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锅炉结渣的危害及预防措施

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锅炉结渣的危害及预防措施

摘要：锅炉结渣是锅炉运行过程中常见的一种现象，对锅炉的安全、经济性能产生严重影响。本文分析了锅炉结渣的危害，包括降低锅炉效率、增加燃料消耗、影响锅炉寿命等。同时，提出了预防锅炉结渣的措施，如优化燃烧工况、改进锅炉结构、定期清洗锅炉等。通过对锅炉结渣现象的研究，为提高锅炉运行效率、保障锅炉安全运行提供理论依据和实践指导。

随着我国经济的快速发展，能源需求量逐年增加，锅炉作为重要的能源转换设备，广泛应用于工业、民用等领域。然而，锅炉在运行过程中容易产生结渣现象，导致锅炉效率降低、燃料消耗增加、设备寿命缩短等问题。因此，研究锅炉结渣的危害及预防措施具有重要的现实意义。本文通过对锅炉结渣现象的深入研究，旨在揭示其危害，并提出有效的预防措施，为锅炉的安全、高效运行提供理论依据和实践指导。

一、锅炉结渣概述

1.锅炉结渣的定义及成因

锅炉结渣是指在锅炉运行过程中，燃料燃烧产生的固体颗粒在高温下粘附在锅炉受热面或水冷壁上，逐渐形成一层坚硬的沉积物。这种沉积物通常由氧化硅、氧化铝、氧化钙等成分组成，其形成过程与燃料成分、燃烧温度、烟气流动速度等因素密切相关。据统计，结渣物在锅炉受热面上的沉积速度可达每年0.1-0.5毫米，严重时甚至可达1毫米以上。例如，某电厂一台300MW锅炉在运行一年后，其受热面结渣厚度达到1.5毫米，导致锅炉效率下降约2%。

锅炉结渣的成因主要包括以下几个方面：首先，燃料中的矿物质成分在燃烧过程中会发生化学反应，形成熔点较低的熔融物，这些熔融物在高温下粘附在受热面上。据研究，燃料中氧化硅和氧化铝的含量越高，结渣倾向越大。其次，燃烧温度对结渣有显著影响，当燃烧温度超过1200℃时，结渣现象会加剧。例如，某炼油厂锅炉在燃烧重油时，由于燃烧温度过高，导致结渣严重，影响了锅炉的正常运行。最后，烟气流动速度也是结渣形成的重要因素，烟气流动速度过快或过慢都可能导致结渣。

在实际运行中，锅炉结渣往往呈现出区域性和局部性特征。例如，某发电厂一台600MW锅炉在运行过程中，发现水冷壁管局部结渣严重，经分析，是由于该区域烟气流动速度异常，导致局部高温，使得燃料中的矿物质成分在高温下熔融并粘附在受热面上。这种局部结渣现象如果不及时处理，会进一步恶化，甚至导致锅炉爆管等严重事故。

2.锅炉结渣的分类

(1)锅炉结渣可以根据其形成的化学成分进行分类。其中，硅酸盐结渣是最常见的一种，主要由燃料中的二氧化硅和氧化铝等矿物质在高温下熔融后形成。这种结渣物通常呈现出玻璃状结构，具有很高的硬度和熔点。

(2)按结渣的形态分类，可以分为熔渣和灰渣两种。熔渣是在高温下熔融并粘附在受热面上的物质，其流动性好，容易形成连续的层状结构。灰渣则是在燃烧过程中形成的固体颗粒，其形态多为细小的粉末，不易形成连续层，但会随着烟气流动在受热面上沉积。

(3)根据结渣发生的部位，可以分为水冷壁结渣、过热器结渣和再热器结渣等。水冷壁结渣主要发生在锅炉水冷壁管表面，由于水冷壁管受热面积大，烟气流动速度较快，容易形成结渣。过热器和再热器结渣则多发生在受热面较长的区域，如过热器入口、再热器出口等，这些区域的烟气温度较高，容易使燃料中的矿物质成分熔融并粘附在受热面上。

3.锅炉结渣的分布规律

(1)锅炉结渣的分布规律与锅炉的结构、燃烧方式和燃料特性密切相关。通常情况下，结渣主要分布在锅炉的燃烧区域和烟气流动路径上。在燃烧区域，如炉膛内壁和火焰区域，由于高温和烟气流动速度的影响，结渣现象较为严重。据统计，炉膛内壁的结渣量往往占整个锅炉结渣量的50%以上。

(2)烟气流动路径上的结渣分布也呈现出一定的规律。在锅炉的上升烟道、水平烟道和下降烟道等区域，由于烟气流动速度的变化和温度的降低，结渣物会逐渐沉积。其中，水平烟道和下降烟道的结渣量相对较高，因为这些区域的烟气流动速度较慢，有利于结渣物的沉积。

(3)在锅炉的具体部件上，结渣分布也呈现出明显的差异。例如，水冷壁管、过热器和再热器等部件的结渣分布与烟气流动速度、温度分布和受热面积等因素有关。通常，水冷壁管的结渣主要集中在管壁的底部和侧壁，而过热器和再热器的结渣则多集中在受热面的顶部和侧面。此外，锅炉的燃烧器布置和燃烧方式也会对结渣分布产生影响。

二、锅炉结渣的危害

1.降低锅炉效率

(1)锅炉结渣对锅炉效率的降低是一个复杂的过程。结渣物在锅炉受热面上形成一层硬壳，这层硬壳会显著增加受热面的热阻，降低其传热效率。据研究表明，结渣物的热阻约为普通金属表面的100倍。例如，某电厂一台600MW锅炉在运行