大唐林州热电有限责任公司发电部 河南省林州市 456500
摘要:火电厂锅炉系统是生产电力的主要设备之一,其能够保持安全、高效、稳定的运行状态,对电力企业提质增效改革具有重要意义。所谓火力发电主要是通过燃烧煤炭获得热能,然后借助热能转换装置将热能转化成机械能,再由发电装置将机械能转换成化学能,也就是社会生产和生活所需的电能。由此可见,火力发电就是能量转换的过程,而在此过程中锅炉系统占据着重要地位,其能够产生大量的水蒸汽为发电装置提供机械能,所以一旦锅炉系统出现问题,将直接影响火力发电的质量和效率。本文就火电厂防止锅炉结焦问题,展开了详细的分析和探索,并提出了一系列可行性防治措施,以期与行业内人士分享及交流。
关键词:电厂锅炉;结焦;原因;防治措施
1、火电厂锅炉结焦造成的危害
1.1性能受损
火电厂锅炉一旦发生结焦问题,最为直接的影响就是降低锅炉系统的综合性能,也就会严重降低火力发电的效应,最终会影响火电厂的经济效益。具体而言,炉膛内部结构发生结焦问题,会直接降低燃烧的质量和效率,如果结焦会引起过热器汽温升高等情况,如若不采取泄压降温措施就容易导致汽水管爆破问题,严重影响了锅炉运行的安全性能。
1.2寿命缩短
锅炉结焦问题是火电厂生产中常见问题,当炉膛内生成大量焦炭物质后,如果不能及时清理就容易熔合成大体积焦块,并且在重力作用的影响下极有可能发生掉落问题,从而导致冷灰斗、水冷壁等装置面临砸坏的风险。部分组件或构件的损坏,将会对锅炉系统产生危害,造成停运,而维修次数增加也会影响锅炉的使用寿命,所以防止锅炉结焦问题至关重要。
2、锅炉结焦原因
2.1 炉膛结构
结合实际情况来看,电厂运行过程中,锅炉的炉膛结构尺寸也会直接影响到其结焦效果,尤其是炉膛内部容积的热负荷数值,对于煤炭燃烧的效果会产生极大的影响,同时还有可能会进一步影响到炉膛的整体温度以及出口位置的温度,特别是部分煤炭的灰熔点相对较低,在实际应用过程中,也就应该尽量选择容积较大的炉膛,这种类型的锅炉截面积较大,尽量选择矮胖型的炉膛,能够进一步提升辐射吸热效果,也能够有效降低烟气的温度,减少水冷壁结焦的现象。相反在炉膛上部的位置很容易由于受热不均匀而出现结焦的现象。锅炉运行过程中,如果煤质出现变化,煤粉的燃尽性也将会面临极大的改变,而这时在炉膛出口的受热面位置,很容易出现结焦的现象,因此进行锅炉设计时应进一步明确炉腔的容积热负荷,尽量减少锅炉结焦问题出现的概率。
2.2 煤质原因
火电厂运行过程中,煤炭作为最主要的燃料,其质量也存在较大的差异,如果在实际运行过程中,煤种质量不佳,也会导致锅炉运行中出现结焦的现象。举例来说,电厂购入的煤粉其中包含大量的碱性化合物,就会导致锅炉出现结焦的问题,由于煤粉的燃烧效果与其灰分有着非常紧密的联系,而含有大量的碱性化合物,就会进一步降低煤粉的灰熔点,进而出现结焦的现象,另外如果电厂选购的煤种中包含大量的氧化硅铝等,则出现结焦的概率要低,主要是由于煤粉中含有大量的氧化硅和铝,其灰熔点也会相对较高。再比如,电厂选购的煤粉气浓度较高也会进一步导致燃烧器出口,位置的热负荷显著上升,而煤粉与炉墙的位置较近,就会导致炉墙附近产生还原性气体,进而出现结焦的现象,如果电厂选购的煤粉中颗粒较粗,也很容易出现结焦的现象,主要是由于煤粒较粗,经过燃烧器以后就会脱离主流,而正在燃烧状态中的煤粒也会与水冷壁碰上,而这时就会产生结焦的问题。
2.3炉膛内温度
根据相关调查研究显示,锅炉出现结焦现象,还与燃烧区的温度有着非常紧密的联系,如果燃烧区温度高,那么灰很容易出现熔融、软化的现象,而这时结焦产生的概率相对要大。在正常炉腔温度下,一些灰熔点中等的煤炭并不会产生结焦的问题,而在热负荷集中的燃烧区域,当火焰温度较高时,灰熔点中等的煤炭就会出现结焦的现象,主要是由于炉膛内部的温度逐步上升,煤炭中含有的挥发性物质就会产生气化反应,在这种情况下,炉膛出口位置的温度较高,很容易导致其上臂受到高温受热面的影响,出现结焦的问题,如果出口位置的温度不均匀,在温度较高的部分也很容易出现结焦的现象。
3、火电厂锅炉防止结焦的措施
结合上述所述内容能够发现造成火电锅炉结焦问题的原因十分丰富,这就意味防止结焦问题的措施必须具备适应性、科学性、合理性等特征,如此才能有效应对多种情况的锅炉结焦问题。下面主要从燃料筛选、温度调控、及时清焦、人员培训等维度,提出了防止锅炉结焦的可行性措施:
3.1燃料筛选
煤炭是火电厂生产电力采用的主要燃烧原料,并且锅炉结焦问题与煤质有着密切联系,所以控制煤炭的质量有利于防止结焦问题的发生[3]。基于此,火电企业需要在燃烧原料选择方面采取控制措施,尽量选择符合燃烧标准的优质煤炭,同时还要对煤炭进行严格的筛选,确保煤炭完全满足锅炉燃烧的要求,此种情况下可以提高煤炭的燃烧效率,使煤炭处于充分燃烧的状态,进而降低锅炉结焦的概率。例如,火电企业针对煤炭原料配置专用的挑拣设备,及时筛除不符合锅炉燃烧标准的煤炭,从而为锅炉燃烧提供优质煤块。
3.2温度调控
锅炉炉膛内部温度是造成结焦问题的重要因素,为保障锅炉系统运转的安全性、高效性,以及防止锅炉发生结焦情况,应当对锅炉内部温度进行严格控制。例如,可以在锅炉系统中安置24小时监测设备,对锅炉炉膛温度进行实时监控,并由工作人员根据结焦特性将温度控制在合理范围。如此一来,通过科学调控锅炉炉膛温度,不但能够提高锅炉运行的效率,还可以防止锅炉结焦的现象,这就需要火电企业对锅炉系统进行改进,从而不断提高锅炉的功能性。
3.3及时清焦
结合对火电厂锅炉结焦问题的分析,发现很多时候是由于清焦不及时、清焦工作不到位,导致锅炉结焦情况愈发严重,所以在锅炉运行和停运时采取及时清焦措施。例如,在锅炉运行中,定期进行锅炉受热面吹灰,防止结焦扩大;在锅炉处于停止时,相关部门要安排专业人员对锅炉炉膛进行清理,尤其是已经发生结焦的部位和构件,从而保证炉膛内部受热面清洁。
3.4人员培训
火电厂锅炉管理人员是影响锅炉运行状态的关键元素,一般情况下管理人员专业知识、能力和职业素养优秀,能够更好的完成锅炉运行的各项工作,其中就包括了锅炉结焦问题处理工作。基于此,火电企业需要加大人才培养的力度,对锅炉管理人员实施定期培训,一来增强管理人员的责任意识,二来提高管理人员处理结焦问题的能力。另外,火电企业还要制定相关的管理制度,像是锅炉停运清焦制度、流程或标准,以及要求工作人员定期对锅炉系统进行维护保养,借此达到防止锅炉结焦的目的。
结语:锅炉作为电厂运行的重要设备之一,在实际运行过程中经常容易出现结焦的现象,影响到电厂的安全稳定运行。所以,为了能够全面提升电厂的运行效率,就需要及时预防和处理锅炉产生的结焦问题,尽量减少结焦现象,对电厂产生的不良影响,只有这样才能够充分发挥锅炉的运行价值,全面提升电厂的生产质量,为人们提供更加安全稳定的电能供应。
参考文献:
[1]湛芳.300MW低氮燃烧锅炉水冷壁防高温腐蚀与结焦的理论及试验研究[D].华中科技大学,2020.
[2]周永.浅谈电厂锅炉结焦的原因及改善对策[J].科学技术创新,2020(09):34-35.
[3]刘泰山.电厂锅炉结焦问题的原因分析及预防探讨[J].电子乐园,2021(009):000.
[4]倪涌彬.电厂锅炉结焦的原因及防治措施分析[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2022(11):3.