除焦劑在電廠鍋爐中的應(yīng)用

趙俊彬，田 建，周 鋒

(中電投河南電力有限公司開封發(fā)電分公司，河南 開封 475002)

由于近年來煤炭供應(yīng)日趨緊張，火電廠鍋爐燃用煤質(zhì)與設(shè)計(jì)煤種偏離較大。在燃用劣質(zhì)煤時(shí)，除了鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)方面會(huì)受到較大影響外，鍋爐還極易產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。在運(yùn)行中鍋爐受熱面結(jié)焦是非常普遍且難以解決的棘手問題，它直接影響到鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。較多電廠使用液體鍋爐除焦劑的經(jīng)驗(yàn)表明，液體除焦劑能在一定程度上清除鍋爐陳舊焦渣，同時(shí)可抑制新焦產(chǎn)生，從而保持鍋爐受熱面清潔，效果顯著，值得推廣。

1 鍋爐結(jié)焦的危害

在火電廠的生產(chǎn)過程中，鍋爐燃用劣質(zhì)煤時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的結(jié)焦現(xiàn)象。鍋爐受熱面結(jié)焦后，傳熱能力下降，爐內(nèi)吸熱減少，導(dǎo)致煙溫升高，鍋爐排煙損失增大，鍋爐熱效率降低，嚴(yán)重時(shí)可能引起受熱面爆管事故。當(dāng)大塊爐渣落下時(shí)，可能會(huì)砸壞水冷壁管，甚至造成鍋爐滅火。此外，大塊爐渣還會(huì)造成撈渣機(jī)跳閘，爐底水封破壞，影響鍋爐的安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備損壞、人身傷害等事故。

2 鍋爐除焦劑的作用原理

鍋爐除焦劑通過與鍋爐內(nèi)的焦塊發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使焦塊疏松并使其完全燃燒，最后通過煙道將產(chǎn)生的塵灰排出。

除焦劑的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理是提高焦層共熔物的熔點(diǎn)，使其進(jìn)行二次燃燒。400 ℃時(shí)，除焦劑會(huì)與焦層中的有機(jī)物發(fā)生自燃；700 ℃時(shí)，在氣流的作用下，除焦劑會(huì)與焦層中的炭沫、硫磺和其他可燃物質(zhì)進(jìn)行碰撞、摩擦，發(fā)生燃燒和微爆現(xiàn)象，使焦層松化。除焦劑能深入焦層內(nèi)部，改變焦層的晶格，使焦層的晶體由堅(jiān)硬的鈉長(zhǎng)石和鈣長(zhǎng)石改變?yōu)槭杷傻氖⒑湍獊硎取?/p>

鍋爐運(yùn)行中，從現(xiàn)場(chǎng)將壓縮空氣接入藥罐，通過觀火孔向火焰區(qū)噴入一定量的液體除焦劑。使用一段時(shí)間后，可在一定程度上清除鍋爐陳舊焦渣，同時(shí)抑制新焦渣的產(chǎn)生，保持鍋爐受熱面清潔。

3 鍋爐除焦劑的實(shí)際應(yīng)用

3.1 使用除焦劑前的情況

某電廠600 MW機(jī)組鍋爐結(jié)焦后，在燃燒工況發(fā)生變化或大焦塊無法承受自重時(shí)，焦塊會(huì)發(fā)生脫落。當(dāng)炙熱的大焦塊掉落至渣井的瞬間，會(huì)產(chǎn)生大量水蒸氣，發(fā)生氫爆現(xiàn)象，引起爐膛負(fù)壓劇烈波動(dòng)。嚴(yán)重時(shí)會(huì)將撈渣機(jī)渣井兩側(cè)的檢修孔門沖開，導(dǎo)致爐底水封損壞；或者使撈渣機(jī)液壓關(guān)斷門搖臂嚴(yán)重變形或液壓關(guān)斷門無法正常開、關(guān)，造成爐底漏風(fēng)，甚至使液壓關(guān)斷門受到?jīng)_擊而脫落。

3.2 使用液體除焦劑后的情況

針對(duì)鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重的情況，電廠采用了速特威2633液體鍋爐除焦劑進(jìn)行除焦。該產(chǎn)品的研制應(yīng)用了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)結(jié)合了我國(guó)國(guó)內(nèi)的燃料特點(diǎn)，是一種高效節(jié)能的鍋爐除焦產(chǎn)品，適用于以煤、油等為燃料的各種型號(hào)的鍋爐，具有除焦、助燃、防腐以及減少環(huán)境污染等功能。該產(chǎn)品在高溫環(huán)境中的應(yīng)用，一是可以提高共熔物熔點(diǎn)，使其不可能粘附在金屬壁面上；二是可以起到強(qiáng)烈的助燃作用，使共熔物與炭?；旌象w粘附在墻壁之前，充分燃燒。此外，對(duì)于已形成的焦層，也可以使之松化并進(jìn)一步燃燒，提高燃燒效率。

電廠使用除焦劑一段時(shí)期后，爐內(nèi)結(jié)焦明顯減少。在相同環(huán)境溫度及負(fù)荷工況下，排煙溫度降低7 ℃，過熱器后煙溫降低約30～40 ℃，排煙熱損失大幅降低；主汽及再熱減溫水降低約5 t/h。此外，電廠還委托南京大學(xué)現(xiàn)代分析中心對(duì)使用除焦劑前后的焦樣成分進(jìn)行了分析，結(jié)果如表1所示。

表1 使用除焦劑前后焦渣成分對(duì)照

4 使用液體除焦劑的經(jīng)濟(jì)效益

(1)使用除焦劑可以減輕和清除鍋爐受熱面的結(jié)焦，強(qiáng)化鍋爐傳熱，在相同環(huán)境溫度及負(fù)荷工況下，排煙溫度降低了7 ℃。以排煙溫度升高1 ℃影響供電煤耗約0.187 g/kWh計(jì)，供電煤耗降低了1.309 g/kWh；以過熱器減溫水增加1 t/h影響供電煤耗0.0126 g/kWh，再熱器減溫水增加1 t/h影響供電煤耗0.066 g/kWh計(jì)，供電煤耗降低了0.19 g/kWh；以全年度1臺(tái)機(jī)組發(fā)電35億kWh計(jì)，總共節(jié)約煤約5 000 t，節(jié)約資金約400萬元，而全年度消耗除焦劑資金約100萬元。

(2)提高了鍋爐燃燒穩(wěn)定性及設(shè)備運(yùn)行可靠性，降低了設(shè)備故障率，減少了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。