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生物质循环流化床锅炉燃烧结渣问题研究

摘要：在现代电厂锅炉的运行当中，锅炉结渣问题是非常普遍的现象。这不

但对锅炉运行的经济性能及安全性能产生影响，严重时还将有可能导致重大事故

的发生。因此，在此问题上，相关部门要格外注意。基于此，文中笔者就电厂锅

炉结渣的特征及其危害对影响锅炉结渣、积灰的因素进行分析，并针对此提出了

相应的防治措施。

关键词：锅炉燃烧、锅炉结渣、积灰

一、前言

现阶段，我国对生物质能源的利用主要集中在生物质的气化和直接燃烧,但

是一直受到经济性和可操作性的制约,没有大规模应用于工业生产。锅炉结渣问

题的存在使得锅炉热效率下降，严重时还将影响锅炉的运行安全。

二、电厂锅炉结渣特征及危害的分析

为了更好地了解电厂锅炉结渣问题及其解决措施，应首先熟悉电厂锅炉结渣

特征及其危害。通过对电厂锅炉结渣危害的认识，促进电厂锅炉结渣的解决。根

据电厂锅炉结渣现象及特征，电厂锅炉出现结渣后将使得锅炉热效率下降、进而

导致排烟温度异常升高，而且还会造成锅炉通风阻力加大。另外，电厂锅炉结渣

问题还会造成炉膛出口烟温升高，进而影响锅炉出力，严重时将导致电厂锅炉运

行成本急剧升高、影响电厂的运行经济性及能源的利用率。电厂锅炉结渣问题的

出现将严重危害电厂锅炉运行的安全性。锅炉结渣后将导致过热器烟温、汽温异

常升高，埋下了管壁超温的隐患。另外，锅炉结渣存在很大的不均匀性。进而导

致炉内温差较大、严重时将导致循环水偏差故障的发生。而且，锅炉结渣在锅炉

运行还会出现掉落，如果掉落炉渣砸坏水冷管壁将造成炉膛爆管，甚至造成锅炉

停机。针对电厂锅炉结渣对锅炉运行安全性的影响，现代电厂应加快锅炉结渣问

题的治理及预防。通过对电厂锅炉结渣特征的了解有助于电厂技术部门及维修部

门快速排除故障、有助于电厂维修部门总结经验提高技术水平。而且，通过对电

厂锅炉结渣危害的认识还能够提高电厂对锅炉结渣治理与维修的重视，提高电厂

锅炉运行安全性。

三、影响锅炉结渣、积灰的因素

1、锅炉结渣

在煤粉炉中,燃烧火焰中心温度在1500-1800℃之间。燃料中的灰分在这样的

高位下,大多熔化为液态或呈软化状态。由于水冷壁的吸热,从燃烧火焰中心向外,

越接近水冷壁温度越低。在正常情况下,随着温度的降低,灰分将从液态变为软化

状态进而变成固态。如果灰还保持着软化状态就碰到受热面时,由于受到冷却而

粘结在受热面壁上,形成结渣(俗称结焦)。

对于锅炉的结渣,国内学者已做了大量研究,初步揭示了其形成因素与燃料中

的灰分性质,初步揭示了其形成因素与燃料中的灰分性质、锅炉设计及锅炉运行

状况有关。

2、锅炉设计因素

国内学者曾对燃用各种不同煤种的锅炉作了调查,结论是结渣和积灰不仅与

煤炭性质有关,而且同锅炉设计密切相关,主要是炉膛热强度(包括炉膛容积热强

度和断面热强度)、煤粉在炉膛内逗留的时间、燃烧器结构形式以及受热面的布

置等。同一煤种,在某台锅炉上燃烧会严重结渣,而在另一台设计不同的锅炉上可

能根本不结渣。同时锅炉设计起到了决定性的因素。

3、锅炉运行因素

（1）锅炉结渣、积灰随锅炉负荷及烟气温度的增加而增加。

（2）煤粉细度对炉膛结渣也有影响,但是煤粉细度应视煤种与具体的锅炉结

构而定,应通过试验来确定。煤粉过细、过粗均可能引起结渣。

（3）较大的燃烧过剩空气能减少结渣与积灰。

4、锅炉的积灰

锅炉受热面上的积灰有粘结性和疏松性积灰两种。粘结性积灰是由于烟气中

硫酸蒸汽凝结在受热面管壁上而粘住灰粒,并与灰粒作用而形成水泥状的堵灰。

当锅炉的燃烧不正常时,烟气中带有大量的碳粒子,这些碳粒子可以吸附烟气中的

二氧化碳、三氧化硫和水蒸汽。三氧化硫和水蒸汽又化合成亚硫酸(H2SO3)。亚

硫酸是很强的还原剂,会再次氧化生成硫酸(H2SO4)；碳粒子吸附的三氧化硫和水

蒸汽也会直接化合成硫酸。含有硫酸的碳粒子有很强的粘性,它沉积在受热面上

不仅很牢固,而且由于硫酸有很强的腐蚀性,它与受热面作用生成硫酸亚铁

(FeSO4),更增加了这种灰的牢固性。随着燃料中含硫量的增加。粘结性积灰的可

能性也增加。

疏松灰是各种锅炉中最常见的积灰方式,它发生在锅炉的所有对流受热面

上。煤粉炉主要是这一类积灰。当烟气冲刷管束时,管子的背面形成涡流区,大的

灰粒因其运动惯性动能大,不容易卷入涡流；但小的灰粒则容易被卷进旋涡撞在

管壁上,并且由于通过引力、静电