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锅炉影响积灰的因素

锅炉受热面上积灰是常见的现象，由于灰的导热系数小，因此积灰使热阻增加，热交换恶化，以致排烟温度升高，锅炉效率降低。积灰严重而形成堵灰时，会增加烟道阻力，使锅炉出力降低，甚至停炉清理。

影响积灰的因素

积灰程度与 烟气流速、飞灰颗粒度、管束结构特性等因素有关。

1烟气流速

积灰程度与烟气流速有很大的关系。烟气流速越高，灰粒的冲刷作用越大，因而背风面的积灰越少，迎风面的积灰更少甚至没有。如烟速小于2.5~3m/s时，迎风面也有较多的积灰，当烟气流速8~10m/s时，迎风面一般不沉积灰粒。

2 飞灰颗粒度

若果粗灰多，则冲刷作用大而积灰轻。如细灰多，则冲刷作用小而积灰较多。因此，液态除渣炉、油炉等的积灰比煤粉炉严重。

3 管束的结构特性

   错列布置的管束迎风面受冲刷，背风面受冲刷也较充分，故积灰比较轻。顺列不知的管束背风面受冲刷少，从第二排起，管子迎风面也不受正面冲刷，因此积灰较为严重。

如果减少纵向管间节距，对错列管束来说，由于背风面冲刷更强烈，所以积灰减轻；对顺列管束来说，相邻管子的积灰更容易搭积在一起，因此形成更严重的积灰。

   减小管子直径，飞灰冲击积灰会加大，因而积灰减轻。采用小管径管子制造锅炉受热面还有系数高、结构紧凑等优点，所以现时正得到广泛的应用。

重庆锅炉塌焦原因分析

锅炉塌焦是一个连续发生的过程，其脱落原因主要有：

1. 渣块累积过程中，在重力作用下渣块不断自然脱落；

2. 人为清洁受热面，利用吹灰选择性清除受热面上的渣块；

3. 由于变负荷过程中受热面受热不均，渣块与金属受热面收缩、膨胀程度不同产生应力，使渣块与受热面出现部分剥离，当渣块自身重力大于其粘附力时，渣块集中脱落。

炉灰在高温下软化，遇到受热面冷却并粘附在受热面上形成渣块。在锅炉变负荷情况下，因渣块与受热面膨胀系数不同产生应力，应力大小正比于炉膛温度的波幅及波动速率，在应力作用下渣块与受热面接触部分逐渐剥离，应力越大其剥离面积越大，相应粘附力越小，当粘附力不足以平衡其自身重力时渣块掉落。由于高负荷期间炉内温度较高，结渣程度远大于低负荷阶段，因此低负荷出现掉渣的概率大于高负荷阶段。4月16日#2炉塌焦，其原因正是长时间超低负荷运行中渣块冷却脱落所致。检修启动之后负荷率较高，特别是4月10日至14日，日均负荷达到80%以上，较低负荷也大于600MW。4月16日夜班，由于机组做单吸风机运行试验，负荷长时间维持400MW。由于该负荷为并网以来较低、维持时间长，对炉内温度冲击较大，大量以往在降负荷过程中未掉落的渣块集中脱落。

4月30日及5月2日两次锅炉塌焦，其原因略有差异。以往为控制受热面结渣程度，加仓方式上，利用结渣特性较好的大同煤与神木煤以1:4配比掺烧。但自4月27日中班起， #1/2机组进行燃煤直加仓实验，试验期间两台机组全部燃用神木煤，该煤种属易结渣煤种，直加仓期间炉内结渣速度及结渣量较以往大幅提高，受热面整体污浊程度有所增加，从实验期间再热汽温度、再热汽减温水量及炉膛出口烟温来看也证明了这一点，两次炉内塌焦的原因在于：

1. 由于神木煤灰熔点较低，以往采用混烧大同煤的方法来控制锅炉结渣程度。此次直加仓实验全部燃用神木煤，即使5月1日实验结束后，由于机组负荷较低，C仓大同煤实际配烧比例较低，燃煤仍以神木煤为主，无论从受热面结渣的速度还是结渣量来看，都有远大于以往水平。

2. 吹灰操作在解决锅炉受热面大面积结渣与再热汽温维持较高水准之间存在一定矛盾，其对吹灰程度的把握具有相当大的难度。在煤种多变的情况下，必然相应调整吹灰频率。由于对吹灰程度的把握有一认识过程，且运行人员对吹灰依据认识程度不同，各班在吹灰量的把握上存在差异，使得运行期间机组再热汽温及锅炉结渣情况出现一定波动。

3. 由于低负荷阶段吹灰条件不满足，吹灰时间及吹灰机会大大减少，进一步加剧了受热面结渣情况。

锅炉按燃烧方式可分为层式燃烧锅炉、悬浮燃烧锅炉、旋风燃烧锅炉和循环流化床锅炉。

其中悬浮燃烧锅炉常见的火焰型式有切向、墙式及对冲、U型、W型等数种。

切向燃烧切向燃烧是煤粉气流从布置在炉膛四角（六角，八角）的直流式燃烧器引入炉膛进行燃烧的方式。

一般一、二次风口常为间隔布置，各风口的几何中心线都分别与中央的一个或几个假想圆相切。

切向燃烧的特点是靠各角来的风粉混合物协同动作，在炉内形成一个强旋流火球燃烧。

煤粉的着火和切向燃烧方式要求炉膛截面接近正方形，这时会和尾部竖井中的烟气速度的选择发生矛盾。

煤粉着火和燃烧稳定性是靠点火三角区和上游邻角过来的高温火焰的对流传热支持。

火焰的形状不仅与燃烧器布置、参数有关，还与炉膛形状及假想切圆直径有关。

假想切圆直径大，有利于着火稳定性，但容易使煤粉气流刷墙造成炉壁结渣；切圆直径小，有助于减轻结渣，但邻角点燃作用延迟。

切向燃烧炉内旋转的火炬有利于煤粉的燃尽；但是炉膛出口的残余旋流易引起烟温偏差、流量偏差，对过热器、再热器管工作不利。对冲燃烧方式将一定数量的旋流燃烧器布置在两面相对的炉墙上，形成对冲火焰的燃烧方式。

旋流式燃烧器主要靠自身形成的回流卷吸燃烧室内高温烟气来加热点燃煤粉，因此形成基本独立的火炬。

对冲布置的火炬在燃烧室中心相遇对冲，然后转弯向上。

与燃烧器前墙布置相比，前后墙对冲布置时，炉内火焰充满情况较好，火焰在炉膛中部对冲，有利于增强扰动。

旋流式燃烧器前后墙对冲布置和直流式燃烧器切向布置相比，其主要优点是上部炉膛宽度方向上的烟气温度和速度分布比较均匀，使过热蒸汽温度偏差较小，并可降低整个过热器和再热器的金属高点温度。

另外，墙式对冲燃烧方式以烟气挡板改变流经低温过热器及低温再热器的烟气量，从而调节再热汽温度。这种调节方式较四角燃烧炉多以摆动燃烧器在垂直方向角度的方式要有效，运行中再热器可不投减温水，使循环热效率不会因喷入减温水而降低。

近几年投运的墙式燃烧大型锅炉燃用神府东胜等煤时出现了结渣问题，其中炉膛容积大的锅炉防渣性能较差，说明并非仅强调较低的容积及截面热负荷即可有效缓解炉内结渣。

旋流燃烧器的类型、结构，燃烧器的布置可能起着相当重要作用。

因此，对对冲燃烧方式，旋流燃烧器的选型是重要的，同时还要控制单支燃烧器的功率，以及燃烧器区壁面热负荷。W型火焰燃烧方式将直流或弱旋流式燃烧器布置在燃烧室前后墙炉拱上，使火焰开始向下，再折回向上，在炉内形成W状火焰的燃烧方式。

W型火焰燃烧方式由于炉膛温度水平高，NOx生成量高。为了提高着火稳定性，减少NOx生成量，新设计的锅炉常将部分二次风分别由前后墙引入，并用垂直下行一、二次风动量与近似水平对冲的部分二次风和（或）三次风的动量比来调节W火焰的形状。

根据燃用煤质的不同，W形火焰燃烧室四周敷设适量的卫燃带，用以提高火焰温度和燃尽度。

W型火焰燃烧方式相对于前几种燃烧方式而言，下炉膛的截面积偏大，且四周敷设卫燃带，可使煤粉火焰具有较高温度，而又不易冲墙，减少结渣的危险；但是，由于炉膛截面积大，形状复杂，锅炉本体造价大致要增加15％-25％。

另外，形成和控制W型火焰使充满整个炉膛，要求成熟的设计经验和较高的运行水平。

W型火焰燃烧方式对难燃的贫煤及无烟煤在燃烧稳定性上优于四角和墙式燃烧方式。