e so f2 5 t hD Vp u l v e r i z e dc o a l - f i r e db o i l e rs l a g g i n g ，t h ep a p e ra n a l y z e dt h es p e c i a l t i e so fd i f f e r e n tc o a lt y p e sa n da l s ot h eb o i l e rd e s i g ns p e c i a l t i e sa n do p e r a t i n gs t a t e m e n
12、 t ，a n da l s ot h ei m p a c t so n1 0 2 5 t hD Vp u l v e r i z e dc o a l f i r e db o i l e rs l a g g i n g Ac o n c l u s i o ni sd r a wt h a tt h es l a g g i n gr e a s o no ft h ec e r t a i nb u r n e rs e ti sa l lb e c a u s eo ft h eb u r n e rd e s i g ns p e c i a l t i e sa n do p
13、e r a t i n gs t a t e m e n tn o tc o a li t s e l f T h em a i ni m p a c t so ns l a g g i n gc a m eb yt h es p e c i a l t i e so fb o i l e rd e s i g na r e ：r e l a t i v eb i g g e rh e i g h ta n dw i d t ho fb u r n e r , u n r e a s o n a b l ed e s i g no fv i b r a t i n gs l a g g i n
14、 gb e a m , n e ws l a g g i n gS O u r C eg o tb yi n s i d eb o i l e rp a r ti m p r o v e m e n t , r e l a t i v el e s sd e s i g no fb o a n d a r yw i n ds p e e d ，l e s si s o l a t i o nd e s i g nw i t ha i rp r e h e a t e ra n db o i l e rb a s e T h ei m p a c t sf r o mb o i l e rr u
15、 n n i n gs t a t e m e n ta r e ：l o w e rs u r f e i ta i rc o e f f i c i e n ta n du n e v e na l l o c a t i o n , u n r e a s o n a b l ed e s i g nw i t hw i n dp e a l 【，u n r e a s o n a b l er u n n i n gs t a t e m e n to fb u r n e r , S t e a mS o o t - B l o w e rS y s t e mb u g sa n
16、db l o w i n gn o ti nt i m ep r o b l e m s t e m p e r a t u r eo fo n et i m e 谢I l da n df l o wr o t a t i n gd i r e c t i o na n dn o ti nt i m ea d j u s t m e n to f w i n dp r e s s u r e F i n a l l y ，a c c o r d i n gt ot h ep r a c t i c a ls i t u a t i o n , t h et h e s i sg a v et
17、h ep r a c t i c a lp r e v e n t i n ga n dl e s s e np r a c t i c a lm e a s u r e st o w a r d s1 0 2 5 t hD Vp u l v e r i z e dc o a l f i r e db o i l e rw h i c hs h o u l dg od i r e c t l yf r o mt h es t r u c t u r a lr e a s o n a b l ei m p r o v e m e n t sa n do p t i m i z e do p e
18、r a t i n gs y s t e m s ，a i rd y n a m i cf i e l di m p r o v e m e n t s i n s t n u n e n t sc h e c ka n dm a i n t a i na n dt h e r m a lt e s t sa n dS Oo n A l lI lt h et h i n g sd i dh e r ei sr e a d yt og i v er e l i a b l ep r o o f sf o rf u t u r e sd e s i g no nb o i l e rs h a p
19、 i n g ，s t r u c t u r eo p t i m i z i n ga n do p e r a t i n gv i a b i l i t i e sc h o o s i n g A n da l s og i v ei n s t r u c t i o n st os a f eb o i l e ro p e r a t i n gi ne l e c t r i c i t yg e n e r a t i o nf i r m T h ep r o j e c ti sl i m i t e dt on o th a v eo ns i t ea p p r
20、 o v ef o rt e c h n i q u er g a q O l l S ，i ts t i l ln e e dm o r et e s t sa n dr e s e a r c h ，a n da l s or e s e a r c ha n da n a l y s i so np r o j e e tp r a c t i c a lo p e r a t i n gv a l u e s A f t e ra l lt h es t e p sl e f tb ef i n i s h e dt h er e s u l tC a l lb ep u ti n t
21、 op r a c t i c a lp r o d u c t i o n ,K e yw o r d s ：B o i l e r ；s l a g g i n g ；d e s i g n i n gs p e c i a l t i e s ；o p e r a t i o nc o n d i t i o nl I I华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所里交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意
22、识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：身互纭次日期：弘炉绰肛月，D 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅( 除在保密期内的保密论文外) ；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：口保密，在年解密后适用本授权书。坏保密。学位论文全文电子版提交后：口同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单
23、位浏览。( 请在以上相应方框内打“寸)作者签名：黝指导教师签名：强日期：椰m 。日期：伽f l Z ，I o第一章绪论第一章绪论1 1 研究的背景与意义1 1 1 概述煤炭是我国的主要能源，煤炭的构成占一次能源总消耗量的7 5 以上，我国目前以燃煤发电为主，火力发电量占全国总发电量的比重约为7 7 8 5 ，而我国电站锅炉燃用煤质较差且多变，约有半数在不同程度上属于易结渣煤。无论是大机组或小机组在运行中，锅炉受热面的结渣是经常遇到的难题，也是电厂安全生产中必须解决的重大课题之一。多年来，国内燃煤电厂由于炉内结渣引起的大小故障不计其数，轻则导致锅炉出力降低，造成经济损失( 部分电厂锅炉由于结渣迫
24、使出力降低1 0 2 0 ，热效率降低1 2 5 )影响锅炉正常运行；重则被迫采用定向爆破手段停炉清焦，极易造成破坏性后果，导致设备损坏，甚至引发人身事故。燃煤电厂锅炉结渣是一个多发性难题，严重影响着机组运行的安全可靠性和经济性，而且，随着容量的增加，这一问题的严重性更加突出。如何有效的防止结渣，已成为人们普遍关心的问题。从根本上看，燃煤电厂锅炉结渣问题既是一个复杂的物理化学过程，也是一个炉内含灰气流的流动和传热传质过程，其影响因素很多，需要认真研究，找出造成结渣的主要原因，制定相应的防止和减轻结渣的技术措施，确保机组安全经济运行。1 1 2 结渣的危害性在煤粉炉的炉膛中，熔融的灰粒黏结并积聚
25、在受热面或炉墙上的现象，叫做结渣。在水冷壁、屏式过热器、防渣管和高温过热器管、冷灰斗、燃烧器喷口等处都有可能发生结渣。结渣给锅炉的安全和经济运行造成很大的危害。( 1 ) 降低锅炉效率结渣会降低锅炉内受热面的传热能力。灰污在受热面沉积后，由于其导热系数很低，热阻很大，一般粘污数小时后水冷壁的传热能力会降低3 0 0 一- 6 0 ，使得炉内火焰中心后移，炉膛出口烟温相应提高，会使省煤器和空气预热器堵塞、传热恶化，从而提高排烟温度，降低锅炉运行经济性I ”。燃烧室出口结渣，堵塞通道，以致锅炉通风不足；喷燃器出口结渣，气流偏斜，这些都会使未完全燃烧损失增加。在传热作用减弱的情况下，为了维持同样的蒸
26、发量，就需要消耗更多的燃料，以提高燃烧室内和各部位的烟气温度，这时必须相应增加通风量，使送、引风机负荷增高，厂用电增大。因此，结渣会降低锅华南理工大学工程硕士学位论文炉热效率。( 2 ) 降低锅炉出力水冷壁结渣，使锅炉蒸发量下降，为了维持同样的蒸发量，必须增加燃料量和风量，这样一方面使炉膛出口烟温升高，过热汽温升高，另一方面，使送、吸风机负荷增高，由于通风设备容量有限，加之结渣情况下容易发生烟气通道的局部堵塞，可能因引风量不足，燃烧室内产生正压，甚至限制锅炉出力，结果被迫降低锅炉出力；冷灰斗处结渣严重时，可能会使冷灰斗逐渐堵塞，排渣不畅，迫使锅炉降低出力，甚至使锅炉无法继续运行；燃烧器喷口结渣
27、，会使炉内空气动力工况受到破坏，从而影响燃烧过程的进行，喷口结渣严重而被堵塞，锅炉只好降低出力运行，甚至被迫停炉。( 3 ) 损坏设备，造成事故炉内结渣后，炉膛出口烟温升高，导致过热汽温升高，加上结渣造成的热偏差，很容易引起过热器的玷污、腐蚀及过热器管超温爆破，甚至还会引发汽轮机的事故；炉膛上部结渣掉落时，可能会砸坏水冷壁管；冷灰斗处结渣严重时，会使冷灰斗出口逐渐堵塞，甚至被迫停炉；燃烧器出口结渣，会影响煤粉气流的正常喷射，甚至喷口会被焦渣堵住，或因焦渣影响引起气流偏移，形成局部高温，烧坏燃烧器；结渣以后，为了维持锅炉出力，增加入炉燃料量而通风不足时，燃烧不易完全，一些可燃物可能被带到对流受热
28、面，在烟道角落堆积起来继续燃烧，发生“烟道再燃烧”事故，这时在燃烧部位的受热面表面温度急剧升高，会造成破坏性的后果；结渣严重，除渣时间过长，可能导致锅炉灭火事故。根据我国能源政策，火力发电厂应以煤作为主要燃料，且动力用煤应尽量使用低品位劣质煤，加之现有供煤和配煤系统有许多不完善之处，电站锅炉燃用煤质难以得到保证，锅炉燃煤多变且有灰分不断升高、热值不断降低的趋势，加之低灰熔点煤的大量开发应用，燃煤总体品位下降使锅炉受热面产生积灰、结渣等一系列问题，受热面使用寿命减低，锅炉管子爆漏现象频繁。根据1 9 9 2 年我国火电设备事故的统计表明，当年锅炉事故占全部发电事故的5 6 ，而锅炉四管爆破事故却
29、占到全部锅炉事故的6 4 2 ，与1 9 8 5 年比较呈明显上升趋势，这其中省煤器占3 5 3 ，过热器占2 9 8 ，水冷壁占2 7 8 ，再热器占7 1 。产生事故的原因除管材和焊接质量问题外，主要是由于锅炉积灰结渣等原因所引起 2 1 。由此可见，积灰结渣问题已成为妨碍提高机组利用率和安全性的重要因素，所以应尽最大努力来减轻和防止锅炉结渣。2第一章绪论1 2 结渣问题的研究进展目前，对于结渣机理的研究已取得较大进展，认为产生结渣的先决条件是呈熔融状态颗粒与壁面的碰撞，其后灰粒呈熔融状态具有黏附能力。影响锅炉结渣的基本因素主要有三个：一是煤灰在燃烧过程中形态变化；二是灰粒向水冷壁的输运过
30、程；三是灰在管壁上的粘接和结聚长大【l 】。在锅炉运行中，如何准确预测、监测炉内结渣积灰的程度和发展趋势，并根据积灰结渣的状况和运行需要，及时有效地采取吹灰清渣措施，既维持受热面的正常状况，又节约吹灰介质和降低烟尘排放显得十分重要。现处于领先的技术有在线监测技术、数值模拟、基于模糊神经网络的煤灰结渣预测技术【3 - H l 。近年来一些工业发达国家十分重视燃煤电厂锅炉结渣积灰在线监测和优化吹灰技术的开发与应用，已经在某些大型燃煤电厂锅炉上进行了示范实施，取得了良好的效果。我国近年来建成投产的3 0 0 M W 及以上的大型电厂锅炉，均安装了性能良好和运行可靠的受热面蒸汽吹灰清渣系统，并配备了先
31、进的计算机数据采集、处理、控制和运行管理系统，一次传感器和仪表的测量精度较以前都有大幅度提高，这些都为实现在线监测分析和指导运行创造了有利的条件。测量仪表的自动化程度不断提高，带动了电站监测系统的大量应用。这些监测系统在不同程度上起到了提高机组运行效率、防止事故发生、减轻运行人员工作强度等作用。锅炉受热面烟气侧运行状态的诊断和监测，是一个重要但是难以实现的方面。少数发达国家已经开发出一些备具特色的灰污监测系统，这些系统从功能上大抵可以分为两类，一类针对炉膛水冷壁的灰污监测，另一类针对对流和半对流受热面的灰污监测。英国B M S 公司采用圆柱热流计测量水冷壁吸收的辐射热流密度，并且结合锅炉负荷等
32、运行参数的计算，实现了优化运行。B M S 使用的热流计直接安装在一段管子的表面，作成一个可以流通工质的测量段，使用时截掉一小段水冷壁管，用测量段来代替。B M S 公司已经在多台锅炉上应用了这种灰污监测和吹灰优化系统，起到了提高锅炉效率、减少喷水量、减轻受热面腐蚀、降低N O x 排放、预防结渣事故等作用。随着计算机的不断发展，以及计算流体力学、计算传热学、计算燃烧学等学科的发展，我国的一些学者也开始运用数值计算方法来模拟电站锅炉炉内的气一固两相流动及燃烧过程。这种方法能够对所设计的锅炉进行特性分析和变工况分析，以改善炉内的气动特性和燃料的燃烧状况，从而达到优化设计的目的。因而，通过炉内过程
33、的全模拟分析炉内的空气动力场、温度场，来对锅炉炉膛结渣状况作出预报成为可行的研究手段。3华南理工大学工程硕士学位论文近年来，英国、美国、澳大利亚、丹麦、德国、日本及中国相继发展了锅炉炉膛燃烧过程数值计算的研究工作，有的已经推出了这方面的商业软件，其中以英国原帝国理工大学教授S p a l d i n g 等人开发的P H O E N I C S 软件及美国杨伯翰大学燃烧中，G ( A C E R C )推出的煤粉燃烧程序P C G C 3 最具有代表性。现在人工神经网络( A N N ) 的发展也为锅炉结渣的预防提供了一条新的途径。人工神经网络是由大量神经元通过极其丰富和完善的联结而构成的自适
34、应非线性动态系统，在锅炉的燃烧与监测领域，神经网络理论的应用还刚刚起步。人工神经网络方法根据样本通过学习建立起一个综合了样本信息的权值网络，该网络在样本处有理想输出，对非样本输入根据泛化性能其输出也体现出较好的结果。其优点是灵活方便，无需修改计算程序，只改动样本文件即可。神经网络具有如下特性：其激励函数可调，并具有通用性，对复杂的非线性问题尤其适用，对只知输入输出的黑箱问题或动力机制不太清楚的灰箱问题具有无可比拟的优越性。神经网络的局限性在于不能提供数理统计的参数，但可用简单的数理统计方法对网络输出进行分析后给出。其初始权值的确定也是个问题。1 3 课题研究的内容及方法1 3 1 课题的提出背
35、景某电厂5 、6 号锅炉为S G 1 0 2 5 1 6 7 M 3 1 3 亚临界压力中间再热露天布置、燃煤U P型直流锅炉，单炉膛燃用烟煤( 贫煤) ，四角切圆燃烧，固态排渣，煤粉炉；制粉系统采用钢球磨煤机中间储仓式，热风送粉；正四角布置燃烧器，煤粉燃烧器为直流式，每组燃烧器由1 2 层喷嘴组成，其中煤粉燃烧器5 层，二次风喷嘴7 层( 3 层渣油燃烧器装于其中) 。另有2 层三次风喷嘴，布置在靠近四角的前后墙上。燃用煤种为：C a r = 5 2 2 1 、H a t = 3 2 5 、O a r = 5 6 7 、N a r = 1 0 7 、S a t - - - 0 8 、A a
36、r = - 2 9 0 9 、M a r = 8 0 、Q a r , n e t = 2 0 2 8 1 、V d a f = 2 0 2 2 、D T = 1 3 0 0 * C 、S T = 1 3 5 0 * C 、F T = 1 4 5 0 。C 。1 1 2 本课题研究将针对某电厂5 、6 号锅炉投产后出现的严重结渣现象，从锅炉结构设计、燃煤特性和运行条件等方面，在综合电厂的结构设计改造和现场运行结果基础上，对锅炉结渣现象的原因以及相应的预防对策进行整体和全面的分析及研究。1 3 2 研究的内容本文结合国内外煤粉炉结渣机理研究进展，以某电厂5 、6 号锅炉为研究对象，针对其结渣问题
37、进行整体和全面的分析诊断，其研究的主要内容如下：( 1 ) 某电厂1 0 2 5 t h 锅炉媒质特性对结渣的影响4第一章绪论( 2 ) 某电厂1 0 2 5 t m 锅炉结构设计对结渣的影响( 3 ) 某电厂1 0 2 5 t h 锅炉运行因素对结渣的影响( 4 ) 某电厂1 0 2 5 t h 锅炉结渣的预测与监测( 5 ) 某电厂1 0 2 5 t h 锅炉结渣与积灰的预防方法1 - 3 3 研究方法( 1 ) 调查研究：对锅炉运行状况及存在问题进行全面调查研究，找出影响结渣的主要原因。( 2 ) 理论分析：分析结渣的各种影响因素，研究各种工况改变与结渣的关系。( 3 ) 定量计算：对锅
38、炉热负荷、空气动力场相关参数进行定量计算，为进行结构技术改造和空气动力场调整提供可靠依据。( 4 ) 综合分析：对结渣位置、结渣情况、结渣原因、运行工况、结渣判别等进行全面综合分析。( 5 ) 提出解决方案：针对问题，提出综合预防或减轻结渣的技术措施。( 6 ) 方案验证；通过现场试验或实际运行调整检验方案的可行性，以便进一步改进，为锅炉安全可靠运行提供可靠依据。1 4 本章小结本章主要介绍了课题研究的背景及意义、课题的研究进展、研究的内容及方法。( 1 ) 燃煤电厂锅炉结渣是一个多发性难题，严重影响着机组运行的安全可靠性和经济性，具体表现在：降低锅炉效率；降低锅炉出力；损坏设备，造成事故。如
39、何有效的防止结渣已成为人们普遍关心的问题。( 2 ) 对于结渣机理的研究已取得较大进展，在如何准确预测、监测炉内结渣、积灰的程度和发展趋势等方面，现处于领先的技术有在线监测技术、数值模拟、基于模糊神经网络的煤灰结渣预测技术等。( 3 ) 本课题研究的主要内容有某电厂1 0 2 5 t h 锅炉媒质特性对结渣的影响、锅炉结构设计对结渣的影响、锅炉运行因素对结渣的影响、锅炉结渣的预测与监测、锅炉结渣与积灰的预防方法。( 4 ) 本课题研究方法主要采用：调查研究、理论分析、定量计算、综合分析、提出解决方案、方案验证等。5华南理工大学工程硕士学位论文第二章研究对象概况2 1 机组介绍根据文献【1 2
40、】：某电厂锅炉型号：S G 1 0 2 5 1 6 7 M 3 1 3 ：名称：1 0 2 5 t h 亚临界压力中间再热露天布置燃煤L I P 型直流锅炉：锅炉编号；群5 炉1 0 0 0 1 6 、# 6 炉1 0 0 0 1 8 ：制造厂：上海锅炉厂；制造日期：群5 炉1 9 8 7 年1 1 月、柏炉1 9 8 8 年9 月；投产日期：群5 炉1 9 8 9 年1 2 月5 日拍炉1 9 9 0 年1 0 月1 6 日；设计部分参数如表2 - l 、2 2 、2 - 3 ；表2 - 1主要设计参数1 0 0 负荷时高加停用时的序号项目单位M C R 参数的参数参数l过热器出口蒸汽流量t
41、 h1 0 2 59 8 58 2 02过热器出口蒸汽压力咿a1 6 7 21 6 6 71 6 4 93过热器出口蒸汽温度5 4 05 4 05 4 04再热器蒸汽流量t h8 7 4 98 4 2 68 1 4 3 55再热器进出口压力M P a3 5 7 3 J 3 53 4 4 ，3 2 23 3 6 3 1 56再热器迸，出口蒸汽温度3 2 3 2 | s 4 03 2 0 5 4 03 2 4 5 4 07给水温度2 6 5 4 l2 6 2 9 21 6 58进风温度2 02 02 09热风温度( 一次风，二次风)3 5 4 4 3 4 8 33 3 3 21 0排烟温度1 3
42、0 6 81 3 0l l锅炉计算效率9 2 0 99 2 1 21 2锅炉保证效率8 9 51 3燃煤消耗量t h1 4 6 6 l1 4 1 7 91 4炉膛出口烟温“2 1 2 4l I l O 1 21 5炉膛出口过剩空气系数伍1 2 51 6过热蒸汽减温水量( I I I )t h2 5 3 52 5 3 52 0 ，2 81 7炉膛平均容积热负荷K J i m 33 9 2 8 9 x 1 0 33 7 9 9 5 x 1 0 31 8炉膛平均面积热负荷K J ，盯4 9 0 2 3 x1 0 34 7 9 5 x 1 0 31 9炉膛断面热负荷K J i m 21 8 3 1 0
43、 61 7 7 l x l 0 62 0再热器烟道烟气百分率4 9 35 2 12 l炉室理论燃烧温度2 0 1 2 56第二章研究对象概况表2 - 2锅炉设计煤种特性设计煤种校核煤种序号名称符号单位( 烟煤)( 贫煤)1碳C 盯5 2 2 l5 8 4 42氢H a r3 2 53 1 53氧O 盯5 6 73 0 04氮N a r1 0 7O 8 35硫S a r0 8O 96灰A 盯2 9 0 92 6 7 07水M a r8 07 08低位发热量Q n e t ，”幻姆2 0 2 8 l2 2 5 8 19挥发份V d 汀2 0 2 21 5 1 61 0可磨系数K k m1 2 1
44、31 41 1灰的变形温度D T1 3 0 01 3 5 01 2灰的软化温度S T1 3 5 01 4 0 01 3灰的融化温度F r芝1 4 5 01 5 0 0表2 - 3给水品质要求序号名称指标序号名称指标1硬度O6含盐量 5 0 p 鲈2溶解氧( 0 2 ) 7 倒7含铜量( C u ) 5 鸺，l3含铁量伊e ) l O p g l8P HS 8 9 3 ( 2 5 14二氧化硅( S i 0 2 ) 2 0 “g l9导电度( 2 5 ) O 3 1 t s c m5N 2 I - 1 41 0 5 0 俐1 0油 8 5 ，不论其它组分如何，都属于高熔点灰分，但也与S i 0
45、2 A h 0 3 比值有关。当S i 0 2 A 1 2 0 3 = 1 1 8 时，灰熔点高；但当比率增大，灰中自由S i 0 2 增多时，由于与其它氧化物结合为各种低熔点第三章切向燃烧煤粉锅炉结渣机理理论分析硅酸盐也增多，灰熔点反而下降。灰的初始温度( D D 、软化温度( s 1 ) 均随灰中碱性氧化物的含量增加而下降，当灰中碱性氧化物总含量低于3 0 时，灰的熔融特性随其含量增加而降低。灰中C a O 增大，较显著地降低灰熔点，当C a O 大于2 5 3 0 以后，灰熔点又开始上升。对一般煤种而言，N a 2 0 和K 2 0 含量总是很少，但它对锅炉的影响却很大，这是因为N a
46、2 0 在高温下与S 0 3化合成N a 2 S 0 4 ，其熔点仅有8 8 4 ( 2 ，对锅炉结渣来说起着“打底”的作用。所以N a 2 0 含量虽少但不能忽视。F e 2 0 3 对熔化温度的影响是复杂的，灰中大部分助熔剂几乎都出自铁的氧化物。F e 2 0 3 小于2 0 时，每增加1 的F e 2 0 3 ，软化温度降低1 8 ( 2 ；F e 2 0 3 小于3 5 时，每增加1 的F e 2 0 3 ，软化温度降低8 7 。C 。综合国内外许多资料，煤灰成分对灰熔融温度的影响规律可总结为；熔点高的成分( S i 0 2 、A 1 2 0 3 ) 含量较多，灰的熔点就越高，相反熔点
47、低的成分( 如C a O 、M g o 、F e 2 0 3 、K 2 0 、N a 2 0 ) 等氧化物存在时，灰的熔点就较低。一般而言，酸性氧化物能够提高灰的熔点和黏度，而碱性氧化物在一定条件下有助于降低灰熔点并使熔体变得稀薄，各组分含量及比例对灰熔点影响较大。各成分的影响如下【1 ：1 ) 、S i 0 2 + A h 0 3 对熔融特性的影响：随其含量的增高，熔融温度增高；2 ) 、S i 0 2 对熔融特性的影响：其含量在1 0 - 4 0 时，对熔融温度影响不大；4 0 8 0 时熔融温度增高，但提早软化；3 ) 、S i 0 2 A 1 2 0 3 I 时，S i 0 2 与硅酸
48、盐矿物群熔融时会与其他组成分形成低熔点共晶体，使煤灰软化温度下降；4 ) 、A 1 2 0 3 对熔融温度的影响：其含量增高，熔融温度增高，熔融温度与软化温度差变小；其含量在3 5 - 4 0 时，熔融温度大于1 5 0 0 ；5 ) 、F e 2 0 3 对熔融温度的影响：其含量增高，熔融温度降低；F e S 2 在磨制过程中具有富集偏析效应，加上密度大，熔点低，易球化，在任何气氛中均灰形成具有较强黏附强度的F e S ，并进一步氧化成低熔点的F e O ，故F c S 2 对结渣的影响不能忽视。6 ) 、C a O 对熔融温度的影响：按( s i 0 2 + A 1 2 0 3 ) C a
49、 O 来判别：比值在1 6 - 2 1 3 时，随C a O 含量增高，熔融温度降低，而比值大于该值时，结果相反；7 ) 、M g O 与C a O 影响规律大体相同，但影响强度不大；8 ) 、碱金属氧化物对熔融温度的影响：随其含量增高，熔融温度降低。( 2 ) 环境气氛对熔融性的影响炉内气氛对灰熔融性的影响主要是因为F e 3 + 在还原性气氛环境转换为F d + ，而F e O2 l华南理工大学工程硕士学位论文熔点很低，且F e O 易与A 1 2 0 3 、s i 0 2 分别生成低熔点的铁铝尖晶石和铁橄榄石，使其煤灰的熔点显著降低。其F c 抖还原成F e 2 + 的过程为：s 03
50、+ 三? 一z h o + 器一QF e3 0 + ： s 啪+ 鼢+ 矧m - I m ) C O 一- Q Q大量试验表吲1 4 1 ：含铁量高至2 0 以上的煤灰，两种介质气氛的灰熔点差值可高达2 5 0 - - - - 3 0 0 ( 2 。只有含铁量低于5 的煤灰，其影响才不显著。对于一般锅炉的介质气氛，当F e 2 0 3 屯O 时，含铁量每增加1 ，灰软化温度S T 平均相应降低约1 2 1 3 。C ；当F e 2 0 3 2 0 时，含铁量每增加l ，S T 平均相应降低约5 - 6 C 。( 3 ) 煤灰含量对熔融性的影响【1 5 1灰熔融温度与灰分含量也有一定关系，它能反
51、映煤的结渣性高低。将变形温度、软化温度和流动温度( D T 、S T 、F T ) 对煤的灰分含量作图( 见图3 - 1 ) 可知，随着煤种的不同，大致在灰分为1 0 2 5 的范围内，灰熔点将出现最低值。这说明，煤的灰分特别高或特别低时，灰的结渣能力要比中等灰分的煤弱。灰分为7 1 5 时，其灰熔点迅速降低。舢I )图3 - 1灰熔点与含量关系3 1 3 煤灰的黏度特性( 1 ) 灰渣粘温特性灰渣粘度表征灰渣的流动特性，表征煤灰熔体流动时内部分子问的摩擦力。不同煤灰渣在不同温度下有不同的粘度，即具有不同的粘温特性。温度高使活化质点数目增多，流动性增强。灰渣可分成三种类型：玻璃体渣、结晶型渣、
52、塑性型渣，其粘温特性如图3 2 所示【1 3 l 。根据流动特性又可分为长渣和短渣：长渣粘温特性曲线变化平缓，一般包括玻璃体渣、部分塑性渣，其具有易熔化和流动特点；短渣主要是结晶渣，难以熔化和流动。煤灰渣粘温特性的研究对分析锅炉结渣有重要意义。图3 3 为不同煤种粘温特性第三章切向燃烧煤粉锅炉结渣机理理论分析对水冷壁结渣的影响【1 3 1 。P_ 一， 诅一I 沮“7I l、吣之、I、IJ召二|山糊据1 0 0中鲁；结渣煤低结锂 煤、心义严重自渣煤温度 1 2 )2图3 - 3氧化性气氛下粘温特性对水冷壁结渣的影响程度( 美国B W )华南理工大学工程硕士学位论文( 2 ) 煤灰成分对粘度的影
53、响吣1 4 1 5 l煤灰成分组成对粘度的影响是通过改变熔体的结构来影响粘度。熔体组成不同，质点间作用力不等，粘度值也不等。煤灰熔体具有由 s i 0 4 】4 。、 A 1 0 4 5 两种四面体形成的网络结构，而简单阳离子K + 、N d 、c a = 2 + 、M 9 2 + 、F e 2 + 则处于网络之间。煤灰成分中s i 4 + 、A 1 3 + 、F e 3 + 为网络形成剂，K + 、N a + 、C a 2 + 、M 9 2 + 、F e 2 + 为网络改变剂，随网络改变剂增加，一般粘度减小。由此，煤灰成分对粘度特性的影响如下：1 ) 、对烟煤型灰( F e 2 0 3 C
54、a O + M g O ) ，S i 0 2 起到增高熔体粘度的作用，含量高时，粘度大；对褐煤型灰( F e 2 0 3 1 3 9 0 0 C ，不结渣；S T = 1 2 6 0 1 3 9 0 0 C ，中等结渣：S T 1 2 6 0 0 C ，严重结渣。( 2 ) 根据碱酸比( B A ) 进行预测：刚= 揪= 丝篙篆筹等型根据B A 来判断灰结渣倾向时，推荐的界限值如表3 - 5 所示。表3 5碱酸比判断结渣倾向界限值碱酸比我国国外结渣倾向 0 2 0 6 O 4 O 7严重许多煤中硫分主要以黄铁矿( F e S 2 ) 形态出现，而黄铁矿氧化成F e O 起助熔作用，因此考虑硫分
55、对结渣的增强性，常采用结渣指数R s 来判别结渣，用积灰指数R f 判别积灰。融= 渊驴丝喘篇筹警型彤= 燃邺= 丝篇篇筹筹型邺华南理工大学工程硕士学位论文S t ，d 、N a 2 0 分别为煤中干燥基全硫和灰中N a 2 0 质量百分含量，。表3 - 6锅炉结渣与积灰指数分类结渣分类结渣指数R s积灰分类积灰指数R f低 O 6低 2 O 2 6高 O 5 一1 0严重 2 6严重 1 O( 3 ) 根据硅比G 进行预测：，S i Q 1 0 0b 。蒙F 灭丽了砸矿卫疆1 丽式中当量如q = 啦0 3 + I I I F e O + 1 4 3 F e 。硅比中分母多为助熔剂，s i 0
56、 2 较大，表示灰渣粘度和灰熔点都较高，因而G 大，煤灰结渣的可能性越小。根据G 来判断灰结渣倾向时，推荐的界限值如表3 7 所示表3 - 7硅比判断结渣倾向界限值硅比中国美国法国结渣倾向 7 8 87 2 8 0 7 2轻微6 6 1 - 7 8 86 5 7 26 5 7 2中等G ( ) 6 6 15 0 6 5 6 5严重( 4 ) 综合判别指数R 预测：它是目前判别准确率最高的指数，是在其它单一判别指数基础上，采用加权平均的方法，构成了一种新的煤灰结渣特性综合指数，其准确率可达9 0 左右。R = 1 2 3 7 x B A + O 2 8 2 x S i 0 2 ，A 1 2 0
57、3 0 0 0 2 3 S T - O 0 1 8 9 x G + 5 4 1 5采用综合判别指数R 的判别界限如下：1 ) 、R S l 5 ，轻微结渣；2 ) 、1 5 R 1 7 5 ，中等偏轻结渣；3 ) 、1 7 5 9 0 受2 5 ，中等结渣；4 ) 、2 2 5 R O 0 3 ，严重结渣；0 0 2 0 0 3 ，中等结渣；0 0 0 4 0 0 2 轻微结渣。3 5 本章小结本章主要从煤灰特性( 煤灰成分、熔融特性、黏度特性) 、结渣过程、影响结渣因素等方面对结渣机理进行了分析，并对结渣预测及判别方法进行了介绍。( 1 ) 煤灰渣熔融特性主要表现在：熔点高的成分( s i
58、0 2 、A h 0 3 ) 含量较多，灰的熔点就越高，相反熔点低的成分( 如C a O 、M g O 、F e 2 0 3 、K 2 0 、N a 2 0 ) 等氧化物存在时，灰的熔点就较低。一般而言，酸性氧化物能够提高灰的熔点和黏度，而碱性氧化物在一定条件下有助于降低灰熔点并使熔体变得稀薄，各组分含量及比例对灰熔点影响较大；炉内气氛对灰熔融性的影响主要是因为F e ”在还原性气氛环境转换为F c 2 + ，而F e O 熔点很低，且F e O 易与A h 0 3 、S i 0 2 分别生成低熔点的铁铝尖晶石和铁橄榄石，使其煤灰的熔点显著降低；煤的灰分特别高或特别低时，灰的结渣能力要比中等灰
59、分的煤弱。灰分为7 1 5 时，其灰熔点迅速降低。3 0第三章切向燃烧煤粉锅炉结渣机理理论分析( 2 ) 煤灰渣粘度特性主要表现在：煤灰成分组成对粘度的影响是通过改变熔体的结构来影响粘度。煤灰成分中s i 舢、A l 抖、F e 3 + 为网络形成剂，K + 、N a + 、c a 2 + 、M 孑+ 、F e 2 + 为网络改变剂，随网络改变剂增加，一般粘度减小。( 3 ) 结渣是由熔融和半熔融颗粒撞击到受热面引起的，结渣过程包括三个步骤：初始沉积层的形成、一次沉积层的形成、二次沉积层的形成过程。从前分析可将结渣的本质概括表述为：当温度高于煤灰熔点的烟气冲刷受热面时，烟气中熔融的灰渣粘附到受
60、热面上，造成结渣，其根本原因是灰熔点太低或环境温度太高。其关键因素有三：一是煤灰熔点；二是气流温度高于熔点，灰渣处于熔融状态；三是熔融灰粒撞击到受热面上。( 4 ) 结渣速度取决于一次沉积层的形成过程，各沉积层形成过程均以惯性沉积为主，是否结渣、结渣程度与煤种、炉温、空气动力场等有关。沉积灰粒状态及成分、受热面状态对结渣强度都有影响。( 5 ) 结渣预测及判别方法主要有：从煤质结渣特性的判断，准确率较高的四个指数是：S T 、B A 、G 、R ；根据锅炉运行特性对结渣的预测主要有炉膛出口烟温和综合性指数判别法；判别结渣的特种方法主要有：热显微镜法、重力筛分法、渣型对比法、热平衡相图法、电子探
61、针扫描电镜法、基于模糊神经网络的煤灰结渣预测、磁力分析法。因此，研究煤粉炉切向燃烧时的结渣问题，应着眼于使煤灰颗粒成为熔融状态的影响因素和使颗粒撞到壁面的因素，主要从煤质特性、结构设计、运行工况等方面分析。3 l华南理工大学工程硕士学位论文第四章煤质特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响4 1 某电厂煤质特陛某电厂锅炉设计煤种与实际燃用煤种的煤质特性如表4 1 、4 2 。表4 - l锅炉设计煤种特性设计煤种校核煤种序号名称符号单位( 烟煤)( 贫煤)l碳C 打5 2 2 15 8 “2氢H a r3 2 53 1 53氧。甜5 6 73 o o4氮N 甜1 0 7O 8 35
62、硫S 耐S dO 8 0 8 70 9 o 9 76灰A “2 9 0 92 6 7 07水M a rS O7 O8低位发热量( e 盯，k g2 0 2 8 12 2 5 8 l9挥发份V d a f2 0 2 21 5 1 61 0可磨系数K k m1 2 1 31 41 1灰的变形温度D T1 3 0 01 3 5 01 2灰的软化温度S T1 3 5 01 4 0 01 3灰的融化温度耵之1 4 5 01 5 0 0表4 - 2实际燃煤特性( 太原煤)序号名称符号单位煤种1煤种2煤特性分析l碳C a r5 5 9 6“1 42氢H 盯3 0 93 1 63氧。缸3 7 43 5 S4氮
63、N a r1 3 51 1 85硫S a r S d0 7 2 o ，8 02 6 8 2 8 66灰A 盯2 5 5 41 8 8 67水M 卵9 66 4 08低位发热量Q n “a r，l ( g2 1 4 7 82 4 8 8 69挥发份v d a f2 3 3 41 7 9 03 2第四章煤质特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响序号名称符号单位煤种l煤种2l O可磨系数K k m1 2 1 31 41 1灰的变形温度D T1 2 8 01 3 5 01 2灰的软化温度S T1 5 2 01 5 0 01 3灰的融化温度胛1 5 2 01 5 0 0灰成分分析1 4S
64、 i 0 24 8 7 44 8 4 71 5F e a 0 35 5 68 0 51 6T i 0 2O 9 10 6 91 7A 1 2 0 ，3 9 5 l3 6 4 21 8C a O1 5 23 5 21 9M g OO 3 lO 3 22 0K 2 0O 7 lO 7 12 1N a 2 0O 3 30 1 84 2 煤质特性引起结渣的定性分析煤质特性是影响锅炉结渣的最根本的原因。煤质特性对锅炉结渣的影响，主要是指煤灰熔融性与灰分成分、煤的低位发热量、挥发分含量对锅炉结渣的影响。4 2 1 煤灰特性对结渣的影响对于灰的熔融特性，若灰熔点很高( 如S T 1 3 5 0 0 C )
65、，管壁上积灰层和附近烟气的温度很难超过灰的软化温度S T ，一般认为此时不会发生结渣。如果灰熔点较低( S T 1 2 8 9 C ，不结渣；D T = 1 1 0 8 1 2 8 8 ，中等结渣；D T 1 3 9 0 ，不结渣；S T = 1 2 6 0 - 1 3 9 0 ，中等结渣；S T 1 2 6 0 ，严重结渣。判别结果：第四章煤质特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响表4 3灰熔点判别结渣煤种D T ( o C )S T ( o C )F T ( o C )结渣判别结渣判别S TD T设计煤种1 3 0 01 3 5 0兰1 4 5 0不结渣中等结渣校核煤种1
66、3 5 01 4 0 01 4 5 0不结渣不结渣实际煤种l1 2 8 01 5 2 01 5 2 0中等结渣不结渣实际煤种21 3 5 01 5 0 01 5 0 0不结渣不结渣( 2 ) 根据碱酸比( B A ) 、结渣指数R s 进行预测判别标准：B A O 7 ，严重结渣煤。判别结果：B A =壁竺篁丝塑：Fe203+CaO+MgO+Na20+K20酸性氧化物D 2 + A 1 2 0 3 + 乃D 2( B A ) l - ( 5 5 6 + 1 5 2 + 0 3 1 + o 7 1 + 0 3 3 ) ，( 4 8 7 4 + 3 9 5 1 + o 9 1 ) = o 0 9
67、5不结渣煤。( B A ) 2 - ( 8 0 5 + 3 5 2 + 0 3 2 + 0 7 1 + o 1 8 ) 4 8 4 7 + 3 6 4 2 + 0 6 9 ) = o 1 5轻微结渣煤。许多煤中硫分主要以黄铁矿( F e S 2 ) 形态出现，而黄铁矿氧化成F e O 起助熔作用，因此考虑硫分对结渣的增强性，常采用结渣指数R s 来判别结渣，用积灰指数R f 判别积灰。船= 燃= 丝酱篇器等型S t ，d 分别为煤中干燥基全硫和灰中N a 2 0 质量百分含量，。判别标准：R s 2 6 ，严重结渣煤判别结果：R s l = 0 0 9 5 0 8 = 0 0 7 6不结渣煤R
68、 5 2 = o 1 5 x 2 8 6 = 0 4 2 9轻微结渣煤( 3 ) 根据硅比G 进行预测，s i 0 2X1 0 0。b2Si02+EaO+MgO+-当ll r e a 0 5式中，当量聃0 3 = q + 1 1 l F e O + I 4 3 F e 。试验表明：在正常运行中，炉膛灰渣中F e 2 0 3 的平均百分率为2 0 。硅比中分母多为助熔剂，s i 0 2 较大，表示灰渣粘度和灰熔点都较高，因而G 大，煤华南理工大学工程硕士学位论文灰结渣的可能性越小。根据G 来判断灰结渣倾向时，推荐的界限值如表4 - 4 所示。表4 - 4硅比判断结渣倾向界限值硅比中国美国法国结渣
69、倾向 7 8 87 2 8 0 7 2轻微G ( )6 6 1 7 8 86 5 7 26 5 7 2中等 6 6 15 0 6 5 6 5严重判别结果：G l = 4 8 7 4 x 1 0 0 ( 4 8 7 4 + 1 5 2 + o 3 I + 5 5 6 ) = 9 6 7轻微结渣G 2 = 4 5 4 7 x1 0 0 ( 4 8 4 7 + 3 5 2 + 0 3 2 + 8 0 5 ) = 8 0 3轻微结渣( 4 ) 综合判别指数R 预测它是目前判别准确率最高的指数，是在其它单一判别指数基础上，采用加权平均的方法，构成了一种新的煤灰结渣特性综合指数，其准确率可达9 0 左右。
70、R - 1 2 3 7 x B A + 0 2 8 2 x S i 0 2 A 1 2 0 3 - 0 0 0 2 3 x S T - 0 0 1 8 9 x G + 5 4 1 5判别标准：1 ) 、l 巡1 5 ，轻微结渣；2 ) 、1 5 R 1 7 5 ，中等偏轻结渣；3 ) 、1 7 5 5 R Q 2 5 ，中等结渣；4 ) 、2 2 5 R 2 5 ，中等偏重结渣；5 ) 、R 盈5 ，严重结渣。判别结果：R 1 = 1 2 3 7 x 0 0 9 5 + 0 2 8 2 x 4 8 7 4 3 9 5 1 0 0 0 2 3 x 1 5 2 0 0 0 1 8 9 x 8 6
71、7 + 5 4 1 5 = 0 7 4 6R 2 = 1 2 3 7 x 0 1 5 + 0 2 8 2 x 4 8 4 7 3 6 4 2 0 0 0 2 3 x 1 5 0 0 0 0 1 8 9 x 8 0 3 + 5 4 1 5 = 1 0 0 8均属于轻微结渣煤。4 4 本章小结本章主要分析了煤灰特性和煤特性( 挥发分、发热量) 对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响，并通过各种判别指标对燃用煤种结渣倾向性进行了判别。( 1 ) 煤质结渣特性总结如下：表4 - 5煤质结渣特性评判综合表煤种D TS TB AR SGR设计煤种不结渣中等结渣校核煤种不结渣不结渣实际煤种1中等
72、结渣不结渣不结渣不结渣轻微结渣轻微结渣实际煤种2不结渣不结渣轻微结渣轻微结渣轻微结渣轻微结渣第四章煤质特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响从表4 5 的数据可以看到，尽管从整体上可以判断出某电厂实际燃用煤种属于轻微结渣煤质，但是，单个指标判别的结果各略有不同，由此并不能确切的判定其结渣的倾向性。在实际运行中还与锅炉结构和运行工况密切相关。发热量比设计煤种要高，造成炉膛温度和燃烧器区域温度较高，结渣的机会比设计煤种要大，与实际情况较符合。而挥发分与设计煤种相差不大，对煤的着火和燃烧影响不大，对结渣的影响小。( 2 ) 根据有关文科1 7 1 对2 8 个电厂5 0 余台锅炉进行
73、分析调查，得出统计数据如表4 6 ，也说明了影响结渣因素的复杂性。表4 _ 6煤粉锅炉结渣因素分析序号结渣因素分类发生率( )l煤质变化9 22空气动力场特性3 43锅炉设计特性4 04运行管理2 0综合表4 5 和4 - 6 可以得出结论：煤质特性不是影响锅炉结渣的主要因素，燃用实际煤种造成的结渣主要是锅炉空气动力特性、锅炉设计特性和运行工况等因素。3 7华南理工大学工程硕士学位论文第五章设计特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响5 1 锅炉设计特性引起结渣的定性分析从锅炉结构设计角度来看，影响结渣的主要因素有：炉膛结构特性参数、燃烧器结构与布置、炉内空气动力场、炉膛出口烟温
74、、受热面布置等。5 1 1 炉膛结构特性参数1 8 】煤粉锅炉炉膛是锅炉最主要的组成部分之一，它除了与燃烧器一起形成良好的燃烧条件以利于燃料着火外，主要是保证燃料的燃烬和使燃料产生的烟气冷却至必要的程度。在锅炉炉膛中，参加燃烧化学反应的物质是燃料( 煤、油、气) 和燃烧所需要的空气( 或氧气) ，所以，对锅炉这样一个特定的对象，一般用反应物释放功率的特性参数炉膛容积热负荷及炉膛断面热负荷来表征锅炉燃烧化学反应的速度，这也是一般锅炉炉膛设计最重要的结构设计指标。而整个炉膛设计合理的判断指标是炉膛出口烟温应低于燃料的灰熔点。然而，通过实际试验研究结果表明，制约炉膛结渣的炉膛结构设计指标远不止这几项
75、。除炉膛容积热负荷、炉膛断面热负荷外，还有燃烧器区域热负荷、炉膛辐射受热面热负荷、最上层燃烧器中心距分隔屏式过热器底部的高度、以及最下层燃烧器中心距冷灰斗上沿的高度等一系列指标。要确保锅炉安全运行，需对以上指标全面研究，通盘考虑。炉膛容积热负荷Q v 、截面热负荷Q F 、燃烧器区域热负荷Q ，的大小，对锅炉结渣影响很大。如何选取这些参数，在设计时必须十分认真地考虑。不仅应注意到各标准及手册推荐的热负荷选取值不同，类别不同，同时应注意同一类煤的热负荷选择有一变化范围。如果选取不当，将导致锅炉结渣严重【5 l 。( 1 ) 炉膛容积热负荷q v根据以往的研究，炉膛容积热负荷q v 是指单位炉膛容
76、积内燃烧放热的热功率大小，即：B Q 。1 3 6 0 0 vM W m 3式中：Q n e t ，删料收到基低位发热量，M J & g ；B 燃料消耗量，k g h ；v _ 一为炉膛容积，m 3 。炉膛容积热负荷是锅炉设计和运行中的最重要的热力特性参数之一。在锅炉设计中，总是根据经验性的q v 值去确定锅炉炉膛的大小。对于一个确定参数的锅炉，q v 值第五章设计特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响的大小取决于燃料的燃烧特性及燃烧方式。炉膛容积热负荷愈高，说明炉膛容积相对较小，燃料在炉膛内的停留时间减少，即意味着在炉膛单位容积内，单位时间里要燃烧更多的燃料，放出更多的热量。
77、显然热负荷越高的锅炉炉内温度水平越高。当q v 过大，则在锅炉投入运行后就可能因为炉膛容积V 过小，燃料在炉内停留时间太短而来不及燃烬，造成较大的不完全燃烧热损失，使锅炉经济性下降，更严重的是如果q v 过大，炉内燃烧很强烈，温度水平很高尤其对于燃用灰熔点温度偏低的易结渣煤种，容易出现炉内灰渣的熔融而粘结在炉墙受热面上或燃烧器喷口上。炉膛内严重结渣会导致炉膛出口温度和排烟温度的升高，不仅降低了锅炉运行的经济性，锅炉对流受热面，特别是过热器超温，使锅炉的安全性受到威胁。严重时，锅炉无法正常运行，只好被迫降低负荷或者被迫停炉。反之，q v 值过小时，炉内温度水平低下，燃烧的稳定性和经济性都很差，严
78、重时锅炉也无法维持正常运行。在锅炉投入运行以后，由于锅炉负荷的变化( 升或降负荷运行时) 或燃料的改变等因素都会引起锅炉实际容积热负荷的改变，要注意实际q v 值对锅炉安全，经济运行的影响。为了保证锅炉的正常运行，实际的q v 是不允许有过大的变化的。因此，锅炉一旦设计制成，投入运行之后，从燃烧的观点来看，锅炉的负荷和燃料品种不允许有过大幅度的变化。容积热负荷是锅炉设计中很重要的综合性指标，其数值的大小与炉型、煤种、容量及燃烧方式、燃烧工况有关。目前锅炉容积热负荷是按照经验选取得，并进行炉内传热校核。我国锅炉采用的炉膛容积热负荷的统计值见下表5 - 1 。表5 - 1炉膛容积热负荷的统计值(
79、M W m 3 )燃烧方式煤种液态排渣炉固态排渣炉开式炉膛半开式炉膛熔渣段无烟煤O 1 1 0 O 1 4 01 如1 4 51 抑1 6 9O 5 2 3 O 6 9 8贫煤0 11 6 O 1 6 3O 1 5 l 0 1 8 60 1 6 3 0 1 9 8O 5 2 3 O 6 9 8烟煤0 1 4 0 0 1 9 8郢1 8 6里D 1 8 60 5 2 3 0 6 4褐煤0 0 9 3 0 1 5 l半开式取上限表中的附注中，将S T 5 1 3 5 0 C 定为炉膛容积热负荷取下限的界限，是比较模糊的，实际应用中难于准确把握，易于导致选用错误。华南理工大学工程硕士学位论文表5 -
80、 2 前苏联推荐的炉膛容积热负荷煤种Q V ( M W m )无烟煤0 1 4贫煤0 1 6烟煤0 1 7褐煤0 1 9前苏联的锅炉机组热力计算标准方法推荐的按燃烧条件确定的允许炉膛容积热负荷见上表5 2 。近年来，为了抑制N O x 的生成，开始采用分级燃烧技术，并且为了减少炉膛结渣，国内外都有适当增大炉膛容积以降低Q V 值的趋势。有的文献推荐，应当考虑从上层燃烧器中心线到出口烟窗中心线的有效炉膛容积热负荷，因为这一热负荷决定煤粉在炉膛内的最短停留时间，对于固态排渣炉，在燃用无烟煤时，此有效容积热负荷推荐为0 2 0 2 1 M W m 3 ，燃用贫煤时，为O 2 2 0 2 3 M W
81、m 3 ，对于其他情况，可以参照有关表格选取。( 2 ) 炉膛截面热负荷q A炉膛截面热负荷q A 是指燃烧器区域单位炉膛截面积上燃料燃烧放热的热功率，即：，B Q 。口之一3 6 0 0 AM 心A 一燃烧器区域的炉膛横截面积，即A 是炉膛宽度B 与深度A 的乘积，m 2 。在炉膛容积一定的情况下，提高截面负荷，意味着缩小截面积，将使炉膛变得细长。这对于布置较少的辐射受热面，以降低炉膛出口的烟气温度是有利的。同时，提高炉膛截面热负荷将使燃烧器区域的化学反应强烈，温度水平提高，这对于着火是有利的，但将使这一区域的结渣的可能性增加，尤其对于易结渣煤种将更为突出。因此，对于无烟煤、贫煤，因其灰熔点
82、较高，一般在1 4 0 0 以上，炉膛截面热负荷适当高一些是有利的，便于组织燃烧；但是对于那些灰熔点比较低的煤种，截面热负荷应取得较低。表5 - 3炉膛截面q A 统计值( M W m 2 )锅炉蒸发量( e h )2 2 04 0 0 ，4 1 06 7 0褐煤、易结渣煤2 1 2 5 62 9 3 3 63 2 5 3 7 1切向燃烧烟煤2 3 2 2 6 72 7 8 4 0 63 7 l 4 6 4无烟煤、贫煤2 6 7 3 4 83 0 2 4 5 23 7 l 4 6 4前墙或对冲燃烧2 2 2 7 83 0 2 3 7 13 4 8 4 0 6易结渣煤指S T 墨1 3 5 0
83、的烟煤对褐煤和易结渣煤取下限第五章设计特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响蒸发量( 啪T 2 S 1 3 0 0 T 2 1 3 5 0 T 2 芝1 4 5 0 3 51 4 21 71 9 66 51 5 2l 。82 0 41 3 01 8 32 22 5 42 2 02 42 03 3 64 1 03 1 43 8 04 4燃烧器的型式与布置方式炉膛截面热负荷燃科前墙布置漩流对冲布置漩流四角布置或直流或直流直流结渣性烟煤D ! _ 9 5 0 ( t h ) ，3 4 8总的和褐煤3 4 8D s l 6 0 0 ( t h ) ，4 0 6多层布置燃Q A ( M
84、W m 2 )D S _ 1 6 0 0 ( t h ) 4 0 6 4 4 6不结渣煤4 6 46 3 86 3 8烧器无烟煤2 3 22 0每层燃烧器的结渣性烟煤和褐煤1 1 61 5 1O 9 3Q A ( M W m 2 )不结渣煤1 7 42 3 21 7 4单层布置燃结渣性烟煤烧器总的Q F ( M W m 2 )和褐煤1 7 42 3 2 2 9不结渣煤2 93 4 83 4 8( 3 ) 燃烧器区域热负荷q r燃烧器区域壁面热强度q ，表示炉内燃烧器区域的温度水平与换热强度，即：口既，“3 6 0 0 U H ，M W m 2I 卜炉膛周长，m ：H r 一燃烧器区域高度，m
85、。q r 是设计锅炉炉膛时作为q v 和q A 的一种补充指标，用以判别燃烧器区域的工作性能。q r 可表示喷燃器附近水冷度的高低，判断煤粉着火的稳定性及结渣的可能性。q r 值越大说明火焰越集中，燃烧器区域的温度水平就越高，容易引起喷燃器附近的受热面结渣。反之，q f 选得过低，虽然燃烧器周围不容易结渣，但燃烧器区域温度偏低，会造成4 l华南理工大学工程硕士学位论文各燃烧器间火焰不能互相支持，煤粉着火时间增长。因此，对于燃烧低挥发分的煤种。存在能否保证燃烧稳定的问题。表5 _ 6燃烧区域壁面热负荷煤种( Q H ) r ( M W m 2 )烟煤1 2 8 1 4贫煤，无烟煤1 4 2 1褐
86、煤0 9 3 1 1 6固态排渣炉燃烧器区域壁面热负荷的推荐值如表5 - 6 所示。对于易结渣的燃料取下限，对于小容量锅炉取上限，对于较大容量锅炉取下限。总之，q v 、q A 、q r 是炉膛燃烧的三个重要因素，他们分别是锅炉是否容易结渣、燃烧是否稳定的重要判别依据。一5 1 2 燃烧器结构与布置燃烧器的功率、结构形式及布置方式是影响锅炉结渣的关键因素。在锅炉整体设计与布置时，应充分考虑燃料特性，选择合适的燃烧器及合理的布置方式。( 1 ) 燃烧器功率随着锅炉容量的提高，燃烧器必须为多层布置。因为单只燃烧器的热功率是有定限制的。热功率过高，会导致炉膛局部热负荷过高而引起结渣。一般情况下，1
87、0 0 0 t h的锅炉单只燃烧器热功率约2 3 5 0 M w ；2 0 0 0 t h 锅炉为4 0 - - 6 5 M W 。在燃用易结渣煤时，可将燃烧器间距拉开，即降低燃烧器区域的壁面热负荷。( 2 ) 燃烧器结构布置目前，国产大容量锅炉所采用的基本上是四角布置、切圆燃烧的直流燃烧器。小部分锅炉，如北京B & W 锅炉，采用旋流燃烧器对冲布置。个别锅炉为旋流燃烧器前墙布置。这种方式易造成气流冲刷后墙，引起结渣。燃烧器布置时，上排燃烧器至分隔屏底部、下排燃烧器至冷灰斗的距离应进行校核，避免火焰直接冲刷这两部分受热面。( 3 ) 直流燃烧器高宽比的影响燃烧器的高宽比是衡量气流刚性的重要结构
88、特性参数。高宽比越大，气流的刚性越差，越容易偏离设计方向。特别是对容易结渣的煤质，燃烧器的高宽比更为重要。经验证明：m 2 w 2 m l w l _ 6 时，燃烧器的高宽比曼6 比较适宜；m 2 w 2 m l W l 3 时，燃烧器的高宽比9 比较适宜；m 2 w 2 m l W l Q 时，燃烧器的高宽比 2 ，就能大大避免射流严重偏斜和贴墙的可能性。岔司谢鹾图5 - 1 燃嘤嘲口流中阃献馥鬏病燃5 I 3 炉内空气动力场结渣的影晌器童莲捌(08060 4020-厂一051 01 52 0燃烧器高宽比图5 - 2 燃饶器高宽比与实际切圆直径变化切向燃烧方式是以整个炉膛为单元组织燃烧的，故
89、燃烧器的燃烧工况和整个炉膛空气动力特性密切相关。切向燃烧必然产生的现象就是气流的偏离，气流在适当程度上的偏离恰恰是组织切向燃烧所需要的。切向燃烧在炉内形成强烈旋转上升的气流，气流最大切向速度的联线构成炉内实际切圆，炉膛中心是速度很低的微风区，这就是切向燃烧锅炉炉膛内空气动力场的特点。( 1 ) 切圆直径对结渣的影响实际切圆是切向燃烧的一个重要参数，它对炉膛结渣、稳燃以及炉膛出口的烟速、烟温偏差都要重要的影响。较大的切圆可以便邻角火炬的高温烟气更易于达到下角射流的根部，有利于煤粉气流着火，炉膛充满度也好。同时切圆直径大，炉室内旋转气流的旋转强度也大，扰动更强烈，使燃烧后期混合加强，有利于燃尽过程
90、。但切圆直径增大，易使气流偏斜贴墙，引起水冷壁结渣，是因为实际切圆直径增大，一方面，燃烧器射流的运动更靠近水冷壁，受四角风速和煤粉不均的影响，一次风直接冲刷水冷壁的可能性增大；另一方面，炉内高温度区更靠近水冷壁，熔化的煤灰粒子受到各种力的作用向水冷壁运动的过程中，受到的冷却效果减弱，导致煤灰粒子撞击到水冷壁时还处于熔化状态的可能性增大。这两个因素的共同作用，可能导致炉内极易发生结渣；实际切圆增大4 3华南理工大学工程硕士学位论文时，往往使煤粉的着火更靠近喷口出口，对于燃用高挥发分、高热值的烟煤容易引起燃烧器超温度形和烧坏；也会使炉内旋转气流到达炉膛出口时，仍有较大的残余旋转而引起烟温和过热汽温
91、偏差。较小的假想切圆直径是减小气流偏斜，避免气流冲刷水冷壁的重要措施。因此，从防止结渣的角度来看，切圆直径应小些为好。一般来说，实际切圆相比炉膛截面的当量直径的范围在0 4 0 8 ，综合考虑煤质特性及稳燃、结渣问题，建议对于烟煤或易结渣煤，取偏小值；对于无烟煤及难结渣煤，取偏大值。对于大容量锅炉，由于燃烧器高度较高，气流刚性变差，为使气流不产生贴壁冲墙，切圆直径倾向于取较小的数值。影响实际切圆直径的各种因素可粗略用下式来描述：d 硝= “軎，篾而6 ，6 )( 2 ) 射流偏转对结渣的影响造成炉内射流偏转的原因主要有两个：一是炉内旋转气流对射流的横向撞击，另一个是射流两侧补气条件不同形成的压
92、力差。由于炉内气流的偏转引起炉内实际切圆增加，切圆过大，会引起水冷壁结渣。影响射流偏转的主要因素有：炉内旋转气流对射流的冲击力和作用点：其冲击力是上游一、二、三次风混合后形成的综合动量决定，特别是一、二次风的综合动量。二、一次风动量比越大，炉内实际切圆越大，越易引起结渣。一般，无烟煤、贫煤m 2 w 2 J m l w l = 3 - 4 2 ，烟煤m 2 w J m l w l = 1 5 - 3 5 。一次风射流刚性：一次风射流刚性增大时，气流抗偏转的能力增强，一次风刚性与喷口结构和射流动量有关。为了增强刚性可以综合考虑设置周界风、夹心风、贴壁风或边界风系统，一方面可以增强刚性，另一方面在
93、水冷壁表面形成了一层气膜，降低壁面附近的还原性气氛、固相浓度和烟气温度，从而达到防止结渣的目的。改变燃烧器高宽比和燃烧器喷口间距可以改善补气条件，从而防止或减轻气流偏斜贴壁而引起结渣。( 3 ) 配风方式对结渣的影响【1 5 l对于结渣性强的烟煤可以将配风方式改变为分级配风方式，对炉内燃烧器区域过剩空气系数进行有效控制，抑制燃烧器区域的热负荷，达到平缓炉内烟温分布，避免烟温过高而导致结渣。配风方式对烟温分布影响如下图示。第五章设计特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响4 1 2 51 71口1 2rJL1 71口11 5rJL1 7口l2rJ71JL71d I1 5rJL图5
94、- 3 均等配风炉内过剩空气系数分布图5 - 4 分级配风过剩空气系数分布3 5o3 05鼍H2 52 01 51 05温厦K 图5 5燃烧区氧量对烟温分布的影响( 4 ) 气氛条件对结渣的影响煤灰在氧化性气氛环境的熔融温度相对高于还原性气氛环境的熔点温度，因此尽量避免炉内局部出现还原性气氛。工程上常采用带侧二次风的水平浓淡燃烧器，或一次风设置周界风、侧二次风等使近壁处形成氧化性气氛，减小结渣倾向。工程上也有采用同心反切圆技术来实现“风包粉”的炉内气氛条件，以防止结渣。5 1 4 炉膛出口烟温对结渣的影响炉膛出口烟温是设计的重要参数，强烈影响对流烟道的飞灰状态，从而影响结渣。4 5华南理工大学
95、工程硕士学位论文若温度过高，则熔融、软化、半熔融的沉积物粘附到管子上，引起结渣或堵塞烟道。炉膛出口烟温的变化对结渣速率的影响很大，烟温降低5 0 C ，可使结渣速率减慢近5 倍。设计时应合理选取炉膛出口烟温，合理设计燃烧中心的相对高度。5 1 5 受热面的布置及吹灰器的布置对结渣的影响最早的防结渣措施，是考虑是将炉膛出口的受热面管间距拉稀，叫拉稀管，也叫凝渣管。凝渣管受热面的布置的确在定程度上起到了凝渣的作用。但当燃料的结渣倾向较高时，结渣爬渣的事例时有发生。引进技术生产的1 0 0 0 t h 、2 0 0 0 t h 锅炉都在炉膛上部布置有大量辐射式分隔屏过热器，其设计采用了较大的管间距，
96、一般仅有4 片或6 片。为了避免爬渣，屏间距也在1 5 - - 2 8 m 之间。受热面的布置主要是合理选取对流受热面的节距( 如图5 - 6 可根据煤种结渣倾向性选取) 和合理选取管材，来减轻灰污沉积。对炉内敷设合适的卫燃带，这都有利防止或减轻结渣。吹灰器是防止炉膛及受热面的结渣恶性循环，提高机组可用率和经济性的有效手段。炉膛及受热面布置吹灰器数量是否足够? 位置是否合理? 吹灰器布置密度是否合理? 等方面与结渣都有密切关系。吹灰器的布置要特别注意结渣部位能否得到有效吹灰。炉膛和冷灰斗易结渣部位应设置必要的观渣孔，并配有平台扶梯，以便运行人员接近和观察炉内结渣、沾污情况。烟气温度( )图5
97、6煤种积灰指数、烟温和对流受热面管子横向节距第五章设计特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响5 2 某电厂炉膛结构特性参数对结渣的影响表5 7热负荷参数对照表容积热负荷断面热负荷燃烧器区域壁面热负荷煤种M W m 3M W m 2M W m 2设计煤种( 烟煤)0 1 l l5 1 9 61 2 5 9实际煤种1 ( 烟煤)0 1 1 85 5 0 31 3 3 3实际煤种2 ( 贫煤)0 1 3 66 3 7 51 5 4 5推荐值( 烟煤)0 0 9 9 - 0 1 9 84 3 7 5 21 2 8 一1 4推荐值( 贫煤)0 1 1 6 - 0 1 6 3- 4 9 8
98、1 4 - 2 1从上表分析可知：断面热负荷和燃烧器区域热负荷对燃用煤种2 而言：均大于设计值，特别是断面热负荷较高，将使燃烧器区域温度水平提高，对燃用贫煤着火有利，但也使这一区域结渣的可能性增大。在实际运行中，燃用煤种2 时，曾发生过燃烧器区域结渣事故。5 3 某电厂燃烧器结构与布置对结渣的影响燃烧器的功率、结构形式及布置方式是影响锅炉结渣的关键因素。在锅炉整体设计与布置时，应充分考虑燃料特性，选择合适的燃烧器及合理的布置方式。5 3 1 燃烧器功率对结渣的影响随着锅炉容量的提高，燃烧器必须为多层布置。因为单只燃烧器的热功率是有一定限制的。热功率过高，会导致炉膛局部热负荷过高而引起结渣。一般
99、情况下，1 0 0 0 t h的锅炉单只燃烧器热功率约2 3 - - 5 0 M W ；2 0 0 0 t h 锅炉为4 0 - - 6 5 M W 。在燃用易结渣煤时，可将燃烧器间距拉开，即降低燃烧器区域的壁面热负荷。本锅炉燃烧器单支出力为2 - 9 t h ，换算为功率为：1 1 3 5 0 7M w ，基本符合推荐值。5 3 2 燃烧器结构布置对结渣的影响炉膛宽1 3 0 3 5 米，深1 2 1 9 5 米，切角边长O 9 8 米。由于炉膛的四角成切角，炉膛断面形状为八角形，燃烧器采用四角切圆燃烧布置方式，煤粉燃烧器5 层，二次风7 层，另有2 层三次风喷嘴，布置在靠近四角的前后墙上；
100、主燃烧器的喷嘴原设计在热态时可上，下摆动士1 5 。；燃烧器总高宽比为1 3 2 ；配风方式采用均等配风方式。一次风假想切圆直径7 3 1 m m ；二次风假想切圆直径1 1 8 2 m m 。( 1 ) 燃烧器的高宽比对结渣的影响燃烧器的高宽比是衡量气流刚性的重要结构特性参数。高宽比越大，气流的刚性越差，越容易偏离设计方向。特别是对容易结渣的煤质，燃烧器的高宽比更为重要。经验4 7华南理工大学工程硕士学位论文证明：m 2 w 2 m l W l s 6 时，燃烧器的高宽比! 6 比较适宜；m 2 w 2 J m l W l ! | 3 时，燃烧器的高宽比! ，9 比较适宜；m 2 w 2 f
101、 m l w l Q 时，燃烧器的高宽比1 2 比较适宜。大容量锅炉燃烧器，要控制合适的高宽比必须分组，且组间必须留有足够的间隙。因其影响射流两侧的补气条件，当高宽比越大，燃烧器组中间压差P 迅速增加，补气条件越差，射流偏斜加剧，易引起射流严重偏离设计方向而贴墙造成结渣( 见图5 1 ) 。同时，高宽比增加时，实际切圆直径增加，也会因实际切圆过大而引起结渣( 见图5 2 ) 。实际运行中，当一、二次风全投时，一次风气流偏转厉害，后利用停燃烧器中间一层二次风的方法，将燃烧器分组，燃烧器两侧补气条件改善，实际切圆减小，对燃用煤种2 可减轻结渣。( 2 ) 切圆直径对结渣的影响表5 - 8切向燃烧平
102、面布置d j x a 的推荐值燃烧器市置方式，( 詈) 。口( 度)固单切圜O 一0 1 剪卷捧I渣双切圆0 0 4 - 0 1 2四角布置燃烧器：跫激煤囊4 0 - 酽：诫单切圆0 0 1 l卷六一 角布置燃捧渣取切凰0 0 7 0 1 3烧器：酽一扩A tf 护奄A油、0 1 5当正四角布置燃饶器时。t = 2 ( + 肿；当对靖帮置燃烧器时，U ：2 ，+ 拇) 对结渣性较强的煤宜选取推荐值的下限值；当炉膛宽深比A B 1 1 2 时，可采用一对角d i 。大些，另一对角小些的双切圆布置方式。从表5 8 的推荐值计算知道：切向燃烧平面布置假想单切圆直径d i x _ ( 0 0 5 0
103、1 3 9 )( 1 3 0 3 5 + 1 2 1 9 5 ) 4 = 3 1 5 4 - 8 7 6 7 1 假想双切圆直径d 萨( O 0 4 0 1 2 ) ( 1 3 0 3 5 + 1 2 1 9 5 )4 = 2 5 2 3 7 5 6 9 1 码。叫O - 6 0 ，综合着火、稳燃、结渣考虑，选用较小的切圆直径d J x ，对于本锅炉炉膛A B = 1 3 0 3 5 1 2 1 9 5 = 1 0 7 1 1 2 ，而本锅炉假想切圆直径d = 7 3 1 在推荐范围3 1 5 4 8 7 6 7 内，a a = 4 3 0 9 0 4 0 5 0 = 2 5 9 0 也在推荐
104、范围A a j x = 4 0 6 0 内。5 3 3 燃烧器摆动角度对结渣的影响燃烧器大角度下摆动运行，由于切圆直径明显增大，会产生冷灰斗严重结渣，其原因【1 5 】是：1 ) 下二次风喷口太薄，刚性差，使二次风偏转严重，气流基本沿着壁面运动，二下层一次风刚性强，喷口大角度下倾后，煤粉颗粒在惯性和自重作用下，很容易直接冲第五章设计特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响刷冷灰斗壁面。2 ) 燃烧器下摆后，火焰中心下移，冷灰斗温度大幅度提高，当灰粒得不到足够冷却，而直接冲刷冷灰斗壁面时，将导致结渣。本燃烧器设计摆角为上下1 5 0 ，主要是考虑调节再热汽温，但下摆时间较长，灰造成
105、冷灰斗结渣。因此现已取消摆角，汽温调节主要采用烟气挡板调节再热汽温。5 4 某电厂水封槽上碎渣梁对结渣的影响本锅炉捞渣机是浸在冷灰斗水封大槽内的，在水封的上方，设计有6 条碎渣用的工字钢梁，顺着A 、B 侧捞渣机长度横列布置。大焦渣从炉膛往下掉时，先撞击钢梁破碎后翻身掉入水封内遇到冷水激冷再开列破碎成较小的焦渣。由于钢梁的存在，导致焦渣掉入捞渣机水封的空间距离大大缩短，掉下的焦渣残留在钢梁上，甚至大的焦渣卡住在钢梁中间，这样钢梁上的焦渣与斜型的冷灰斗水冷壁构成一个小平台，每一条钢梁都有形成一个小平台的危险。小平台的形成，使焦渣落到水封的距离进一步缩小；同时小平台为上部未燃尽的残碳和焦渣提供了继
106、续燃烧和扩大结渣的机会。最后发展到焦渣连接一片，造成一侧冷灰斗大面积结渣，结渣从下一直往上堆积，最后只有靠当班控长组织人工打焦。这种打焦时有出现。直到对其碎渣梁改造后，才未出现该情况。5 5 某电厂炉膛出口烟温对结渣的影响炉膛出口烟温是设计的重要参数，强烈影响对流烟道的飞灰状态，从而影响结渣。若温度过高，则熔融、软化、半熔融的沉积物粘附到管子上，引起结渣或堵塞烟道。炉膛出口烟温的变化对结渣速率的影响很大，烟温降低5 0 C ，可使结渣速率减慢近5 倍。设计时应合理选取炉膛出口烟温，合理设计燃烧中心的相对高度。从烟气温度来看，根据设计的炉膛出口烟温为1 1 2 1 ，而设计煤种的变形温度为1 3
107、 0 0 4 C 、实际燃用煤种l 为1 2 8 0 、煤种2 为：1 3 5 0 。由加强大型燃煤锅炉燃烧管理的若干规定中推荐，炉膛出口温度应比灰份的变形温度低1 0 0 1 2 左右。即要求设计煤种、实际煤种的变形温度均应在1 2 2 1 以上，按此要求，从炉膛设计出口烟温的选取对结渣无多大影响，是安全的。5 6 某电厂炉内设备改造导致新的结渣源产生 5 5 、6 炉是U P 型直流锅炉，水冷壁采用垂直上升，三级混合型式布置( 见图2 2 ) 。在水冷壁与混合器连接的进出口管之间原来采用焊接作密封，由于密封片的厚度与水冷壁管的厚度不等，造成升停炉过程中，该位置应力不均，经常拉裂水冷壁。后经
108、技术改华南理工大学工程硕士学位论文造改焊接密封为耐高温材料为密封，致使该位置不够光滑，停炉检查发现该位置经常挂焦：同时在部分水冷壁处发生高温腐蚀现象，具体位置在三次风喷口标高附近，为了减弱高温腐蚀，在腐蚀处采取高温喷涂技术以保护水冷壁管，但喷涂后使水冷壁表面不够光滑，该位置与喷涂前比较，结渣现象产生了。这些结渣的造成就是由于设备改造造成灰渣积聚在不光滑的受热面上，在局部温度高于灰的熔点时，便产生结渣并逐渐加大结渣面积。因此可以设备结构改变也会产生新的结渣源。至于水冷壁高温腐蚀【“1 1 3 6 1 主要是由于火焰直接冲刷了水冷壁，煤中黄铁矿( F e S 2 )在还原性气氛下受热分解原子态s
109、和具有黏附强度大、熔点低的F e S 粘附在管壁上，原子态s 与管壁F e 发生反应，使管壁被硫化，而F e S 进一步缓慢氧化成具有磁性的F e 3 0 4 ，使管壁受到硫化物型高温腐蚀。硫化物型的高温腐蚀伴随黄铁矿的结渣过程。因黄铁矿易偏析、密度大? 熔点低、易球化，最有可能在到达受热面时处于熔融或半熔融状态而促使结渣发生，进一步引起高温腐蚀加剧。具体反应方程式及硫化物腐蚀过程如下：煤粉气流刷墙且存在还原性气氛：F e S 2 - - F e S + S 】在无过氧时：F e + 【S 卜- F e SF e S 缓慢氧化：3 F e S + 5 0 2 - - F e 3 0 4 + 3
110、 S 0 2t盒一F e I O s_ 。鬣槐不规l 榭 坏蕾盒( 口6 )( a ) 氧化性气氛( b ) 还原性气氛图5 7硫化物型高温腐蚀5 7 某电厂周界风设置对结渣的影响周界风是在一次风喷口四周送入的高速二次风。周界风风量一般占二次风量的l O或稍多一些，设计风速为4 5 6 0 m S ，风层厚度为1 5 _ _ 2 5 m m 。周界风主要作用可简单归结为：1 ) 冷却一次风喷口，防止一次风喷口烧坏。南酗飘积嘣I州川I第五章设计特性对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响2 ) 当煤质和负荷变化时，可通过调节周界风来改变喷口出口煤粉火炬的着火距离。3 ) 增强气流刚性，
111、防止气流偏转。4 ) 当燃用高挥发分优质烟煤时，周界风可起到补充部分氧量，强化后期着火的作用。当燃用劣质煤时，周界风一方面阻碍煤粉直接和高温烟气的接触，延缓煤粉的加热；另一方面，在煤粉着火前和一次风混合，稀释煤粉浓度，这对着火是不利的。本锅炉在燃用煤种l 或2 均有喷口烧变形的情况发生，分析其原因是：燃用煤种I ，着火较提前，燃烧器周围热负荷升高；燃用煤种2 ，虽然着火距离相对煤种l 后，但发热值高，同样让喷口附近热负荷升高。再加上运行中，周界风风速不够，或风量不够，对一次风喷口冷却不够，造成喷口烧变形或烧坏。5 8 某电厂空气动力场对结渣的影响，炉内空气动力场是影响四角切向燃烧煤粉锅炉炉膛结
112、渣的重要因素。在煤粉炉中，燃烧中心的灰分大多属于熔化或软化状态，当含灰气流冲刷水冷壁时，若其仍高于熔化或软化温度，这灰渣易粘附于炉壁上形成结渣。实际锅炉运行证明，在炉内空气动力状况恶化时，煤灰结渣倾向小的煤种有可能会发生严重结渣。即使是设计良好的锅炉炉膛，运行中由于配风不当、负荷变动和给粉方式的变化都可能会引起炉内空气动力状况恶化，产生局部还原性气氛而引起结渣。炉内空气动力场不良是导致燃烧器区结渣的直接原因；熔渣粒子周围的气氛也是影响水冷壁结渣的一个很重要的因素。粗煤粉或高煤风比的火焰撞击在水冷壁上所产生的还原性气氛，会促使水冷壁结渣，尤其是当燃用含F e 2 0 3 较高的煤时。因为在还原性
113、气氛中，灰中熔点较高的F e 2 0 3 被C O 还原成熔点较低的F e O ，而F e O 与S i 0 2 等进一步形成熔点更低的共晶体，有时会使灰熔点下降1 5 0 3 0 0 0 C 。结果增大了结渣的可能性。9 5 年前，捍5 、6 炉空气动力场一直不够理想，主要反映在炉膛出口两侧残余旋转大造成的烟温差较大，炉膛部分水冷壁结渣，后经空气动力场改造，将第七、九、十二层二次风反切，以降低炉膛出口残余旋转，减轻或防止结渣，但效果不够理想。炉底漏风和空气预热器漏风对锅炉结渣也造成影响。本锅炉实际运行中炉底和空气预热器漏风有时较严重，由于炉底漏风使火焰中心上移，会引起炉膛出口温度升高，造成炉
114、膛上部或出口处结渣；空气预热器漏风，会使炉内空气量不足，形成还原性气氛而引起结渣。5 l华南理工大学工程硕士学位论文5 9 本章小结本章主要分析了锅炉结构及设计特性对锅炉结渣的影响，从而找到实际引起锅炉结渣的结构及设计方面的主要原因。( 1 ) 本章首先定性的分析了炉膛结构特性参数，燃烧器结构与布置、空气动力场、受热面及吹灰器布置等方面对结渣的影响。( 2 ) 结合某电厂实际生产情况出发，主要从炉膛热强度参数、燃烧器结构及布置、碎渣梁的设置、炉膛出口烟温、炉内设备局部改造、周界风的设置、空气动力场等方面分析对其对锅炉结渣的影响。( 3 ) 根据上面分析及计算得出锅炉结构及设计特性方面造成锅炉结
115、渣的原因主要表现在：1 ) 、炉膛断面热负荷和燃烧器区域热负荷较大；2 ) 、燃烧器的高宽比较大；3 ) 、燃烧器大角度下摆时间长；4 ) 、碎渣梁设计不合理；5 ) 、炉内局部改造产生新的结渣源；6 ) 、周界风风速设计偏小；7 ) 、空气预热器和炉底密封不严密。8 ) 、空气动力场不够理想。5 2第六章运行工况对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响第六章运行工况对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉炉结渣的影响6 1 运行工况引起结渣的定性分析运行工况对结渣的影响主要是影响炉内温度水平、灰粒所处环境气氛、炉内空气动力场等方面。具体来说有以下一些因素。6 1 1 炉内过量空气系数对
116、结渣的影响过量空气系数不仅关系到运行的经济性，而且对结渣有很大影响。一般认为，炉膛出口处保持过量空气系数为1 1 5 1 2 5 。随着过量空气系数的增加，受热面积灰、结渣的趋势将得到减轻。分析其原因，首先在于当过量空气系数n 增加时，炉膛出口烟温降低，可以减轻对流过热器和再热器积灰、结渣。其次，随着过量空气系数的增加，炉膛壁面处的烟温降低，同时炉膛上的沉积物降低，炉内受热面结渣趋势减少。最后，过量空气系数a 过低容易造成氧量不足，在炉内出现还原性气氛，熔点高的F e 2 0 3 还原为熔点较低的F e O ，从而使灰熔点大大降低，这增加了结渣的可能。因此，在保证经济性的前提下，适当提高过量空
117、气系数将有利于减少结渣的发生。煤粉炉通常在3 - 5 过量氧量下运行，过量氧量低于3 时，过热器处烟气中C O 将显著增加( 如图6 - 1 ) ，导致灰熔融性和粘度明显降低，增大沾污结渣的危险性【2 0 】。E度拦8t 1 1 1 1 压图6 - 1煤粉炉内0 2 与C O 的关系6 1 2 炉内温度对锅炉结渣的影响炉内的温度对结渣的影响是多方面的：( 1 ) 炉内温度水平高，将使煤中一些易挥发碱性氧化物汽化或者升华，使碱金属化合物在受热面上凝结。碱金属氧化物汽化温度一般在1 4 0 0 0 C 以上，而凝结温度在1 0 0 0 1 1 0 0 0 C 。碱金属直接凝结在受热面上会形成致密的
118、强粘结灰。5 3华南理工大学工程硕士学位论文( 2 ) 当烟气温度较高且管壁温度也高时，可以在初始灰层中形成产生低熔点复合硫酸盐反映的条件，并使含有碱金属化合物的积灰外表层粘结性增强，加速积灰过程的发展。( 3 ) 含碱金属的高钙褐煤形成的钙化物型积灰，其过程的发展也与烟温有关，当受热面区域烟温在8 5 0 一9 0 0 0 C 时，这种积灰增长最快，并易形成坚硬的灰垢。( 4 ) 烟温增高，煤灰呈熔化或半熔化状态，熔融灰会直接黏在受热面上。研究表明，温度提高，受热面的结渣会呈指数规律上升，对易结渣煤，要严格控制运行温度，如加大运行过量空气系数，增加配风的均匀性，防止局部热负荷过高和产生局部还
119、原性气氛，防止一次风直接冲刷壁面等，必要时可采取降负荷运行。6 1 3 煤粉细度对锅炉结渣的影响【1 5 】蚕脚二I 潮戆1 2 1 1 0誊l 渤第六章运行工况对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响炉膛内的烟气温度以及水冷壁附近的温度工况和介质气氛等都与炉内空气动力特性密切相关。在正常运行工况下，高温的火焰中心应该位于炉膛断面的几何中心处；实际运行中，会由于炉内气流组织不当，造成火焰中心偏移。譬如，前墙布置旋流燃烧器，当气流射程太大时，火焰中心将移向后墙，灰粒子在没有得到足够冷却之前就可能粘附到后墙水冷壁上。另外，熔渣粒子周围的气氛也是影响水冷壁结渣的一个很重要的因素。粗煤粉或高
120、煤风比的火焰撞击在水冷壁上所产生的还原性气氛，会促使水冷壁结渣，尤其是当燃用含F e 2 0 3 较高的煤时。因为在还原性气氛中，灰中熔点较高的F e 2 0 3 被C O 还原成熔点较低的F e O ，而F e O 与S i 0 2 等进一步形成熔点更低的共晶体，有时会使灰熔点下降1 5 0 3 0 0 0 C 。结果增大了结渣的可能性。因此在锅炉运行中，保证风粉分配均匀，防止气流贴壁冲墙，注意燃烧调整保持火焰中心的适当位置，采用合适的过量空气系数避免产生还原性气氛等都是防止结渣的有效措施。6 1 5 一次风对锅炉结渣的影响切向燃烧器室中，由于一次风煤粉气流动量最小，刚性最差，因此一次风射流
121、的偏斜也最厉害。另外，结渣往往是由于一次风煤粉射流贴壁冲墙造成的。所以从避免水冷壁结渣的角度来看，应该尽量减小一次风煤粉射流的偏斜。一次风尽管带粉，但与二次风相比，速度较低，特别是燃用贫煤、无烟煤的燃烧器，对一般不宜选用较高的一次风速，可设置远侧二次风，布置在火焰射流下游侧的水冷壁上，既不影响着火又可降低火焰下游的负压，减少火焰射流两侧压差，增强火焰刚性，提高水冷壁附近氧化性气氛，燃用高挥发份的烟煤，可选取较高的一次风速，并设置周界风，以增加火焰刚性，经计算一般可使一次风刚性提高0 6 1 倍，减小气流偏斜倾向，避免结渣。此外，邻角气流的横向推力的大小与炉内气流的旋转强度，即炉膛四角射流的旋转
122、动量矩有关，其中二次风射流的动量矩是其主要作用的。二次风动量增加，横向推力也增大，致使一次风射流的偏斜加剧。一次风射流本身的动量或者说一次风射流的刚性，是维持气流不偏斜的内在因素。一次风射流动量越大，刚性越强，射流偏斜也就越小。试验和运行实践都证实，增加一次风动量或减少二次风动量，或者说降低二次风与一次风射流的动量比，会减轻一次风射流的偏斜。然而二次风射流动量降低将对燃烧不5 5华南理工大学工程硕士学位论文利。特别是对于大容量切向燃烧煤粉炉，为加强炉内气流的扰动和不使燃烧器高度过高，一般倾向于随着燃烧器热功率的增加，二次风速也适当增大。但一次风速受着火条件的限制，不能相应提高。这样，一、二次射
123、流动量间的差距也随之增大，将使一次风射流的偏斜加剧。所以，对大容量切向燃烧炉室，动量比的选择更应加以重视。6 1 6 四角煤粉浓度对结渣的影响煤粉喷口煤粉量的分配不均必然回造成局部缺氧和热负荷不均、火焰中心偏斜，导致局部结渣发源她的产生，炉膛结渣状况恶化。对同层燃烧器应作到各一次风管内粉量偏差不超过以下数值：中间储仓式制粉系统为5 ，直吹式为1 0 ；同时要求给粉机或排粉机尽量稳定【2 l J 。6 1 7 锅炉运行负荷一般而言，锅炉负荷增高时，炉内温度也相应升高，结渣可能性也就增大。6 1 8 燃烧器运行方式对结渣的影响当燃烧器配风不均，燃烧器缺角或缺对角运行会引起火焰中心偏斜造成结渣；燃烧
124、器下摆或上摆且摆角不合适，灰引起冷灰斗或炉膛上部受热面结渣【1 5 】。6 1 9 同心反切圆技术应用对结渣的影响”】采用同心反切圆技术，一次风将被二次风包裹在炉膛中央，使炉膛中心形成富燃料区域，而在近壁处形成富空气区域的气粉分离，形成“风包粉”，有效地减小一次风冲刷水冷壁而引起炉内结渣现象。但反切角度未控制好，对结渣的控制产生不良影响，特别是气流反旋会导致炉内空气动力场混乱，反而引起结渣危险。6 1 1 0 吹灰对结渣的影响正常投入吹灰器是解决沾污和结渣的有效方法。若吹灰运行不当，其效果未必好，若吹灰周期过长，会产生烧结时间增长，积灰硬度大大增加，结渣积灰速度加快。为了取得较好吹灰效果，应确
125、定最佳吹灰周期。6 2 某电厂锅炉过量空气系数对结渣的影响过量空气系数通过炉膛出口氧量表检测，对某电厂群5 、6 号炉，燃烧优化试验确定氧量应控制在3 5 4 5 。但通过对结渣时段间的跟踪测量发现撑5 炉氧量很不均匀，炉膛出口氧量偏低，只有3 1 5 左右。造成这种情况的原因回转式空气预热器漏风率达到2 2 ，超过设计值1 2 ；另一方面，部分二次风门挡板开度不足，且同层二次风挡板第六章运行工况对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响开度不均等。这就造成炉膛出口氧量分布不均且氧量偏低，而造成炉内局部处于还原性气氛，增加局部结渣。监测氧量如下表6 1 。表6 - 1监测氧量值机组测量
126、点撑5拍左侧l2 53 6氧量22 23 433 13 5( )平均值2 63 5 0右侧12 43 8氧量24 53 434 23 6( )平均值3 73 6总氧量均值3 1 53 5 56 3 某电厂锅炉四角配风不合理对结渣的影响6 3 1 四角煤粉浓度不均匀风粉分配不均匀主要是以下两种情况：( 1 ) 分配到各个喷嘴的风量与粉量不等，导致各燃烧器风粉比例失调。( 2 ) 同一喷嘴的横截面上煤粉浓度和颗粒分布不等，引起局部缺氧、着火困难、燃烧不稳定、喷口局部烧坏、炉内局部结渣和锅炉效率降低等现象。煤粉喷口煤粉量的分配不均必然会造成局部缺氧和热负荷不均、火焰中心偏斜，导致局部结渣发源地的产生
127、，炉膛结渣状况恶化。电厂习惯采用给水调压的同时采用投停给粉机的方式来配合调节煤水比调节汽温，而在停给粉机的同时不停风，导致该风管风量增大，使风粉分配严重不均；另外，由于给粉机的调节性能不佳，会产生即使给粉机在同一转速，下粉量也会相差很大，从而产生粉量分配不均。同时粉位过低、磨煤机出口温度偏低、粉仓散热量大等因素导致粉仓内产生煤粉结块和搭桥等，也会使给粉机下粉不均，引起粉量分配不均。还有没有合适的管道内一次风速和煤粉浓度的监测手段也是原因之一。造成同一喷嘴内煤粉浓度和颗粒度在横截面分布不均的问题，主要是由于煤粉在管道内的流动特性所决定【3 s 】。因此，对同层燃烧器应作到各一次风管内粉量偏差不超
128、过以下数值：中间储仓式制粉系统为士5 ，同时要求给粉机或排粉机尽量稳定；华南理工大学工程硕士学位论文6 3 2 四角一次风配风不均匀左闺一震右左2( a )_ I 舌32( b )后右( c )( d )( a ) 第l 角风速降低；( b ) 第1 ，2 角风速降低( c ) 第1 、3 角风速降低；( d ) 第1 角上翘图6 - 3四角分布不均对气流工况的影响四角配风不均匀，引起射流偏转，火焰贴壁，造成结渣。四角配风不均，引起射流偏转主要原因在于相邻两角射流动量间的相互作用，既取决于每股射流动量大小，又取决于两股射流的作用点。当l 角风速偏低时，将导致1 角和3 角射流偏转加大，形成冲击
129、两侧墙的两股气流，特别是因该角射流动量小而火焰偏斜严重：当相邻第l 、2 角射流风速较低时，致使前后墙可能受到火焰冲刷，火焰偏向前墙的可能性较大；当l 、3 对角风速降低时，可能使两侧墙受到火焰冲刷；当1 角直流燃烧器安装上翘时，结果是可能形成燃烧器上部火焰帖后墙，下部火焰中心偏向右侧。四角分布不均时对气流工况的影响如图1 1 5 1 6 - 3 。因此，在正常运行和变负荷运行中，应力求保持四角气流动量相等，即变负荷时，应同时改变四角风速或同时关掉、增加一层燃烧器。6 3 3 一、二次风动量变化的影响燃烧器出口风速增加时炉内实际切圆直径减小；一、二次风动量变化，炉内实际切圆直径也将随之而变化，
130、如果同时增加四角一次风量，保持二次风量不变，则一次风实5 8第六章运行工况对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响际切圆直径随其动量的增加而减小，同时，与一次风喷口相邻的二次风将动量传给一次风，使其偏转减小；当二次风的动量同时增大时，由于上游来的旋转气流动量增大，实际切圆反而加大。根据试验结果知道，改变一、二次风风速和风量，对一次风风量偏转有较大影响，从而造成结渣【阍。一、二次风量对一次风切圆直径的影响如图6 - 4 。Oo0O 3导0 2O 1O一次风动量增大倍数二次风动量增大倍数( a )( b )图6 - 4一、二次风量对一次风实际切圆的影响6 4 某电厂锅炉燃烧器的运行方式对
131、结渣的影响6 4 1 燃烧器上下摆动时对煤粉流动和结渣的影响利用燃烧器摆动来调节过热和再热汽温，虽然有其有利的一面，经研究燃烧器喷嘴由水平向下摆动1 5 0 时，炉膛出口烟气温度降低3 8 - 4 0 0 C ，蒸汽温度变化1 2 1 5 0 c ：喷嘴由水平向上摆动1 5 0 ，炉膛出口烟气温度升高6 0 7 0 0 C ，而过热汽温变化1 4 1 8 0 C 。通过摆动燃烧器摆角调节汽温，可以避免或减少减温水量，提高电厂热经济性。但燃烧器摆动也有其不利的一面，燃烧器下摆时对炉内空气动力场的影响表现为使炉内实际切圆直径增加，实测结果如图6 5 ；燃烧器上下摆动时对炉膛出口烟温扭转残余的影响如
132、图6 - 6 ，下摆和水平布置时，炉膛出口残余扭转较大，随着燃烧器不断上摆，炉膛出口残余扭转减小；燃烧器不同摆角，对一次风射流流动轨迹的影响如图【1 5 1 6 7 。0 8捌O 6墨0 , 4智- 一冷炉I o o M C R- - - A m 冷幔试验。象下攉图6 52 5 5 口水巾4 曩角燃烧器摆动角度对实际切圆直径的影响华南理工大学工程硕士学位论文( 表示壁面沉积量占总送入跟踪量的百分比)( a ) 燃烧器水平时( b ) 燃烧器大角度下摆时图6 8冷模跟踪冷灰斗内壁面沉积量试验结果2 ) 燃烧器下摆时，冷灰斗内壁沉积的煤粉颗粒比水平时明显增大，如果各个角摆动角度不同，冷灰斗的沉积量
133、更大。冷模跟踪试验结果如图 1 5 1 6 - 8 。3 ) 燃烧器下摆后火焰中心，冷灰斗区域温度大幅度提高，当炽热煤粒子在冷灰斗内得不到足够冷却，而直接冲刷冷灰斗壁面时，将导致冷灰斗严重结渣。因此，在运行时，当燃烧器大角度长期下摆时，应密切注意炉内结渣状况，通常偏离正常工况下摆时间过长是不利的。6 4 2 停运部分燃烧器的影响当炉内发生结渣时，有意停用一些二次风喷口，使炉内实际切圆减小，减轻炉内结6 0第六章运行工况对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响渣。特别是对经常结渣的锅炉，当燃烧器高宽比很大时，有意停用燃烧器中问一层或二层二次风，拉开喷口间的距离，改善补气条件，将使炉内切
134、圆直径明显减小，实践已证明，这种方式对结渣防止有利。配风调整时实际切圆直径变化的冷模特性如刚1 5 1 6 9 。温：圈0 尽0 萋：0 0 全送风停用第三层二次风停用第五。层二次风l23456789喷口层数图6 - 9配风调整时实际切圆直径变化( D j x = 8 0 0 m m )6 4 3 燃烧器四角动作不同步电厂燃烧器摆角出现断销情况或长期运行后由于机械磨损和卡涩等原因，燃烧器的4 个角之间会存在固定的角度偏差。当燃烧器摆动角度或4 个角的燃烧器不同步动作时，炉内燃烧工况与设计工况会有偏差，火焰中心偏斜，造成局部结渣。6 5 某电厂锅炉蒸汽吹灰系统的运行对结渣的影响吹灰器故障，导致吹
135、灰失败。由于炉膛短吹灰枪靠近炉前，受到较强的辐射热，对动力电缆影响大，电缆容易老化，绝缘被烧坏，造成部分吹灰枪较长时间不能投入运行。另外，吹灰枪枪头脱落也是导致吹灰失败的原因之一。运行中维修更换的环境太差，无法进行部分电缆检查和枪头更换，而在临修或小修时，该项工作为次要工序，若时间仓促，只有排到大修才能全面处理。在这一段时间内吹灰不全面，而造成炉膛局部结渣。吹灰器的连接法兰漏汽和机械部分卡涩等机械故障导致吹灰器无法正常吹灰，甚至吹坏炉管。运行中吹灰不及时也导致结渣。受热面在结渣的初始阶段，生成的焦呈不连续、疏散状态，若不及时进行吹灰清除，将使受热面的传热系数降低，表面粗糙度增加，导致炉膛温度进
136、一步升高，熔化的煤灰更难冷却，同时粗糙的受热面更容易粘住灰，引起结渣扩展，而且越来越严重。另外，由于电厂引风机的出力有时在机组满负荷己接近最大，这样就限制了炉膛吹灰。机组在持续数天的满负荷运行中，炉膛受热面有时得不到及时6 l华南理工大学工程硕士学位论文的清洁，在很大程度上加剧了炉膛结渣。6 6 某电厂锅炉一次风同心反切圆技术应用对结渣的影响采用同心反切圆技术，一次风将被二次风包裹在炉膛中央，使炉膛中心形成富燃料区域，而在近壁处形成富空气区域的气粉分离，形成“风包粉”，有效地减小一次风冲刷水冷壁而引起炉内结渣现象。但反切角度未控制好，对结渣的控制产生不良影响，特别是气流反旋会导致炉内空气动力场
137、混乱，反而引起结渣危险 3 4 】。某电厂拌5 、6 炉，为了改善炉膛出口的残余扭转，消除高温对流受热面的热偏差，减轻炉内结渣与积灰，对炉内空气动力场进行改造，采用切向燃烧一次风反切系统。在运行过程中，一次风反切对炉膛出口残余扭转的消除和稳定炉内燃烧非常有利。但也出现过结渣现象，在燃烧优化试验确定的反切5 0 的情况下，结渣明显减轻，但出现过燃烧器喷口附近有部分结渣和在一次送风机故障检修导致炉膛严重结渣的情况。6 6 1 送风机故障检修导致炉膛严重结渣2 0 0 2 年中有一次一台送风机B 突然故障须紧急停运检修，此时锅炉运行工况为锅炉减负荷3 0 ，单台送风机运行，炉内部分投油助燃。经检修后
138、，故障送风机恢复运行，锅炉加回负荷运行。此时发现炉膛出口各点烟温和主蒸汽温度等参数与停B 送风机前发生较大变化，冷灰斗捞渣机排出焦渣较前正常工况多，对焦渣分析，发现焦渣内部有未完全燃烧的黑色煤粒状，水冷壁壁温升高，从看火孔可局部观察到水冷壁有结渣，经加强吹灰后不长时间后水冷壁同样又有挂焦现象。通过燃烧调整，锅炉运行工况还是恢复不到原来正常工况。图6 1 0F燃烧器布置示意图第六章运行工况对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响( 1 ) 炉内气流特性判断经过燃烧调整和其它调整工作均未改善上述现象，甚至越来越严重，经全面检查所有相关运行设备，未发现异常，经全面分析后怀疑是炉内切圆气流旋
139、转方向改变，造成炉内气流扭转残余增大，火焰冲刷水冷壁。为了证实，在现场作了简单测试以应证：用一小测振听针，悬挂一块铝皮做的工作牌，从炉前的中部看火孔伸进去，观察铝皮受气流吹动时，铝皮旋转方向由顺时针或逆时针方向摆动；再从炉后的中部的看火孔重复该试验验证，最后证实炉内燃烧切园由逆时针方向转向为顺时针方向。( 2 ) 燃烧切园反转分析由于本锅炉燃烧采用切向燃烧一次风反切系统，从理论上讲一次风反切同时具有稳燃、防结渣和降低N O x 的作用。其反切稳燃机理如图”1 ：由于一次风煤粉气流远离下方水冷壁，减少火炬刷墙的可能性。同时，反切后的一次风将在炉膛中心形成浓煤粉区域，二次风的切园较大，形成“风包粉
140、”，并在炉膛附近形成氧化性气氛，从而减轻了炉内结渣与积灰。图6 - 1 1一次风反切稳燃机理炉内气流在二次风主体旋转气流的作用下呈逆时针方向旋转，炉内气流是否发生旋转方向改变，在一次风反切角一定的情况下，反切气流对主流的作用能力是受反切气流动量流率矩X d e t 与主流动量流率矩X t a n 的比值炉内气流旋转动量矩系数O 决定，即用m 作为判断炉内气流旋转方向变化的准则”】。西计算公式如下：中= 怠= 器瓷=毒( 咖2 ) 专府订嘶( 一t g - 学)I - l。骞( 咖2 ) 吉厅刀s i n ( t g - 鲁)m 、n 为反切、正切布置的喷口总数；p Q ( o 为动量流率；R
141、为正反切射流的假想切园直径；f 为各次风喷I = 1 面积；为各次风喷口速度；a I 、a 2 为反正射流轴线与前墙夹角6 3华南理工大学工程硕士学位论文角度；A 、B 为炉膛宽度和深度。( 规定顺时针方向为负，逆时针为正)炉内气流旋转动量矩系数m 超过某一临界O e r 后，炉内气流旋转会发生反向，炉内气流切园直径发生变化，炉内气流均匀性开始恶化，同时炉膛出I Z l 残余旋转增强。根据相关文献【蚓及经验，对于3 0 0 6 0 0 M W 机组，推荐炉内m O e r = 1 3 5 ，所以气流旋转方向发生改变，变为顺时针方向旋转。即一次风拖曳二次风气流到相反的旋转方向。另一方面，锅炉部分
142、降负荷，减少燃料，一次风粉动量流率相对减少，使得总的反切气流( 一次风) 动量流率矩X d e t 减小。但由于主流动量流率矩X t a n 减小幅度远大于反切气流动量流率矩X d e t 减小幅度。结果在反旋气流惯性作用下最终致使炉内气流维持整体反旋。其炉内颗粒运动轨迹俯视平面投影如卧”】。图6 - 1 2炉内颗粒运动轨迹俯视平面投影图后来故障送风机恢复运行，将二次风逐渐增大恢复到原来风量，同时一次风粉量也逐渐增大，锅炉升负荷到原来工况，由于炉内气流反旋的惯性力作用，增大二次风带来6 4第六章运行工况对某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的影响的主流动量流率矩X t a n 克服不了炉
143、内气流整体反旋。所以直到全部工况都恢复到初始状态时，仍可通过看火孔检测到其气流旋转方向为顺时针方向。( 3 ) 结渣机理由于炉内整体气流反旋，且切园直径加大，造成气流由原来正常工况的“风包粉”转换为煤粉浓度切园增大，二次风跟随一次风运动，甚至导致产生“粉包风”，使煤粉颗粒向水冷壁面撞击的概率增加，同时在壁面附近形成缺氧层，致使煤粒燃尽程度差，灰熔点降低，造成水冷壁结渣和炉底排渣较多。故对焦渣分析，能发现焦渣内部有未完全燃烧的黑色煤粒状。6 6 2 燃烧器喷口变形、结渣某电厂撑5 、6 炉在改造成一次风反切燃烧后，先前燃烧的是煤种2 ，后改烧煤种l ，且一次风温和风压仍保持在原一次风温较高，一次
144、风压较低的情况下，运行不到两天就发现燃烧器附近结渣，燃烧器喷口有烧坏的现象。根据反切稳燃机理知道，一次风进入炉内后速度衰减加快，挥发分和水分析出时间缩短，着火、燃烧提前，采用反切后整个炉膛温度比反切前提高，且炉内温度最高点由反切前炉膛中央附近，向炉膛边缘靠近，温度切圆比反切前增加。由于燃烧煤，煤质好，灰熔点较低，一次风温未及时适当降低，一次风速过低，煤粉气流反吹刚度不够，相对着火更加提前，导致燃烧器喷口附近热负荷快速升高而引起结渣，甚至烧坏燃烧器喷口。6 7 本章小结( 1 ) 本章首先定性的分析了过量空气系数、炉膛温度、煤粉细度、同心反切空气动力场、一次风、四角煤粉浓度、锅炉负荷、燃烧器运行
145、方式、吹灰操作等运行工况对结渣的影响。( 2 ) 结合某电厂实际运行工况即主要从过量空气系数、四角配风、燃烧器运行方式、蒸汽吹灰系统运行、一次风反切圆技术采用等方面对某电厂群5 、群6 号机组炉膛结渣机理进行分析。( 3 ) 通过以上分析得出炉膛结渣的主要原因有：1 ) 、过量空气系数偏低且分布不均匀；2 ) 、配风方式不合理( 四角粉量、动量不均匀) ；3 ) 、燃烧器运行方式不合理( 燃烧器长时间下摆、燃烧器四角不同步动作) ；4 ) 、蒸汽吹灰系统故障和运行中吹灰不及时；华南理工大学工程硕士学位论文5 ) 、一次风反切技术运用中在送风机故障跳闸引起炉内气流旋转反向；6 、一次风温度、风压
146、未及时调整。第七章防止某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的技术措施7 1 减少或防止结渣的可能措施根据结渣机理及其影响因素的分析，对结渣的预防或控制具体方法可从合理的结构设计、优化运行方式、改善入炉煤质结渣特性等方面分析入手，就其目的主要是不使炉温过高、火焰不冲墙、防止熔点降低。7 1 1 合理的锅炉结构和设计( 1 ) 燃烧方式的选择煤质多变、煤质下降，建议采用固态排渣煤粉炉；发热量高、灰分不太大、熔点低的长渣煤和反应能力极低的无烟煤，可采用液态排渣锅炉。( 2 ) 炉膛热负荷的选择综合燃烧特性和结渣特性选取同一标准中热负荷较低值。建议具体按下表选取热负荷值。表7 1炉膛容积热负荷q
147、 v 推荐值方式液态排渣燃料固态排渣开式炉膛半开式炉膛熔渣段( 2 )无烟煤0 1 0 9 - 0 1 4 01 抑1 4 51 抑1 6 90 5 2 3 0 6 9 8贫煤0 1 1 6 - o 1 6 30 1 5 l O 1 8 60 1 6 3 0 1 9 80 5 2 3 - o 6 9 8烟煤( 1 )0 0 9 9 0 1 9 81 ，0 1 8 61 抑1 9 8 0 5 2 3 - o 6 4 0褐煤0 0 9 3 - o 1 5 1油0 2 3 3 - 0 3 4 9 、气0 3 4 9注：1 ) S T s l 3 5 0 的烟煤取下限。2 ) 半开式炉膛取上限。锅炉蒸
148、发量( 抓)2 2 0 2 3 04 0 0 _ 4 1 06 7 01 0 0 02 0 0 0切褐煤、易结渣煤2 1 2 5 62 9 1 3 3 73 2 5 3 7 l3 3 3 7 83 3 3 8 3向( s T 曼1 3 5 0 )燃烟煤2 3 2 2 6 72 7 8 4 0 63 7 l - 4 6 44 3 7 5 24 8 5 6 2烧无烟煤、贫煤2 6 7 3 4 83 0 2 _ 4 5 23 7 1 4 6 4- 4 9 8前墙或对冲燃烧2 2 1 2 7 93 0 2 3 7 23 4 9 - 4 ，0 7油、气4 0 7 4 7 74 1 9 5 2 35 2
149、3 6 1 66 1 2 7 7 97 0 9 8 1 4华南理工大学工程硕士学位论文表7 3不同结渣煤的q a F 、q a v煤灰结渣倾向轻中严重岫( M W m 2 )O 5 5 0 60 5 0 o 5 50 4 5 - o 5 0q R v ( M W m 2 )0 4 1 - o 4 40 3 8 4 10 3 5 0 3 8( 3 ) 炉膛出口烟温选择在炉膛出口不布置屏式过热器的锅炉，炉膛出口烟温T L 稍低于D T ，如S T - D T 1 0 0 0 C ，则T L _ 兰 S T - 1 0 0 ；当缺少可靠灰熔点时T L _ 13 5 0 0 C 。在炉膛出口有布置屏式
150、过热器的锅炉，屏后烟温9 T 5 0 0 C 或_ 1 3 2 时，可采用一对角d j x 大些，另一对角小些的双切圆布置方式。燃烧器喷口加导流板是减小实际切圆直径的有效手段 2 3 1 。偏转角遵循下列规律：B = 0 6 8 9 + 2 8 4 x 3 0 - 2 x C 8 9 33 x 1 0 - 3 x B + 9 5 1 7 x ( B L ) 2 2 0 8式中融一喷口被挡板遮去的长度，【当板长度，c 射流出口速度。( 5 ) 直流燃烧器高宽比的选择燃烧器的高宽比是衡量气流刚性的重要结构特性参数。高宽比越大，气流的刚性越差，越容易偏离设计方向。特别是对容易结渣的煤质，燃烧器的高宽
151、比更为重要。经验第七章防止某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的技术措施证明：m 2 w 2 m l w l _ 6 时，燃烧器的高宽比比较适宜；m 2 w 2 m I W l g 时，燃烧器的高宽比夕比较适宜；m 2 w 2 m l W l 5 2 时，燃烧器的高宽比s 1 2 比较适宜。大容量锅炉燃烧器，要控制合适的高宽比必须分组，且组间必须留有足够的间隙。( 6 ) 燃烧器只数和单只功率的选取随着锅炉容量的提高，燃烧器必须为多层布置。因为单只燃烧器的热功率是有一定限制的。一般情况下，1 0 0 0 t h 的锅炉单只燃烧器热功率约2 3 - - 5 0 M W ：2 0 0 0 t
152、 h 锅炉为4 0 - - 6 5 M W 。在燃用易结渣煤时，应选用较小的燃烧器功率。( 7 ) 卫燃带的敷设确定卫燃带的面积和布置方式要同时考虑稳燃、结渣、锅炉汽温问题。( 8 ) 燃烧器结构改造可设置贴壁风或边界风系统在水冷壁表面形成一层气膜，以降低还原性气氛、固相浓度和烟气温度；设置侧二次风、周界风或一次风采用渐缩式喷口的方法增强一次风刚性【5 1 。( 9 ) 炉内过剩空气系数的控制均等配风与分级配风的合理应用。( 1 0 ) 受热面及炉膛吹灰器的布置受热面的布置主要是合理选取对流受热面的节距( 如图3 1 3 可根据煤种结渣倾向性选取) 和合理选取管材，来减轻灰污沉积。对炉内敷设合
153、适的卫燃带，这都有利防止或减轻结渣。吹灰器是防止炉膛及受热面的结渣恶性循环，提高机组可用率和经济性的有效手段。炉膛及受热面布置吹灰器数量是否足够? 位置是否合理? 吹灰器布置密度是否合理? 等方面与结渣都有密切关系。吹灰器的布置要特别注意结渣部位能否得到有效吹灰。炉膛和冷灰斗易结渣部位应设置必要的观渣孔，并配有平台扶梯，以便运行人员接近和观察炉内结渣、沾污情况。( 1 1 ) 同心反切圆技术的应用【1 5 1同心反切圆分为一次风反切和二次风反切，反切技术应用合理对稳燃和防止结渣有重要意义。应用时应注意合理选取反切角度，防止炉内气流因反切角度不合理而造成混乱，特别是防止气流反旋，这将导致产生“粉
154、包风”，使煤粉颗粒向水冷壁撞击的概率增加，容易结渣。华南理工大学工程硕士学位论文7 1 2 优化运行方式减少结渣( 1 ) 组织合理而良好的炉内空气动力场是防止结渣的前提对于四角切向燃烧煤粉炉，防止火焰中心偏斜或贴边是防止或解决结渣的前提。根据影响气流偏斜的主要因素应采取如下措施来组织合理而良好的炉内空气动力场。1 ) 、合适的一、二次风动量比一般，无烟煤、贫煤m 2 w r t m l w r = 3 _ 4 2 ，烟煤m 2 w f f m lw l = 1 5 3 5 。2 ) 、合理的一次风速综合考虑着火与射流刚性确定合理的风速，并且保证每层四角风速均匀一致。3 ) 、四角煤粉浓度应尽
155、量均匀。4 ) 、配风方式良好根据不同的燃料确定合适的配风方式，注意一、二次风的配比，保证空气与燃料的良好混合。5 ) 、燃烧器投运方式合理严禁燃烧缺角运行；燃烧器摆角对称、合适、同步。6 ) 、炉内火焰充满程度良好，火焰中心适中。( 2 ) 控制合理的运行参数1 ) 、控制合理的炉内过量空气系数在保证经济性的前提下，适当提高过量空气系数将有利于减少结渣的发生。通过燃烧试验确定最佳过剩空气系数，一般认为，运行中过量空气系数可通过氧量计来检测，炉膛出口处保持过量空气系数为1 1 5 1 2 5 。煤粉炉通常在3 - 5 过量氧量下运行，过量氧量低于3 时，过热器处烟气中C O 将显著增加( 如图
156、6 - 1 ) ，导致灰熔融性和粘度明显降低，增大沾污结渣的危险性。应检测氧量及风量测量装置的准确性，发现问题应及时更换氧量表，修改C R T 上的总风量计算及显示模式，为司炉合理控制如炉风量创造条件。2 ) 、对易结渣煤控制好炉内温度水平对易结渣煤，要控制运行温度，如加大运行过量空气系数，增加配风的均匀性，防止贴壁燃烧，必要时可采取高低负荷变化的合理运行方式。3 ) 、控制合适的煤粉细度针对具体的煤种应进行调整试验，以寻求最佳煤粉经济细度。4 ) 、控制合适炉内烟压第七章防止某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的技术措施炉内微正压燃烧对炉内结渣十分有害，运行时炉膛负压一般应控制在3 0
157、 P a 左右。5 ) 、四角煤粉浓度应均匀要求给粉机或给煤机( 直吹式制粉系统) 运行稳定；一次风管内风量要分配均匀。对同层燃烧器应作到各一次风管内粉量偏差不超过以下数值：中间储仓式制粉系统为5 ，直吹式为1 0 ；运行中对风粉均匀性进行检测及合理调节：利用一次风压进行简易检测，如果一次风压测点安装在一次风挡板前，只要各风管一次风压相等，就能保证风粉均匀分配；采用风粉在线检测系统实现一次风量、煤粉浓度的实时监测。6 ) 、控制合理的炉膛出口烟温。( 3 ) 采取合理的运行措施1 ) 、加强吹灰加强吹灰是防止炉内严重结渣的主要手段之一，特别是在B M C R 负荷下，更应加强吹灰。按照规程规定
158、吹灰外，建议在B M C R 工况下，吹灰次数应比日常运行时增加1 2 倍。2 ) 、定期活动和校对燃烧器摆角燃烧器摆角卡涩、断销或不同步，会造成火焰中心偏移，燃烧器区域温度高，易结渣。因此，按规程应定期对摆角全行程摆动，并就地检查燃烧器实际位置，且与集控室D C S 读数对比。3 ) 、加强对风门挡板检查二次风门挡板动作不正常会影响炉内燃烧工况，而造成结渣。对各风门挡板就地检查并与集控室D C S 读数对比。4 ) 、对炉膛结渣情况检查经常通过锅炉看火孔或观渣孔对炉内受热面进行检查，并将各处受热面的沾污程度标记在“锅炉结渣情况表”上，使锅炉操作员了解整个沾污情况，并采取针对措施。5 ) 、合
159、理控制锅炉负荷利用负荷变化来防止结渣，利用昼夜间负荷变化清除结渣，因为负荷变化时炉温变化可使局部的结渣出现膨胀与收缩裂缝，从而有利于结渣的脱落。6 ) 、及时消除漏风运行中发现漏风应采取低负压运行和对泄漏处进行堵塞等办法及时消除。7 ) 、加强燃烧调整7 l华南理工大学工程硕士学位论文炉内温度水平、环境气氛、灰熔点变化均与燃烧有关，所以燃烧调整除保证燃料燃烧的稳定性与经济性外，对于燃用易结渣煤种的锅炉，预防结渣也是其重要内容。燃烧调整中预防结渣的主要方法是：保持适当的过量空气系数和消除漏风，控制火焰中心和防止火焰偏斜。7 1 3 加强热力测试及设备检修( 1 ) 热力测试方面完善测试测点，严格
160、测试标准，总结分析控制方法。比如某6 0 0 M W 机组锅炉经全面对锅炉测试分析 2 2 1 ，总结出比较有效的燃烧分析控制方法：如炉膛出口氧量平均保持3 以上，一次风4 条管带粉后风量偏差小于士5 ，粉量偏差小于4 - 1 0 ，四角二次风量偏差士5 一1 0 内等。有了这些测试优化数据后，对燃烧调整控制结渣提供了强力依据。( 2 ) 设备检修维护加强对风门挡板、燃烧器、吹灰器、制粉系统等进行检修维护，及时清除结渣源。7 1 4 加强燃料管理，改善入炉煤结渣特性( 1 ) 入炉煤洗选降灰对结渣倾向较显著的煤来说，煤灰含量的增加意味入炉总灰量成倍增加，将会明显加剧炉内的沾污结渣速率，经过对原
161、煤洗选降灰后，将减轻锅炉结渣，特别是在煤粉中除去大颗粒的黄铁矿时，炉内结渣将显著减轻。( 2 ) 入炉煤混合掺烧混煤掺烧时混煤灰成分具有明显的非线性，混煤灰熔点变化较大，用神经网络方法预测混煤煤灰熔点效果较好。混煤的结渣特性比单煤更为复杂。动力配煤的目的就是要发挥各组分单煤的特点，克服单煤不适应安全经济的缺点，采用非线性最优配煤技术配制混煤，以实现合理用煤。制定动力配煤的质量标准时应选取的煤质指标主要有：发热量、挥发分、灰分、全硫、水分和煤灰熔融性。掺烧方法有：分层法和堆场掺烧方法所谓分层法是指每一层或每一段( 2 层) 燃烧器中加相同的煤种，而其他层或段加另外一种煤。这种掺烧方法特点是简单方
162、便，运行方式灵活。尤其适用与直吹式制粉系统。其缺点是混合均匀略差，但从燃烧的结果看，这种混合均匀性差并不明显。石洞口第二电厂目前采用的就是此方法。堆场掺烧方法是混合过程较复杂的一种方法，可以在源头堆场混合，也可以在电厂的第七章防l 卜某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的技术措施堆场进行混合。这种掺烧方法特点是混合均匀性好，但是需要专用的混合设备，而且操作繁琐。( 3 ) 防渣添加剂的使用用添加剂来改善炉内灰沉积物的性态，用以减缓燃煤锅炉炉内结渣、腐蚀程度。目前采用的添加剂主要有：铜基( 碱式氯化铜) 添加剂一对煤灰中铁( F e 2 0 3 ) 含量较高( 1 0 - 2 0 ) 时，
163、才有显著减轻锅炉结渣倾向。钙镁基添加剂一在降低炉膛水冷壁和过热器受热面沾污有一定作用，特别是用于燃油锅炉，作用显著。助熔添加剂一大多数酸性煤灰来说，只有加入碱性成分才有助熔效果。在大型燃煤锅炉中，为将添加剂直接喷注于炉膛水冷壁和过热器上，需要一套系统将其做成溶液、浆体或粉状物料，才能有控制地注入到需要的区域。水和空气吹灰器经适当修改后，是将添加剂喷涂到炉管上去的一种可能的途径。当然需注意到颗粒或浆状添加剂不致严重冲刷和冲蚀邻近的炉管。7 2 减轻或防止某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的技术措施根据前面对某电厂1 0 2 5 t h 锅炉结渣影响因素的分析知道，引起锅炉结渣的主要原因在
164、于锅炉设计特性和运行工况两方面，结合7 1 节减轻或防止结渣的可能措施与某电厂实际，从合理的锅炉结构改造和优化运行方式等方面提出减少或防止锅炉结渣和积灰的技术措施。7 2 1 对某电厂锅炉结构合理改造( 1 ) 燃烧器摆动角度改造燃烧器大角度下摆动运行，由于切圆直径明显增大，会产生冷灰斗严重结渣，本燃烧器设计摆角为上下1 5 0 ，主要是考虑调节再热汽温，但下摆时间较长，灰造成冷灰斗结渣。因此现已取消摆角，汽温调节主要采用烟气挡板调节再热汽温。( 2 ) 水封槽上碎渣梁的改造由于碎渣梁的存在长期造成锅炉水封槽上冷灰斗结渣，且每班要靠人工用钢钎打焦，将焦渣拥入水封中，在打焦时用喷水将红焦淋灭，这
165、样既危险又影响生产。后来经厂家同意，先取消捞渣机上方的中间那一条工字钢梁，使焦渣顺利进入水中，受冷破裂后经捞渣机捞出。这样，捞渣机上方结渣的次数明显减少，且对捞渣机的工作影响不大。华南理工大学工程硕士学位论文运行一段时问后，经充分论证可以全部取消工字钢梁，实践证明是可行的。经改造后再也没出现人工对冷灰斗打焦的情况，捞渣机工作也正常。( 3 ) 炉内设备改造面处理光滑水冷壁与混合器焊接连接处和水冷壁高温喷涂的地方尽量处理成光滑面，避免局部设备改造造成新的结渣源。( 4 ) 对回转式空气预热器密封系统检修与改造，降低空气预热器的漏风系数。7 2 2 某电厂锅炉炉内空气动力场改造由于某电厂两台1 0
166、 2 5 t h 锅炉运行初期煤质较差，出现结渣严重和炉膛出口残余扭转大的问题，曾将部分二次风改造为反切，运行一段时间后发现残余扭转大的问题并未有大的改善效果。所以后改造成现运行模式采用一次风同心反切圆燃烧系统。通过这种改造后，炉膛出口残余扭转得到大的改善，炉膛出口左右烟温和过热器出口左右汽温偏差均在设计范围内；炉膛结渣问题也得到了及大的改善。图7 - 1改造前燃烧器的布置7 4第七章防止某电厂1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的技术措施图7 - 2改造后燃烧器布置( 撑5 炉)图7 - 3改造后燃烧器布置( 拍炉)一次风同心反切系统的防渣原理，是着眼于通过反切一定角度后炉内气流实际切圆和煤
167、粉浓度切圆减小及靠近水冷壁处为富氧区两个方面。对于一次风反切系统，对一次风风速、风率及反切角度要求较严格，需经过优化燃烧试验确定，否则炉内气流混乱，甚至气流反旋，造成炉内结渣、腐蚀和火焰冲墙，同时采用该系统也是消除炉膛出口气流扭转残余，降低水平烟道内左右侧烟气温度偏差的有效手段。因此反切角度应综合考虑确定。7 5华南理工大学工程硕士学位论文某电厂1 0 2 5 t h a 锅炉经综合考虑结渣、扭转残余，通过优化燃烧试验确定有以下两种方案，入图7 2 、7 3 。对比撑5 、群6 炉改造前后的区别是：# 5 炉是维持原设计的一次风假想切圆直径0 7 3 1 不变，将二次风假想切圆直径从0 1 1
168、 8 2 改变为0 8 2 8 ；一次风反切5 0 即顺时针旋转，二次风维持逆时针旋转。拌6 炉是维持原设计的二次风假想切圆直径0 1 1 8 2 不变，逆时针旋转；将一次风反切5 0 ，顺时针旋转，假想切圆直径从0 0 7 3 1 变0 0 3 7 4 。通过对两炉的实际运行监测，两炉炉膛出口扭转残余都在控制范围内，扭转残余得到极大改善；从稳燃情况来看，对烧差煤质煤稳燃更好；# 6 炉膛结渣情况撑5 比群6 炉结渣的机会较大，特别是群5 出现过一次一台送风机故障抢修后发现炉膛严重结渣现象，根据上文的分析是由于瞬间一次风旋转动量矩大大超过二次风，造成炉内气流旋转反向，火焰帖壁造成结渣。而群6
169、出现这种反旋的情况是不会存在的。因为在同样极限工况下，群6 炉的炉内气流旋转动量矩系数币为：妒正常=! 墅竺叠：( 1 + 6 9 x 0 2 7 ) x 2 9 x 1 8 7( o Q w R ) m6 9 0 5 4 4 3 5 9 1= 0 1 6 4妒故障269x054x055x43x055x曼9-12 0 5 5由此可知：撑6 炉在任何情况下都不会气流整体反旋。7 2 3 优化某电厂锅炉运行方式减轻结渣( 1 ) 控制合理的炉内过量空气系数一般认为，炉膛出口处保持过量空气系数为1 1 5 1 2 5 。过量空气系数通过炉膛出口氧量表检测，对某电厂群5 、6 号炉，燃烧优化试验确定氧
170、量应控制在3 5 一5 ，且应分布均匀，炉膛出口不存在烟气含氧量小于3 的区域。( 2 ) 四角配风合理四角粉量分配均匀。电厂习惯采用给水调压的同时采用投停给粉机的方式来配合调节煤水比调节汽温，而在停给粉机的同时不停风，导致该风管风量增大，使风粉分配严重不均；另外，由于给粉机的调节性能不佳，会产生即使给粉机在同一转速，下粉量也会相差很大，从而产生粉量分配不均。同时粉位过低、磨煤机出口温度偏低、粉仓散热量大等因素导致粉仓内产生煤粉结块和搭桥等，也会使给粉机下粉不均，引起粉量分配不均。还有没有合适的管道内一次风速和煤粉浓度的监测手段也是原因之一。因此，对同层燃烧器应作到各一次风管内粉量偏差不超过以
171、下数值：中间储仓式制粉系统为主5 ，同时要求给粉机或排粉机尽量稳定；四角一次风量分配均匀。调整各一次风门开度，使进入炉膛同层四角一次风速、风7 6第七章防止某电厂1 0 2 5 t h a 煤粉锅炉结渣的技术措施压呈对称分布，冷风试验的风量平衡在士2 范围。在正常运行和变负荷运行中，应力求保持四角气流动量相等，即变负荷时，应同时改变四角风速或同时关掉、增加一层燃烧器。四角二次风配风合理。当二次风的动量同时增大时，由于上游来的旋转气流动量增大，实际切圆反而加大。根据试验结果知道，改变二次风风速和风量，对一次风风量偏转有较大影响，从而造成结渣。二次风量对一次风切圆直径的影响如图7 - 4 。00二
172、次风动苴坦大倍数图7 - 4二次风量对一次风实际切圆的影响对锅炉进行燃烧工况试验摸索，将二次风的配风工况调整为“正宝塔”配风型式。四角燃烧器的二次风量平衡在士5 - - 1 0 内，且各风门挡板动作的高度偏差应在士6 5 m m 。运行中加强对风门挡板的检查，并与集控室D C S 读数进行对比。控制合适的一次风温和风速。根据煤种的变化控制合适的风温和风压，避免着火提前更早，烧坏燃烧器喷口或引起喷口附近结渣。( 3 ) 采取合理的燃烧器运行方式当炉内发生结渣时，有意停用一些二次风喷口，使炉内实际切圆减小，减轻炉内结渣。特别是对经常结渣的锅炉，当燃烧器高宽比很大时，有意停用燃烧器中间一层或二层二次
173、风，拉开喷口闻的距离，改善补气条件，将使炉内切圆直径明显减小，实践已证明，这种方式对结渣防止有利。配风调整时实际切圆直径变化的冷模特性如图7 5 。鼎 删圄譬智罂喷口层数图7 - 5配风调整时实际切圆直径变化( D j x = 8 0 0 m m )华南理工大学工程硕士学位论文电厂实际运行中，采用停用第4 层二次风，来进行燃烧器分组，改善补气条件，减轻气流偏斜，从而减轻结渣。电厂燃烧器摆角出现断销情况或长期运行后由于机械磨损和卡涩等原因，燃烧器的4 个角之间会存在固定的角度偏差。当燃烧器摆动角度或4 个角的燃烧器不同步动作时，炉内燃烧工况与设计工况会有偏差，火焰中心偏斜，造成局部结渣。另外由于
174、升降负荷，燃烧器缺角或缺对角运行时，炉内火焰中心也会发生偏斜。因此一般可参考以下原则嗍：1 ) 、只有在为了稳定燃烧以适应锅炉负荷需要和保证锅炉参数的情况下才停用燃烧器：2 ) 、停上投下，可降低火焰中心位置，以利燃烧：3 1 、四角布置的燃烧方式，宜分层停用；必要时可对角停用，定时切换，以利于水冷壁的均匀受热；此外不应将一个角的燃烧器全部停用；4 1 、对燃烧器需要切换时，应先投入备用的，以防止中断或减弱燃烧；5 ) 、在投停或切换燃烧器时，必须全面考虑其对燃烧、汽温等方面的影响，不可随意进行切换。6 ) 、在投、停燃烧器或改变燃烧器的负荷过程中，应同时注意风量与粉量的配合。对于停用的燃烧器
175、，要通入少量的空气进行清扫和冷却，以保证喷口的安全。( 4 ) 加强吹灰器的运行与维修管理加强炉膛吹灰，有利于阻止结渣的发展，避免大焦块的形成和恶性发展。频繁吹灰的负面影响是减低机组效率和加重炉膛水冷壁管的吹损，影响锅炉安全运行，因此应根据实际确定最佳吹灰周期。为了保证吹灰效果，必须考虑下列因素伫7 l 【3 5 】：1 ) 、机械部件制造和安装质量的验收应重视；2 ) 、暖管疏水和暖管要重视；3 ) 、要加强吹灰器的缺陷管理和维修管理，保证吹灰器的可用率在9 2 以上；4 ) 、吹灰系统应加装分路隔绝阀，以便对个别吹灰器的缺陷进行维修，不至于影响整体吹灰；5 ) 、运行和检修人员要加强吹灰器
176、的现场检查，发现吹灰枪卡在炉内要及时退出，避免发生吹坏炉管。( 5 ) 降低分离器入口温度设定值由于该直流锅炉设计断面热负荷较高，如果水冷壁结渣，热负荷会更高。尽量增加水冷壁吸热有助于降低热负荷口7 2 1 。直流锅炉在条件许可下，适当增加给水量，降低中第七章防止某电厂1 0 2 5 t h a 煤粉锅炉结渣的技术措施间点温度设定值，对减少结渣是有利的。该锅炉原中间点温度设计值3 6 5 0 C ，报警值为3 8 0 0 C ，在实际运行中可以降低到3 6 0 0 C ，证明有助于防止结渣。( 6 ) 合理控制锅炉负荷利用负荷变化来防止结渣，利用昼夜间负荷变化清除结渣，因为负荷变化时炉温变化可
177、使局部的结渣出现膨胀与收缩裂缝，从而有利于结渣的脱落。( 7 ) 控制合适炉内烟压、及时消除漏风运行中发现漏风应采取低负压运行和对泄漏处进行堵塞等办法及时消除。炉内微正压燃烧对炉内结渣十分有害，运行时炉膛负压一般应控制在3 0 P a 左右。( 8 ) 加强燃料管理，进行制粉系统的优化运行将煤粉细度控制在一定范围内，贫煤R 9 0 z J = 1 0 1 4 ，烟煤R 9 0 列= 2 5 3 0 ；利用煤粉分配器使风粉均匀分布，在运行中加强风粉均匀性监测和调节。7 2 4 加强设备检查维护及热力测试( 1 ) 加强对风门挡板、燃烧器、吹灰器等定期检查维护二次风门挡板动作不正常会影响炉内燃烧工
178、况，而造成结渣。对各风门挡板就地检查并与集控室D C S 读数对比；保持吹灰器的可靠运行；加强对风门挡板、燃烧器、吹灰器、制粉系统等进行检修维护，及时清除结渣源。( 2 ) 对炉膛结渣情况检查经常通过锅炉看火孔或观渣孔对炉内受热面进行检查，并将各处受热面的沾污程度标记在“锅炉结渣情况表”上，使锅炉操作员了解整个沾污情况，并采取针对措施。根据减温水量及炉膛出口温度的变化分析炉内结渣情况。( 3 ) 加强热力测试完善测试测点，严格测试标准，总结分析控制方法。根据煤粉取样结果，对煤粉细度达不到要求的磨煤机及时进行调整，搞好煤的取样分析。7 3 本章小结本章主要从结渣机理及影响结渣的因素出发分析得出减
179、轻或防止结渣的可能措施，再结合某电厂生产实际出发指出减轻或防止某1 0 2 5 t h 煤粉锅炉结渣的具体措施。( 1 ) 减轻或防止结渣的可能措施从以下几方面考虑：1 ) 、从结渣的形成过程及结渣强度这方面来看：把初始沉积物去除掉，可以大大减轻结渣，运行中应充分发挥吹灰装置的作用。华南理工大学工程硕士学位论文2 ) 、从炉内煤质的结渣特性来看：加强燃料管理，改善进入炉内煤质的结渣特性，也是防止结渣的有效方法。实际电力生产中采用的方法有：对燃煤洗选降灰；对易结渣煤采用混合掺烧、加入防渣添加剂等。3 ) 、从锅炉设计特性来看：采用合理的锅炉结构和设计方法。综合考虑结渣特性和燃烧特性及负荷的要求，
180、选取同一标准中的热负荷、炉膛出口烟温较低值，合理选择和布置燃烧器( 假想切圆直径、高宽比、支数及单支功率、配风、一二次风反切技术) 、受热面及吹灰器布置合理，同时注意耐火材料的选择和炉管表面处理的合理性。4 ) 、从运行工况对结渣的影响来看：优化运行方式减轻结渣。组织合理而良好的炉内空气动力场：合理的一、二次风动量比；合理的一次风速；四角煤粉浓度均匀；良好的配风方式；合理的燃烧器投运方式；火焰充满度良好，火焰中心适中。控制合理的运行参数：控制合理的过剩空气系数；控制合理的炉膛温度；控制合适的煤粉细度；控制合理的炉内烟压；控制四角煤粉浓度尽量均匀；控制合适的炉膛出口烟温。合理的运行措施：加强吹灰
181、；定期活动和校对燃烧器摆角；加强对结渣情况的监视和检查；合理利用负荷变化除渣；及时消除漏风；加强燃烧调整。加强热力测试和设备维护。( 2 ) 结合某电厂生产实际，提出减轻或防止结渣的技术措施如下：1 ) 、结构合理改造：燃烧器摆动角度改造、水封槽上碎渣梁的改造、炉内设备改造面处理光滑、对回转式空气预热器密封系统检修与改造。2 ) 、空气动力场改造：采用合理的反切一次风燃烧系统。3 ) 、优化运行方式：控制合理的炉内过量空气系数；四角配风合理；采取合理的燃烧器运行方式；加强吹灰器的运行与维修管理；降低分离器入口温度设定值；合理控制锅炉负荷；控制合适炉内烟压、及时消除漏风；加强燃料管理，进行制粉系
182、统的优化运行。4 ) 、设备检查维护及热力测试：加强对风门挡板、燃烧器、吹灰器等定期检查维护；对炉膛结渣情况检查；加强热力测试。8 0结论结论主要结论本文主要从切向燃烧煤粉锅炉结渣机理理论研究入手，结合某电厂1 0 2 5 t h 直流煤粉锅炉结渣的实际情况，较详细的分析了煤质特性、锅炉设计特性、运行工况等对某电厂1 0 2 5 t h 直流煤粉锅炉结渣的影响，由此得出如下结论：( 1 ) 某电厂1 0 2 5 t h 直流煤粉锅炉的结渣主要原因不是煤质特性引起，而是锅炉设计特性和运行工况引起的结渣。( 2 ) 锅炉设计特性对结渣的影响主要有：燃烧器的高宽比较大、碎渣梁设计不合理、炉内局部改造
183、产生新的结渣源、周界风风速设计偏小、空气预热器和炉底密封不严密等，根据这些影响因素，主要应采取如下结构改造措施：1 ) 、取消燃烧器摆角，设置烟气挡板调节汽温；2 ) 、取消水封槽上碎渣梁：3 ) 、炉内受热面改造后进行光滑处理；4 ) 、对回转式空气预热器坚强密封系统维护：5 ) 、炉内空气动力场改造，采用一次风反切圆燃烧系统，从根本上减轻结渣和炉膛出口扭转残余。( 3 ) 运行工况对结渣的影响主要有：过量空气系数偏低且分布不均匀；配风方式不合理( 四角粉量、动量不均匀) ；燃烧器运行方式不合理( 燃烧器长时间下摆、燃烧器四角不同步动作) ；蒸汽吹灰系统故障和运行中吹灰不及时；一次风反切技术
184、运用中气流旋转反向；一次风温度、风压未及时调整等。根据这些影响因素，进行运行方式优化，主要应采取如下措旌：1 ) 、控制合理的炉内过量空气系数：对某电厂拌5 、6 号炉，燃烧优化试验确定氧量应控制在3 5 哆扣_ 4 5 ，且应分布均匀，炉膛出口不存在烟气含氧量小于3 的区域；2 ) 、四角配风合理：四角粉量均匀：对同层燃烧器应作到各一次风管内粉量偏差不超过以下数值：中间储仓式制粉系统为士5 ，同时要求给粉机或排粉机尽量稳定。四角一次风分配合理：调整各一次风门开度，使进入炉膛同层四角一次风风速、风压呈对称分布，冷风试验的风量平衡在士2 范围；在正常运行和变负荷运行中，应力求保持四角气流动量相等
185、，即变负荷时，应同时改变四角风速或同时关掉、增加一层燃8 l华南理工大学工程硕士学位论文烧器；根据煤种的变化控制合适的风温和风压，避免着火提前更早，烧坏燃烧器喷口或引起喷口附近结渣。四角二次风配风合理：对锅炉进行燃烧工况试验摸索，将二次风的配风工况调整为“正宝塔，配风型式。四角燃烧器的二次风量平衡在士5 一1 0 内，且各风门挡板动作的高度偏差应在士6 5 m m 。运行中加强对风门挡板的检查，并与集控室D C S 读数进行对比；3 ) 、合理的燃烧器运行方式：电厂实际运行中，采用停用第4 层二次风，来进行燃烧器分组，改善补气条件，减轻气流偏斜，从而减轻结渣。对燃烧器的投停应遵守一定的原则；4
186、 ) 、加强吹灰器的运行与维修管理；5 ) 、降低分离器入口温度设定值；6 ) 、合理利用负荷变化除渣；7 ) 、控制合适炉内烟压、及时消除漏风；8 ) 、加强燃料管理，进行制粉系统的优化运行；9 ) 、加强设备检查维护及热力测试。存在的问题( 1 ) 锅炉结渣存在不可杜绝性：结渣是煤粉炉中熔融的结渣粘结在受热面上的一种现象，由于锅炉结渣产生的原因综错复杂，结渣本身是一个十分复杂的物理化学过程，使得我们只能设法减轻结渣，而不能从根本上杜绝结渣情况的发生。( 2 ) 锅炉设计本身的不合理性：由于锅炉设计时更大的考虑锅炉的效率问题，而锅炉的结渣问题没有得到相应的重视，所以综合各因素在内，锅炉设计本
187、身不是很合理，比如炉膛的矮胖型等。这是没法做进一步的改进的。( 3 ) 由于锅炉结渣机理是十分复杂的物理化学过程，作为一种尝试，对锅炉结渣情况进行了预测与监测等方面还存在许多不成熟的地方，考虑的因素和角度还不是很周到。( 4 ) 论文中对结渣影响因素分析，主要采用单一变量分析法，由于结渣受诸多因素同时作用，对单一变量分析出的结论有可能有偏差，在实际应用中应进行方案优化。( 5 ) 论文中的有关计算主要利用设计参数或某运行工况数据，这会造成计算结果与实际运行有可能出现偏差，应多现场试验论证或多次实测，从而修正有些方案。结论进一步的工作本课题的研究，针对某电厂燃煤特性和运行条件，在综合电厂的试验和
188、现场运行结果基础上，通过理论分析、计算和实际测试，最终建立一套减轻或防止炉内结渣的技术方案。当然，要更加深入认识锅炉的结渣特性，从优化燃烧的角度，还需要做大量细致的工作，除了日常的燃烧设备效率、性能试验外，还需要做风粉均衡等方面的校准，还要加强炉膛出口烟气氧量及温度分布的测试分析。特别是空气动力场改造成一次风反切燃烧系统后出现的特殊气流反旋或混乱引起的结渣问题，更应该优化设计、冷态和热态试验，从而确定最优反切方案。此外，随着现代科学技术，特别是计算机控制技术的飞速发展，锅炉燃烧系统将实现在线数据采集，在线分析，在线控制等功能一体化，锅炉结渣预防与控制也将有望实现全程自动化。华南理工大学工程硕士
189、学位论文参考文献【1 】岑可法锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算 M 】，杭州：浙江大学出版社，1 9 9 4【2 】罗永浩大型燃煤电站锅炉若干重大问题的原因分析及改进措施 J 】锅炉技术，1 9 9 9 3 0 ( 2 ) ：1 - 6【3 】钱诗智基于模糊神经网络的煤灰结渣预报【J 】，自然科学进展，1 9 9 7 3 ( 2 4 5 2 4 9 )【4 】许尧电站煤粉锅炉结渣、积灰监测的研究华北电力大学( 北京) ( 硕士论文) 2 0 0 1 ，( 1 ) ：1 5 1 7 5 】阎维平，梁秀俊，周健，叶学民，郑占国3 0 0 M W 燃煤电厂锅炉积灰结渣计算机在线
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191、 n a lj o i n tp o w e rg e n e r a t i o nc o n f e r e n c e de x p o s i t i o na n dt h ei n t e r n a t i o n a lc o n f e r e n c eo np o w e re n g i n e e r i n g J u l y2 5 2 8 ，1 9 9 9 ，U S A【8 】D u a n eH i l l G o i n gf o rac l e a ns w e e p P o w e rE n g i n e e r i n gI n t e r n a
192、t i o n a l ，1 9 9 8 9 】9L e v e f tFE ，R o b i n s o nJC ，B a r r e t tSA ，e ta 1 S l a gd e p o s i t i o nm o n i t o rf o rb o i l e rp e r f o r m a n c ee n h a n c e m e n t I S AT r a n s a c t i o n s ，1 9 9 8 ，2 7 ( 3 )【1 0 】W i g n j o s a p u t r oA ，K a m i n s k iT U s eo ft h en o v e
193、 lb o i l e rd i a g n o s i ss y s t e mf o rc l e a n i n gh e a t i n gs u r f a c ea c c o r d i n gt ot h eo p e r a t i o nr e q u i r e m e n t si nS t a u d i n g e r5P o w e rP l a n t I n ：P o w e r - G e nA s i a 9 5C o n f e r e c eP a p e r s ( V 0 1 2 、S i n g a p o r e ：T i m sC o n f
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203、况( 只填写与学位论文内容相关的部分) ：序作者题疆发表刊物发表的卷相当于学被索引收期、年、位论文的号( 级别)录情况月、页码哪一部分程绍兵大容量锅炉高温受2 0 0 4 2l热弱超温失效原因广东电力第三章谭昌友( 3 8 4 1 )及对策程绍兵1 0 2 5t h 直流锅炉2朱飙送风机故障检修导锅炉制造2 0 0 6 3致炉膛结焦的分析( 1 3 一1 5 )第六章冯国强与处理注：在“发表的卷期、年月、页码”栏：l 如果论文已发表，请填写发表的卷期、年月、页码；2 如果论文己被接受，填写将要发表的卷期、年月；3 以上都不是，请据实填写“已投稿”，“拟投稿”。不够请另加页。二、与学位内容相关的
204、其它成果( 包括专利、著作、获奖项目等)华南理工大学工程硕士学位论文致谢本文的研究工作是在导师马晓茜教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。从课题的选定，到文章的撰写和修改，马老师倾注了大量的时间和精力，给予了耐心的指导。马老师渊博的学识、严谨的治学态度、乐观豁达的人生观和学术上的创新精神深深的感染了我，将令我终生受益。在此，我衷心地感谢马老师三年以来对我学习的谆谆教诲和工作的悉心指导! 向马老师致以最崇高的敬意! !在论文的创作过程中，得到了校外导师梁群华高级工程师在生产技术方面的悉心指导，在此向梁群华高级工程师致以最衷心的感谢! 感谢黄埔电厂锅炉专工冯国强技师在现场资料收集方面的大力帮助和技术支
205、持!衷心地感谢华南理工大学电力学院热力系的杨泽亮教授、梁平副教授、刘金平副教授、楼波副教授、张春雨博士、廖艳芬博士以及华南理工大学的其他老师在工程硕士阶段对我的教导和培养!最后，衷心地感谢所有关心、支持和帮助我的老师、同学、朋友18 8程绍兵2 0 0 6 1 0 1 51025t/h煤粉锅炉结渣机理及防止对策研究1025t/h煤粉锅炉结渣机理及防止对策研究作者：程绍兵学位授予单位：华南理工大学 参考文献(49条)参考文献(49条)1.岑可法 锅炉和热交换器的积灰、结渣、磨损和腐蚀的防止原理与计算 19942.罗永浩 大型燃煤电站锅炉若干重大问题的原因分析及改进措施 1999(02)3.钱诗智
206、.陆继东.宋锦海 基于模糊神经网络的煤灰结渣预报期刊论文-自然科学进展 1997(2)4.许尧 电站煤粉锅炉结渣、积灰监测的研究学位论文硕士 20015.阎维平.梁秀俊.周健.叶学民.郑占国 300MW燃煤电厂锅炉积灰结渣计算机在线监测与优化吹灰期刊论文-中国电机工程学报 2000(9)6.刘革辉.郑楚光.刘迎晖 电站用煤结渣预报的自适应模糊神经网络方法期刊论文-华中理工大学学报 2000(3)7.Richard E Thompson.Tom C Fang A fouling monitor alarm toprevent forced outages 19998.Duane Hill Goi
207、ng for a clean sweep 19989.Levert E.Robinson J C.Barrett S A Slag deposition monitor for boiler performance enhancement1998(03)10.Wignjosaputro A.Kaminski T Use of the novel boiler diagnosis system for cleaning heating surfaceaccording to the operation requirements in Staudinger 5 Power Plant 199511
208、.Hechi Nielsen R Theory of the back propagation neural network 1989(01)12.黄埔电厂运行规程和运行图册.黄埔电厂受控文件 199513.孙亦.马录 煤中矿物质对锅炉的危害 199314.撒应禄 锅炉受热面外部工作过程 199415.岑可法.周昊.池作和 大型电站锅炉安全及优化运行技术 200316.孙学信 燃煤锅炉燃烧试验技术与方法 200217.陈力哲.艾静.李争起.孙锐.吴少华.秦裕琨 煤的结渣特性磁力分析的研究期刊论文-热能动力工程 2000(2)18.冯俊凯.沈幼庭 锅炉原理及计算 198819.路野等结渣特性分析
209、及防止结渣的措施 2000(18-19)20.高志成 锅炉运行对结渣的影响期刊论文-山西电力 2002(4)21.付华 电站锅炉结焦特性分析及防止结焦的措施期刊论文-电站系统工程 2001(1)22.何滔 PAGBILAO电厂防止锅炉结焦技术介绍和探讨期刊论文-湖南电力 2002(3)23.程绍兵.韩启银 煤粉锅炉结渣机理的分析期刊论文-江西电力职工大学学报 2001(4)24.李凤瑞.池作和.周昊.岑可法 切向燃烧锅炉炉膛结渣的影响因素及预防措施期刊论文-热力发电 2000(1)25.周昊.池作和.岑可法 燃烧器下摆时冷灰斗内灰渣沉积特性研究期刊论文-热力发电 2001(4)26.张永涛 锅
210、炉设备及系统 199827.陈培泰 锅炉结焦的燃烧调整和管理措施 1994(22-23)28.Sheldon D Strauss Instrumentaion advance improve fouling,corrosion motoring 1992(09)29.W H Gibb The Role of Calcium in the Slagging and Fouling Characteristics of Bituminous 1986(12-13)30.D C Houth The Development of an Improved Coal Ash Viscosity Tempe
211、rature Relationship for theAssessment of Slagging Propensity in Coal-fired.Boilers 1986(6-7)31.曹长武 电煤特性标准与应用指南 200432.西安交通大学编写组 直流锅炉 199233.张新育.樊建人.岑可法 电站锅炉燃烧器加挡板防止炉内结渣的数值研究 1998(15-17)34.李万顺 大型燃煤锅炉一、二次风同心反切布置的探讨 1995(50-52)35.于景富 吹灰器使用与运行经验 1994(03)36.孙永力 电站锅炉水冷壁向火面外壁腐蚀原因分析 1997(13-16)37.高子瑜 煤粉管道系统
212、阻力计算方法及煤粉管道尺寸选择 1996(9-12)38.华觉琪 燃烧器风粉调平的简易方法期刊论文-电力技术 1992(10)39.丁明航.时静茹 锅炉设备及运行技术700题 199340.山西省电力工业局 锅炉设备运行技术 199541.李恩晨 锅炉计算知识 199142.林宗虎.张永照 锅炉手册 198943.何佩敖.赵仲琥.秦裕琨 煤粉燃烧器设计与运行 198744.华东六省一市电机工程(电力)学会 锅炉设备及其系统 200145.周菊华 电厂锅炉运行 199546.毛健雄.毛健全.赵树民 煤的清洁燃烧 200047.周显坪 电厂金属材料 199848.神头第二发电厂 电业安全工作问答
213、200549.湖南省电机工程学会 火力发电厂锅炉受热面失效分析与防护 2004 相似文献(10条)相似文献(10条)1.期刊论文 何滔.李佛金 沙角C电厂2100t/h锅炉结渣原因分析与运行调整措施 -热力发电2003,32(1) 针对沙角C电厂运行中出现的结渣问题,从煤质、锅炉设计、运行等方面分析了造成结渣的原因,并提出了提高一次风速、燃烧器分组运行、减小偏转二次风量以及控制过剩空气量的燃烧运行调整措施,以缓解炉内结渣状况.2.期刊论文 高小涛 燃煤锅炉结渣原因分析及预防对策 -电力安全技术2009,11(11) 燃煤锅炉结渣是影响锅炉安全经济运行的重要问题.结合某厂600 MW超临界机组锅
214、炉运行中出现的炉膛结渣问题,分析了炉膛结渣的形成过程和影响锅炉结渣的几个主要因素,并提出了预防锅炉结渣的对策措施,指出通过加强锅炉燃用煤质特性分析和煤质管理,组织好炉内空气动力场,优化锅炉燃烧控制参数,可以大大减轻和防止锅炉结渣的发生.3.学位论文 吴艳荣 内蒙古丰泰发电公司1锅炉结渣问题的试验研究 2004 该论文从分析燃煤锅炉结渣问题必要性出发,从煤种、炉膛及燃烧器设计、运行工况等因素对锅炉结渣的影响着手,结合内蒙古丰泰发电有限公司1锅炉实际运行中存在的问题,确定了1炉受热面结渣的主要原因是炉膛受热面布置不合理,燃烧器角度不合适导致火焰贴壁所致.该论文通过冷、热态试验,经过论证和计算,确定
215、了丰泰公司1炉燃烧器的改造方案,并进行了现场改造,改造后实际运行状况表明:在无法改变炉膛结构的情况下,改变燃烧器角度,缩小切圆直径,使火焰不贴壁,改善了炉内燃烧工况,同时降低了锅炉结渣的程度,为机组的安全经济运行奠定了必要的技术基础.4.期刊论文 陈立军.文孝强.王强.王恭.孙灵芳.刘广生.杨善让.CHEN Li-Jun.WEN Xiao-qiang.WANG Qiang.WANGGong.SUN Ling-fang.LIU Guang-sheng.YANG Shan-rang 火力发电机组锅炉结渣预测方法的新进展 -东北电力学院学报（自然科学版）2005,25(4) 主要论述了国内外在燃煤锅
216、炉结渣特性的评判方法方面的新进展,从单指标和综合评判角度阐述了各评判方法及其优缺点,同时分析了各评判方法的评判准确率不高的原因,提出了改进的意见和建议,为今后确定锅炉结渣预测方法的发展方向提供了依据.5.学位论文 陈军 中宁电厂330MW旋流燃烧锅炉结渣特性分析及预报 2007 在燃煤锅炉中,结渣是一个普遍存在的问题,严重影响锅炉运行的安全性和经济性.本文以中宁电厂330MW燃煤锅炉为研究对象,采用模糊数学评判方法,选取可靠性高的结渣判别指标,建立模糊数学模型,编制结渣分析预报计算机程序,针对中宁电厂锅炉燃烧12种运行工况进行分析研究,对锅炉受热面结渣情况作出分析预测,并与燃烧调整试验报告进行
217、对比分析,预测结果较为满意.据此提出了预防结渣或者减少结渣所应采取的措施和方法. 本文通过对中宁电厂锅炉受热面结渣实例的分析研究,较为全面的预测了锅炉受热面的结渣情况,为锅炉的设计和电厂的运行提供了一定的指导.6.期刊论文 陈晓梅.马晓茜.CHEN Xiao-mei.MA Xiao-xi 基于改进BP神经网络的锅炉结渣预测模型 -华东电力2005,33(7) 基于人工神经网络的改进BP算法,建立了大型燃煤锅炉对流受热面积灰结渣状况的预测模型.根据所建立的BP网络模型,对某电厂700MW机组锅炉的再热器进行了分析和计算,结果表明该模型可以准确地预测锅炉对流受热面的结渣状况,从而为优化吹灰提供指导
218、.7.学位论文 程蛟 500MW锅炉机组燃烧调整试验研究 2004 国华盘山发电公司两台引进前苏联的500WM超临界直流锅炉，原设计燃用晋北烟煤，后改烧神华煤。改烧后一直存在锅炉大面积结渣和掉渣问题，而且锅炉结的渣非常硬，出现了砸伤冷灰斗斜坡水冷壁、影响除渣系统运行和锅炉灭火造成机组非停的问题。通过燃煤结渣特性的分析，确定国华盘山500MW锅炉试验燃用的神华补连塔煤具有严重的结渣和沾污倾向，属于具有严重结渣和高度沾污倾向的煤种。8.期刊论文 高正平.徐治皋.江浩 锅炉结渣特性综合评价中基于粗糙集理论的权值确定方法 -锅炉技术2003,34(2) 应用粗糙集理论,对燃煤锅炉煤灰结渣判别指标数据进
219、行挖掘.根据求得的各参评因素对决策属性的支持度,将其归一化处理后的数值作为煤灰结渣特性综合评价权值,克服了传统权值确定方法的不足,提高了综合评价的准确性.最后讨论了本方法使用时需注意的问题,并展望了应用前景.9.学位论文 杨圣春 电站锅炉燃煤结渣预测及诊断软件研究 2002 中国电站锅炉大都以燃煤为主,燃煤锅炉受热面的状态,尤其是锅炉受热面的结渣,对电厂的安全性和经济性有着极其重要的影响.该文针对电站燃煤锅炉的结渣问题进行了研究,主要讨论了以下问题：1.根据煤质结渣特性,分析讨论了煤质本身的结渣机理工科锅炉的结渣过程.2.分析讨论了利用各种单一指标判断煤本身的结渣倾向.3.研究了利用综合因素预
220、测燃煤锅炉的结渣.讨论了几种综合结晶渣的方法,如RTSQ法、Altmann法、温度回归计算等.然后,利用模糊数学理论作者给出了：单一煤种的结渣预测模型CSM1,该模型可为现场购煤提供参考;混煤结渣判断模型CBM2,该模型可为现场配煤、锅炉混煤优化燃烧提供依据;运行锅炉结渣判断模型BMM3,首次提出锅炉动态结渣指标分级标准,利用模型BMM3可为现场优化运行提供寿命.4.提出防止运行锅炉结渣的方法.5.正常运行的锅炉吹灰是防止结渣的重要手段,因此该文讨论并推导了受热面最佳吹灰周期模型.6.将锅炉结渣预测模型编制成“燃煤锅炉结渣倾向预测软件”供现场使用.利用该软件,现场人员可以将煤质特性数据直接输入或从有关煤质特性数据库中调出有关数据即刻便能得到该煤的结渣倾向.该软件判断锅炉结渣清晰明了,界面友好,易于现场使用.10.期刊论文 肖三霞.XIAO San-xia 燃煤锅炉防结渣问题探讨 -湖北电力2007,31(2) 针对广州发电厂近两年因煤种多变引起的燃煤锅炉结渣问题,结合燃烧设备结构对燃烧器进行改造,经煤种配比燃烧试验,提出配煤和减少锅炉结渣的合理化建议. 本文链接：http:/
