锅炉的蒸发设备

 　　锅炉的蒸发设备

　　锅炉蒸发设备由汽包、下降管、水冷壁、联箱及一些连接管等部件组成。

　　锅炉蒸发受热面存在问题及防止措施

　　一、固态排渣锅炉的结渣问题

　　1.固态排渣锅炉的结渣问题

　　(1)固态排渣煤粉锅炉，火焰中心温度达到1400-1600℃;

　　(2)燃料中的灰分由多种矿物杂质组成，在高温火焰中呈现熔化状态;

　　(3)熔融的灰分接近水冷壁时，可以积聚并黏结在受热面外壁上，难于清除，形成了“结渣”(结焦);

　　(4)若熔融的灰分接近受热面时，已经被冷却降温凝结为固态，则受热面不会“结渣”现象(积灰)。

　　2、受热面结渣的危害

　　(1)水冷壁结渣，增加传热热阻，受热面传热减弱，锅炉排烟温度上升，效率下降;

　　(2)水冷壁结渣，传热减弱，锅炉出力下降;

　　(3)部分水冷壁结渣，使水冷壁受热不均，导致热偏差，影响水循环的安全;

　　(4)水冷壁结渣，炉膛出口烟气温度上升，导致过热蒸汽温度上升，容易引起过热器损坏;

　　(5)燃烧器喷口结渣，使炉内空气动力特性受到破坏，影响正常燃烧过程;

　　(6)冷灰斗处结渣，使冷灰斗出口逐渐堵塞，无法正常排渣。

　　(7)炉膛上部大块渣块下落，会砸坏水冷壁或冷灰斗。

　　3、锅炉受热面结渣的影响因素

　　(1)煤粉灰分特性

　　通常把灰的软化温度ST作为是否结渣的主要指标。灰熔点低的煤(ST<1200℃)容易结渣。此外，结渣性指标还包括：硅比、碱酸比、结渣指数，极限黏度等。

　　(2)炉内空气动力特性

　　气流组织不当，导致火焰中心偏移，煤粉气流火焰贴墙引起水冷壁局部结渣;

　　气流组织不当，形成烟气滞留漩涡区并形成还原性气氛(存在CO)，降低灰熔点，增大了结渣的可能性。

　　过量空气系数：当炉内过量空气过小，可能产生还原性气氛，结渣倾向随之增加。

　　(3)锅炉热负荷的影响

　　锅炉设计热负荷：热负荷强度越大，炉内燃烧器区域的温度越高，煤灰达到熔融状态，结渣的可能性增大。

　　锅炉运行负荷：锅炉运行热负荷越高，送入炉内的热量也越多，结渣的可能性也越大。

　　(4)煤粉细度的影响

　　粗煤粉燃烧时间长，当煤粉中粗煤粉的比例增加时，容易引起火焰延长，导致炉膛出口处的受热面结渣。

　　4、防止受热面结渣的措施

　　(1)防止受热面附近温度过高。炉膛设计热负荷强度合理，控制合理的炉温;同时布置足够的受热面冷却烟气，保证熔化状态的灰贴近受热面之前已经凝固;

　　(2)合理组织炉内气流，燃烧器布置合理，一、二次风形成良好的气流结构，保证火焰不直接冲刷受热面;避免过量空气系数过低产生还原性气氛;

　　(3)加强燃料管理，做好燃料灰成分分析及熔点分析，尽量使用设计煤种;避免煤粉过粗;

　　(4)加强运行管理，及时调整燃烧状况，及时吹灰除渣。

　　二、液态排渣炉的炉底析铁

　　液态排渣锅炉运行时，在熔渣池底部会有大量铁水随着液态灰渣一同流出，称为炉底析铁。

　　1、析铁原因

　　炉底析铁主要来源于燃料灰分中的氧化铁。熔渣池中的液态灰分包含自由氧化铁。如果有未燃尽的碳粒落入渣池内，氧化铁就被还原成铁：

　　2、炉底析铁的危害

　　(1)铁的熔点很高(1535℃)，因而析铁后熔渣黏度大，不利于排渣;

　　(2)铁的质量较大，高温铁水渗入炉底，侵蚀耐火涂料层，从炉底的缝隙中漏出而损坏炉底结构，造成炉底水冷壁管过热而爆管。

　　(3)析铁严重时，铁水流入粒化水箱，与水作用产生大量氢气，可能引起爆炸。

　　(4)铁水沉于炉底，停炉后凝成大块，很难清除。

　　3、防止炉底析铁的措施

　　炉底析铁反应：FeO+C=Fe+CO

　　(1)防止煤粉落入渣池

　　措施：直流燃烧器切圆燃烧、提高下二次风速度、控制上排燃烧器的下倾角、控制煤粉细度等;

　　(2)尽快从炉底排走熔渣，减少熔渣在炉内停留时间：

　　措施：可以采用微倾斜炉底等。

　　三、水冷壁的高温腐蚀

　　在低温条件下，受热面管壁中的Fe发生缓慢的氧化反应生成致密且稳定的Fe2O3保护膜，可保护管壁免受进一步氧化。而氧化产物Fe3O4和FeO较疏松，易脱落。

　　(一)高温腐蚀的机理

　　(1)硫化物型腐蚀;

　　(2)硫酸盐型腐蚀;

　　(3)腐蚀性气体腐蚀：

　　(二)减轻水冷壁高温腐蚀的措施

　　(1)加强燃料控制：尽量采用低硫低氯及碱金属元素含量少的煤，以减少受热面高温腐蚀。

　　(2)合理控制煤粉细度，防止煤粉过粗。煤粉颗粒过大不易燃尽，产生还原性气氛，加速高温腐蚀;

　　(3)改善燃烧，防止局部高温，防止火焰贴壁冲墙。高温可加速硫酸盐的反应，加快腐蚀速度;水冷壁管壁温度350℃以上就发生强烈的高温腐蚀，过热器和再热器管壁温度500℃以上发生硫酸盐型高温腐蚀。

　　(4)合理配风和强化炉内湍流混合，避免局部还原性气氛：使有机硫尽可能与氧反应，不与管壁反应。

　　(5)采用耐腐蚀材料。

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