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循环流化床锅炉的积灰与应对措施

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循环流化床锅炉的积灰与应对措施

摘要：循环流化床锅炉作为一种高效、清洁的燃烧设备，在工业生产中得到了广泛应用。然而，锅炉在运行过程中会产生大量积灰，这不仅影响了锅炉的运行效率，还可能导致锅炉设备损坏。本文针对循环流化床锅炉的积灰问题，分析了其产生的原因，并提出了相应的应对措施，旨在提高锅炉的运行效率和降低能耗。

随着工业生产的发展，能源需求不断增加，对能源的利用效率和环境友好性提出了更高的要求。循环流化床锅炉作为一种新型高效、清洁的燃烧设备，在环保和节能方面具有显著优势。然而，在实际运行过程中，锅炉积灰问题日益突出，严重影响了锅炉的运行效率和寿命。因此，研究循环流化床锅炉的积灰问题及其应对措施具有重要的理论意义和实际应用价值。本文首先分析了循环流化床锅炉积灰产生的原因，然后针对不同原因提出了相应的应对措施，为提高锅炉运行效率和降低能耗提供了理论依据。

一、循环流化床锅炉积灰的概述

1.1循环流化床锅炉的工作原理

循环流化床锅炉的工作原理主要基于流态化技术。锅炉内含有大量的循环物料，如石英砂、石灰石等，这些物料在锅炉内形成流态化床层。燃烧器位于床层上方，高温烟气通过燃烧器进入床层，将床层物料加热至流态化状态。在流态化床层中，燃料颗粒和空气混合充分，燃烧反应在床层内进行，同时，高温烟气在床层中流动，将热量传递给床层物料，使其达到高温状态。

燃烧产生的灰分和未燃尽的燃料颗粒随烟气上升，在炉膛上部形成高温烟道气。在此过程中，部分燃料颗粒和灰分会在炉膛上部发生二次燃烧，提高燃烧效率。随后，高温烟道气经过除尘器、脱硫塔等设备，去除其中的烟尘和酸性气体，达到环保排放标准。净化后的烟气最终通过烟囱排放到大气中。

循环流化床锅炉的关键技术在于物料循环系统。在锅炉运行过程中，部分物料会随烟气上升至炉膛上部，然后通过返料器重新回到床层，实现物料的循环。这一过程不仅可以提高锅炉的燃烧效率，还能减少未燃尽燃料的排放。同时，循环物料还能对床层起到稳定作用，防止床层出现塌陷或沸腾等现象，确保锅炉安全稳定运行。

1.2积灰对锅炉的影响

(1)积灰对锅炉的影响主要体现在降低锅炉的热效率。研究表明，锅炉内部积灰厚度每增加1毫米，锅炉的热效率将降低约0.5%。例如，某电厂一台300MW的循环流化床锅炉，由于积灰导致锅炉效率降低了约1.5%，每年损失的热量相当于约2万吨标准煤。

(2)积灰还会增加锅炉的能耗。锅炉内部积灰会导致传热效率下降，使得燃料燃烧不完全，增加燃料消耗。据统计，锅炉积灰每增加1毫米，燃料消耗将增加约1%。以某电厂的循环流化床锅炉为例，若锅炉积灰厚度达到5毫米，则每年将增加约5000吨的燃料消耗。

(3)积灰还会对锅炉设备造成损害。锅炉内部积灰会导致受热面受热不均，产生热应力，从而引起受热面变形、破裂等问题。例如，某电厂一台300MW的循环流化床锅炉，由于积灰导致受热面变形，最终导致锅炉停机检修，维修费用高达数十万元。此外，积灰还会堵塞烟道、除尘器等设备，降低其工作效率，增加运行成本。

1.3积灰的类型及成因

(1)循环流化床锅炉的积灰主要分为飞灰和床层灰两种类型。飞灰是指在锅炉内燃烧过程中产生的细小颗粒，其粒径一般在0.1微米到100微米之间。床层灰则是指在锅炉床层中形成的较大颗粒，其粒径一般在100微米到1毫米之间。以某电厂为例，飞灰占锅炉总积灰量的70%，床层灰占30%。

(2)积灰的成因主要包括燃料特性、锅炉设计、运行参数和烟气成分等方面。首先，燃料中的矿物质含量高会导致燃烧过程中产生大量飞灰。例如，某电厂使用的一种高硫、高灰分的煤，其飞灰含量高达40%。其次，锅炉的设计缺陷，如燃烧器布置不合理、床层高度不足等，也会导致积灰。某电厂一台锅炉因床层高度不足，导致床层灰大量积累，影响锅炉正常运行。此外，运行参数如风量、床温等不适宜也会促进积灰的形成。

(3)烟气成分也是导致积灰的重要原因之一。烟气中的SO2、NOx等酸性气体与烟气中的水蒸气、氧气等反应，生成硫酸盐、硝酸盐等，这些物质在锅炉内壁沉积，形成酸雾。这种酸雾在高温下会分解成酸性气体和盐粒，进一步促进积灰。在某电厂的一台锅炉中，由于烟气中的SO2含量过高，导致锅炉内壁积灰严重，锅炉效率下降，并增加了脱硫脱硝系统的负担。

二、循环流化床锅炉积灰的成因分析

2.1燃料特性对积灰的影响

(1)燃料特性对循环流化床锅炉积灰的影响显著。燃料中的矿物质含量是影响积灰的关键因素之一。例如，某电厂使用的煤炭中矿物质含量高达25%，在燃烧过程中产生了大量的飞灰，导致锅炉积灰量增加。据