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發(fā)電廠作為我國重要的電能生產(chǎn)企業(yè),其在生產(chǎn)過程中,燃料主要以煤為主,這樣鍋爐在運行過程中就會受到煤的品質(zhì)和燃燒情況等諸多因素的影響,特別是煤在燃燒過程中會發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象,會對機組運行的安全性和經(jīng)濟性帶來了較大的影響。盡管各電廠為了防止鍋爐結(jié)焦而對燃料器都進行了適當?shù)母脑旌驼{(diào)整,但也只是對鍋爐結(jié)焦問題起到了緩解作用,并沒有杜絕這個問題的發(fā)生,特別是在近年來煤炭市場的不斷變化過程中,入爐煤的質(zhì)量很難得到有效的保證,這就導(dǎo)致鍋爐結(jié)焦還是困擾鍋爐運行安全和經(jīng)濟性需要面對的重要問題。
一、鍋爐結(jié)焦的主要原因?
1、?煤質(zhì)因素的影響?
在發(fā)電廠燃用煤質(zhì)對鍋爐結(jié)焦具有直接影響,如果煤質(zhì)惡劣,那么主要特點為灰分大、發(fā)熱量低、揮發(fā)分低及水分高,不但會導(dǎo)致鍋爐燃燒不穩(wěn)定,也就容易出現(xiàn)鍋爐內(nèi)火放炮事故,同時在燃燒過程中也需進行投油助燃,容易引發(fā)嚴重可浪費問題。另外劣質(zhì)煤在燃燒過程中,也會出現(xiàn)大量飛灰,長期在爐壁沉積也就會出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦,導(dǎo)致燃煤煤質(zhì)變差,同時也會導(dǎo)致煤粉著火時間變長,爐內(nèi)煤粉燃盡時間也會延長,在此情況下就會導(dǎo)致火焰中心上移,導(dǎo)致爐膛出口煙溫過高,從而形成爐內(nèi)結(jié)焦。優(yōu)質(zhì)燃煤灰熔點通常為1250?℃~1500?℃,但劣質(zhì)燃煤則在1100?℃以下,因此劣質(zhì)燃煤則更容易出現(xiàn)爐內(nèi)結(jié)焦。
2、?灰熔點因素的影響?
結(jié)焦的出現(xiàn)主要是因為在熔化環(huán)境下受熱面上的灰沉積。從這一點可看出灰的熔點對結(jié)焦具有直接影響。如果在燃煤過程中含有大量的Fe?O、Na2O、K2O及Fe2S3,就會導(dǎo)致灰熔點降低,從而發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象。反之如果是含有大量Al2O3及Si?O2時,則會顯著增高灰熔點,可降低結(jié)焦發(fā)生率。煙氣中灰的密度、爐內(nèi)環(huán)境及灰的化學(xué)成分等均對灰熔點具有直接影響,在燃煤過程中,如果含灰量濃度具有差異,就會導(dǎo)致灰熔點經(jīng)常出現(xiàn)變化,主要原因是在加熱過程中,灰分之間的接觸機會增加,隨之也就會顯著提高助熔、分解、化合的機會,可能會導(dǎo)致灰熔點降低,灰的化學(xué)成分和各成分含量之間的比例也會直接影響灰熔點,簡而言之灰熔點越低,鍋爐發(fā)生結(jié)焦的可能性越大。爐內(nèi)環(huán)境對灰熔點具有直接影響,如果煙氣中存在大量CO和H2等還原性氣體,就會導(dǎo)致灰熔點有所降低,通常會是在200?℃左右,主要原因是還原性氣體可將其灰分中熔點較高的Fe2O3進行還原,最終成為熔點比較低的氧化鐵,兩者進行轉(zhuǎn)化過程中的溫度差約在200?℃~300℃,在此過程中也就會出現(xiàn)嚴重的結(jié)焦。?
3、?設(shè)計安裝和操作使用因素的影響?
在爐內(nèi)燃燒過程中如果出現(xiàn)不合理調(diào)整,不管是一次風(fēng)攜帶過細煤粉,還是風(fēng)速及風(fēng)壓過低等問題,均會導(dǎo)致煤粉氣流擦墻,從而最終出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦。另外鍋爐運行過程中,如果出現(xiàn)不合理使用配風(fēng),或風(fēng)量不足則會導(dǎo)致出現(xiàn)氧量下降,一旦爐內(nèi)出現(xiàn)還原性氣體,就會出現(xiàn)嚴重的低溫結(jié)焦。如果燃燒過程中送引風(fēng)量比較大,鍋爐溫度和煤粉粘結(jié)溫度相比偏高時,則容易出現(xiàn)高溫結(jié)焦,另外如果出現(xiàn)爐膛及制粉系系統(tǒng)漏風(fēng),那么也就會加大爐內(nèi)風(fēng)量,爐內(nèi)溫度也就會隨之下降,延長燃燒過程;冷灰斗處出現(xiàn)漏風(fēng)情況,則會對火焰中心抬高、火焰拉長,對于爐膛中的溫度則會導(dǎo)致出口處較高,導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)焦。?
二、鍋爐結(jié)焦的危害?
1、鍋爐結(jié)焦導(dǎo)致鍋爐出力下降的主要原因是:蒸汽出口如果溫度過高則會導(dǎo)致爐膛出口煙溫過高,加大爐內(nèi)通風(fēng)阻力和管壁溫度,則會影響鍋爐出力;同時一旦水冷壁上出現(xiàn)結(jié)焦情況,則會顯著降低蒸發(fā)量;?
2、鍋爐結(jié)焦造成鍋爐熱效率下降的主要原因是:一旦受熱面出現(xiàn)結(jié)焦情況,則會引發(fā)傳熱惡化導(dǎo)致排煙溫度有顯著提高,隨之也就出現(xiàn)鍋爐熱效率下降;一旦燃燒器噴口出現(xiàn)結(jié)焦情況,則容易出現(xiàn)氣流偏斜從而導(dǎo)致燃燒惡化,在這種情況下也就容易增加機械和化學(xué)未完全燃燒風(fēng)險出現(xiàn);結(jié)焦情況會加大鍋爐通風(fēng)阻力,隨之會提高用電量;?
3、鍋爐結(jié)焦造成鍋爐運行的安全系數(shù)下降的主要原因是:一旦出現(xiàn)結(jié)焦情況,則會顯著提高過熱器處煙溫及氣溫,甚至還有可能會導(dǎo)致管壁超溫;一般情況下結(jié)焦存在一定的不均勻性,也就會導(dǎo)致過熱器熱偏差比較大,直接影響自然循環(huán)鍋爐水循環(huán)安全性和水冷壁熱偏差;如果爐膛上結(jié)焦出現(xiàn)脫落,則可能會對冷灰斗水冷壁管造成砸傷,引發(fā)爐膛滅火或排渣口堵塞情況,影響鍋爐運行情況;如果除渣時間比較長,爐膛中的漏風(fēng)量過大,則容易引發(fā)燃燒不穩(wěn)或者滅火。
三、預(yù)防鍋爐結(jié)焦的措施?
1、?提高燃煤質(zhì)量?在鍋爐設(shè)計過程中,“設(shè)計煤種”是其基本原則,在煤種設(shè)計中實現(xiàn)需要對其熱值、灰分及可磨性等相關(guān)指標有明確了解,在確保煤種能滿足鍋爐燃燒條件后才能應(yīng)用,兩者之間必須相互匹配。燃煤質(zhì)量對鍋爐運行效率及結(jié)焦均具有直接影響,如果煤種選擇不合適則會直接影響鍋爐運行情況,甚至引發(fā)結(jié)焦問題。研究顯示,結(jié)焦性較重的燃用煤會加快鍋爐結(jié)焦進程,如果將結(jié)焦性較重的燃用煤與其它燃用煤進行搭配,可有效改善燃用煤的結(jié)焦性,遲緩過濾結(jié)焦速度。所以在進行鍋爐使用時,首先要檢測所使用煤種的結(jié)焦特性,最大化選擇煤種結(jié)焦較輕的煤種。通常來說選擇熱值穩(wěn)定、含灰量低、燃燒穩(wěn)定且結(jié)焦問題比較輕的燃用煤最好,同時也可依照實際情況混合應(yīng)用不同結(jié)焦特性的燃煤,以此顯著提高燃煤質(zhì)量。?
2、?保證合理的爐膛出口溫度并控制爐膛熱負荷?整體優(yōu)化鍋爐燃燒,首先需對爐膛出口煙溫或者高溫受熱面觸動溫度實時進行測量,觀察各項參數(shù)是否出現(xiàn)異常變動,且要對一次風(fēng)和二次風(fēng)的風(fēng)門開度進行合理調(diào)整,有效控制運行氧量,確保爐膛出口煙溫要比燃煤灰熔點明顯偏低,以此對蒸汽質(zhì)量提供保障, 以降低爐膛出口處結(jié)焦情況。爐膛內(nèi)熱負荷降低,同時顯著提高鍋爐燃燒效率,也就是說在相同負荷下則需減少燃煤,以此有效實現(xiàn)燃燒充分。總之,有效檢測爐膛出口處煙溫、鍋爐負荷及運行氧量等相關(guān)指標,不但能顯著降低爐膛內(nèi)結(jié)焦問題的出現(xiàn),同時還能顯著提高鍋爐使用效率。?
3、?保證合理的運行氧量?爐內(nèi)氧化及還原氣體總量也就是電廠鍋爐的運行氧量,其大小對鍋爐結(jié)焦具有直接影響。鍋爐運行過程中一旦出現(xiàn)運行氧量過低,則會顯著加大鍋爐內(nèi)的還原性氣體,減低燃煤灰熔點,也就容易出現(xiàn)鍋爐結(jié)焦。原因是爐內(nèi)Fe含量的加大會直接導(dǎo)致燃煤灰熔點降低,同時爐內(nèi)氣體性質(zhì)也作用于Fe對灰熔點的影響,如果氧化性氣 體含量在爐內(nèi)比較大,那么Fe的存在形態(tài)則是Fe2O3,F(xiàn)e含量的加大則會導(dǎo)致灰熔點逐漸降低;如果化運行氣體在爐內(nèi)的含量比較大的話,那么Fe的存在形態(tài)則是Fe3O4,從而迅速導(dǎo)致灰熔點降低,則也就容易出現(xiàn)結(jié)焦情況。從這一點能明確看出,其顯著提升鍋爐運行過程中的氧量,能對爐內(nèi)氣體還原性狀態(tài)起到一定的防范作用。
四、解決鍋爐結(jié)焦問題——3U
科林佰德始終以為客戶提供一流產(chǎn)品和全面服務(wù)為己任,深刻把握電力行業(yè)發(fā)展脈搏。專注于行業(yè)精耕細作,為客戶提供更專業(yè)、更高價值的產(chǎn)品及服務(wù)。針對發(fā)電企業(yè)節(jié)能、環(huán)保、低碳的需求,提供以部署快速方便、應(yīng)用靈活、實用的產(chǎn)品幫助電力企業(yè)高效、快捷的解決問題。
成立之初,科林佰德與清華大學(xué)達成了深度合作關(guān)系,引進國外先進技術(shù),結(jié)合國內(nèi)動力煤現(xiàn)狀,研發(fā)了第一代燃煤電廠液態(tài)鍋爐除焦產(chǎn)品。在客戶的贊揚聲中,科林佰德以星火燎原的姿態(tài),迅速成長。
2006年二月,第二代3U高效液態(tài)除焦劑研發(fā)成功,并開始提供專屬配方產(chǎn)品;隨著現(xiàn)場服務(wù)經(jīng)驗的提升,于2007年三月,3U動態(tài)噴射技術(shù)研發(fā)成功,把有效的藥劑作用于實際結(jié)焦位置,可以針對性解決鍋爐局部結(jié)焦問題。
伴隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和企業(yè)定位的準確,2008年九月第三代3U高效液態(tài)除焦劑研發(fā)成功,除焦效果比同類產(chǎn)品提升30%;2010年由于受到煤炭市場的沖擊,火電廠基本采用有啥煤燒啥煤的方式,尤其沿海電廠開始燃用價格低廉,灰熔點低、高鈉特性的進口煤,為此,同年三月,科林佰德研發(fā)出針對高鈉、高堿金屬的專屬配方產(chǎn)品并結(jié)合動態(tài)噴射技術(shù)取得了良好效果。
2012年隨著新疆大開發(fā)進程的快速發(fā)展,儲量50億噸的準東煤因為易結(jié)焦問題,無法正常燃用,科林佰德于同年六月針對新疆準東煤質(zhì)結(jié)焦特性,研發(fā)了專屬配方產(chǎn)品并通過了用戶測試,真正成為了國內(nèi)同行業(yè)的領(lǐng)跑者。同年“3U手持式智能雙流體噴槍”研發(fā)成功,該技術(shù)將噴射設(shè)備控制、數(shù)據(jù)監(jiān)控、管理等功能有機的結(jié)合在一起,進一步提升了噴射效果,提高了現(xiàn)場服務(wù)質(zhì)量,有效的加強了現(xiàn)場工作的監(jiān)督和管理;
2013年九月科林佰德研發(fā)的國內(nèi)第一套“可遠程控制的全自動除焦噴射系統(tǒng)”在香港某電廠試驗成功,客戶運行數(shù)據(jù)顯示,該系統(tǒng)投入使用后其鍋爐效率提升 0.46%并有效的避免了因鍋爐結(jié)焦問題帶來的各種直接和間接損失,為客戶大批量摻燒低成本的印尼煤創(chuàng)造了先決條件,該系統(tǒng)預(yù)計每年為客戶帶來超過一億港元的節(jié)能收入。
時間在前進,科技在發(fā)展,科林佰德與時俱進。隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展,環(huán)保形勢也日益嚴峻,環(huán)保法規(guī)密集出臺,對電力行業(yè)的要求日益嚴格。科林佰德集中研發(fā)力量,對電力燃煤鍋爐結(jié)焦進行深度分析,從煤質(zhì)分析到燃燒方式、從結(jié)焦成分到結(jié)焦形態(tài),不斷進行研究,對除焦產(chǎn)品進行多次升級,目前已形成針對不同煤質(zhì)、不同鍋爐型號的數(shù)十種鍋爐除焦系列產(chǎn)品,再輔以自主研發(fā)的高性能噴射設(shè)備、針對性的噴射方式,為廣大結(jié)焦客戶提供針對性的除焦方案,取得了重大成功。
成立13年來,科林佰德為國內(nèi)多家電力企業(yè)提供服務(wù)的同時,昂首跨出國門,為馬來西亞、土耳其、越南、香港等地的環(huán)保大業(yè),添磚加瓦。