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)計煤種偏離較大。在燃用劣質(zhì)煤時,除了鍋爐的安全、經(jīng)濟方面會受到較大影響外,鍋爐還極易產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象。在運行中鍋爐受熱面結(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)定運行。較多電廠使用液體鍋爐除焦劑的經(jīng)驗表明,液體除焦劑能在一定程度上清除鍋爐陳舊焦渣,同時可抑制新焦產(chǎn)生,從而保持鍋爐受熱面清潔,效果顯著,值得推廣。
在火電廠的生產(chǎn)過程中,鍋爐燃用劣質(zhì)煤時,會產(chǎn)生較嚴重的結(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,嚴重時可能引起受熱面爆管事故。當大塊爐渣落下時,可能會砸壞水冷壁管,甚至造成鍋爐滅火。此外,大塊爐渣還會造成撈渣機跳閘,爐底水封破壞,影響鍋爐的安全運行,嚴重時會造成設(shè)備損壞、人身傷害等事故。
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)機理是提高焦層共熔物的熔點,使其進行二次燃燒。400 ℃時,除焦劑會與焦層中的有機物發(fā)生自燃;700 ℃時,在氣流的作用下,除焦劑會與焦層中的炭沫、硫磺和其他可燃物質(zhì)進行碰撞、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,使焦層的晶體由堅硬的鈉長石和鈣長石改變?yōu)槭杷傻氖⒑湍獊硎取?/p>
鍋爐運行中,從現(xiàn)場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。使用一段時間后,可在一定程度上清除鍋爐陳舊焦渣,同時抑制新焦渣的產(chǎn)生,保持鍋爐受熱面清潔。
某電廠600 MW機組鍋爐結(jié)焦后,在燃燒工況發(fā)生變化或大焦塊無法承受自重時,焦塊會發(fā)生脫落。當炙熱的大焦塊掉落至渣井的瞬間,會產(chǎn)生大量水蒸氣,發(fā)生氫爆現(xiàn)象,引起爐膛負壓劇烈波動。嚴重時會將撈渣機渣井兩側(cè)的檢修孔門沖開,導(dǎo)致爐底水封損壞;或者使撈渣機液壓關(guān)斷門搖臂嚴重變形或液壓關(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。
針對鍋爐結(jié)焦嚴重的情況,電廠采用了速特威2633液體鍋爐除焦劑進行除焦。該產(chǎn)品的研制應(yīng)用了國外先進技術(shù),同時結(jié)合了我國國內(nèi)的燃料特點,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,使其不可能粘附在金屬壁面上;二是可以起到強烈的助燃作用,使共熔物與炭?;旌象w粘附在墻壁之前,充分燃燒。此外,對于已形成的焦層,也可以使之松化并進一步燃燒,提高燃燒效率。
電廠使用除焦劑一段時期后,爐內(nèi)結(jié)焦明顯減少。在相同環(huán)境溫度及負荷工況下,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)代分析中心對使用除焦劑前后的焦樣成分進行了分析,結(jié)果如表1所示。
表1 使用除焦劑前后焦渣成分對照
(1)使用除焦劑可以減輕和清除鍋爐受熱面的結(jié)焦,強化鍋爐傳熱,在相同環(huán)境溫度及負荷工況下,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,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,供電煤耗降低了0.19 g/kWh;以全年度1臺機組發(fā)電35億kWh計,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)備運行可靠性,降低了設(shè)備故障率,減少了設(shè)備維護費用。