景長慧

大唐南京發(fā)電廠 210059

摘要：在電廠鍋爐運行中，積灰是較為常見的情況，對于鍋爐的熱效率將產生較大的影響。在本文中，將就電廠鍋爐受熱面積灰機理及其預防措施進行一定的研究。

關鍵詞：電廠鍋爐；受熱面積灰；機理；預防措施；

1 引言

在電廠運行中，燃煤是重要的能源類型，在燃煤實際燃燒中，不可避免的會產生一定數量的煙塵與飛灰，當這種帶灰氣流經過受熱面時，則會由于不同因素的影響使其逐漸在受熱面上沉積，最終形成積灰，進而對鍋爐的熱效率產生一定的負面影響。為了對該種情況進行解決，就需要我們能夠在把握積灰形成原理的基礎上予以針對性的防治。

2 積灰分類及危害

根據積灰形成部位以及自身形態(tài)的不同，可以將其分為以下幾種類型：第一，粘結性積灰。該類積灰又可以分為高溫以及低溫粘結性積灰。其中，高溫類型主要產生在鍋爐高溫對流受熱面區(qū)域，也可能產生在爐膛受熱面區(qū)域。在積灰粘結的過程中，會產生一定的化學反應、形成具有較高粘性的反應物，最終形成較為堅硬的粘結灰。低溫類型則主要形成在預熱器冷段區(qū)域，積灰與冷凝在管壁上的硫酸形成以硫酸鈣為基質的水泥狀硬質灰層；第二，松散性積灰。該種積灰類型主要是由于煙氣中的灰粒以物理方式在受熱面上沉積所形成的，具有著較為松散的質地特點。除了在空氣預熱器冷段位置非常容易形成低溫粘結性積灰來說，其他區(qū)域大部分都屬于松散積灰類型。而當具有較高含塵量煙氣流經高溫受熱面時，也會在灰層表面沉積而形成松散外灰層。

在鍋爐運行中，無論是何種類型的積灰，都將對鍋爐運行產生較大的負面影響。由于鍋爐受熱面積灰導熱系數較小，當產生積灰情況時，受熱面熱阻將逐漸增加，在降低傳熱效果的同時增加排煙熱損失，進而使鍋爐整體熱效率遭到降低。如果積灰情況較為嚴重，甚至會對煙氣通道產生堵塞，導致停爐情況發(fā)生。

3 電廠鍋爐受熱面積灰機理及其預防措施

3.1 松散性積灰

3.1.1 積灰區(qū)域

在鍋爐低溫再熱器以及過熱器的管背上非常容易形成具有松散特征的積灰層，其所處煙道位置的溫度一般在650℃左右，低熔灰已經成為固體顆粒狀態(tài)，且此時金屬氧化物蒸汽也已經完全凝結。在該種狀態(tài)下，煙氣流中所具有的顆粒大小一般都在200微米以下，當該種具有較多顆粒的氣流以橫向方式對管束進行沖刷時，則會在管背位置形成渦流區(qū)，其中，在30微米以下的灰粒則會附著在管道背風區(qū)域。由于煙氣流是以直接的方式對管道正面所具有的積灰進行沖刷，則會此區(qū)域積灰層的形成具有著一定的破壞效果，進而使管道背面同正面相比具有著更為嚴重的積灰現象。

3.1.2 積灰產生

在煙氣中，其中所具有的飛灰具有著不同的直徑。其中：細徑灰群會隨著煙氣流動表現出流線運動，且在管道表面的積灰情況較輕；粗徑灰群同細徑灰群相比則具有了更大的動能，其在對管道表面灰層進行撞擊時具有著一定的沖磨管壁的作用，且對此區(qū)域的灰層具有著一定的破壞；中徑灰群在實際圍繞管道進行流動時，由于灰粒在具有運動時存在著較強的慣性，則將直接同管道進行接觸并在管道外表面逐漸沉積，可以說是松散性積灰層形成的重要灰群。而正是基于上述特點，中徑灰和粗徑灰則具有著相反的作用，且中徑灰在管道表面的沉積以及粗徑灰對于管道的動態(tài)平衡情況將共同對最終的灰層厚度進行確定。即在一開始，飛灰會以較快的速度進行積聚，而當積灰達到一定厚度時，則會受到來自氣流的沖刷影響，并在長時間的沖掉灰、積聚灰的平衡下獲得穩(wěn)定厚度。

3.1.3 防治措施

對于松散性積灰，可以從以下方面進行防治：第一，要對吹灰裝置進行科學的設計與布置，并在實際運行時對合理的連續(xù)吹灰時間以及間隔時間進行確定；第二，在實際設計時，需要保證能夠具有合理的煙氣流速。對于額定負荷而言，一般情況下要保證煙速在5m以上，而對于具有較高升華物質含量的情況，則需要適當提升煙速；第三，可以按照錯列、緊湊以及小管徑的方式進行對管束進行布置。但對于具有較強粘結性以及易結渣的情況而言，則不適合使用該方式。

3.2 粘結性積灰

3.2.1 積灰區(qū)域

對于具有較低熔點的飛灰，其在爐膛高溫煙氣區(qū)一般呈現為揮發(fā)狀態(tài)，并隨著爐膛中煙氣流順著煙道流動。而高溫再熱器以及過熱器中，其煙道溫度一般都會在700℃以上，且在煙氣中還沒有完全凝固的低熔點灰也會凝固到再熱器以及過熱器的表面上最終形成粘性灰層。同時，部分高熔灰以及中熔灰也吸附在了粘性灰層當中，并在長期作用之下同煙氣中的三氧化硫在反應之后形成硫酸鹽灰層。隨著時間的發(fā)展、這部分灰層厚度的增加，其外表面溫度在逐漸提升的情況下，低熔點灰所具有的冷凝作用則會逐漸降低，且在已凝固灰層表面的中、高熔點灰則繼續(xù)進行動態(tài)沉積，最終形成容易清除、具有多孔松散特點的外灰層。而在內灰層方面，其內部堅實程度則稱之為燒結程度，其所具有的強度越大，灰層就越難以清除。其中，強度同燒結時間、氧化鉀元素含量以及管道溫度都具有著較為密切的關聯，且會隨著時間的發(fā)展強度逐漸增大。

3.2.2 積灰產生

在該種積灰方式中，堿金屬升華是非常重要的積灰產生原因：在燃燒過程中，燃料中存在的氧化鉀以及氧化鈉則會形成氣態(tài)類型，并隨著煙氣到達高溫對流受熱面區(qū)域。由于該區(qū)域所具有的相對溫度較低，這部分元素則將直接冷凝在表面位置。其中，所存在的金屬氧化物會同煙氣中存在的SO3發(fā)生反應生成硫酸鹽，且由于管壁鋼面也具有著一定的催化作用，也能夠在一定程度上加速該反應的發(fā)生。當硫酸鹽形成之后，其則會同飛灰中存在的氧化鐵等元素發(fā)生反應形成復合硫酸鹽，該產物在600至800℃間處于熔化狀態(tài)，且具有較強的粘性，并因此形成灰層。

3.2.3防治措施

對于粘結性積灰，可以按照以下方式進行防治：第一，要做好吹灰裝置的設置，在保證其數量能夠滿足要求的同時輔以不同的吹掃方式，以此獲得較好的綜合吹掃效果。而在鍋爐剛剛開始運行時，就需要對吹灰裝置進行投入，避免受熱面在已經粘貼灰分的情況下難以進行清除。而在實際運行中，則需要按照一定順序，以科學、定期的方式進行吹灰；第二，在對爐膛進行設計時，需要做好Qv以及Qa的選擇，避免含量過高，能夠較好的減輕結渣現象；第三，對對流受熱面進行正確的設計與布置。根據相關研究，錯列同順列相比具有著相對較好的積灰情況，而通過對橫向間距的適當加大，則可以有效降低管列間搭橋堵塞的情況。而如果所使用的燃料本身就具有著較為嚴重的粘結傾向，則可以大節(jié)距、順列方式對對流過熱器進行布置，能夠較好的起到降低積灰的效果。

4 結束語

在上文中，我們對電廠鍋爐受熱面積灰機理及其預防措施進行了一定的研究，需要在實際工作中能夠把握積灰類型，以針對性措施的應用做好處理。

參考文獻：

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