¿Cuáles son los peligros de la coquización a alta y baja temperatura en las calderas?
1. Causas de la coquización en caldera
1.
La causa fundamental de la coquización es la deposición de cenizas fundidas sobre la superficie de calentamiento. Se puede observar que el punto de fusión de la ceniza es la clave para la coquización.
La tendencia a la incrustación y la coquización de las cenizas de carbón en superficies de calentamiento a alta temperatura se puede juzgar por la temperatura del punto de fusión de las cenizas y los componentes principales de las cenizas. Por lo general, la tendencia a la coquización se puede juzgar por la relación calcio-ácido, la relación silicio-aluminio, la relación hierro-calcio y el valor de silicio en las cenizas, y la fracción de masa de Na2O se puede utilizar para juzgar el grado de contaminación.
El punto de fusión de la ceniza está relacionado con la composición química de la ceniza, las propiedades del medio que rodea la ceniza y la concentración de la ceniza. La composición química de las cenizas y la proporción del contenido de cada componente determinan el punto de fusión de las cenizas. El punto de fusión de la ceniza es inferior al punto de fusión más bajo de su mezcla. Cuanto menor sea el punto de fusión de las cenizas, más fácil será que se coque la superficie de calentamiento de la caldera. El punto de fusión de la ceniza está relacionado con las propiedades del medio que rodea la ceniza. Cuando existen gases reductores como CO y H2 en los gases de combustión, el punto de fusión de las cenizas disminuye aproximadamente 200°C. Esto se debe a que el gas reductor puede reducir el Fe2O3 de alto punto de fusión en la ceniza al FeO de bajo punto de fusión, y la diferencia de temperatura de fusión entre los dos es de 200 ~ 300 °C. El punto de fusión de las cenizas también está relacionado con la concentración de cenizas en los gases de combustión. En las mismas condiciones, el contenido de cenizas en el carbón es diferente y el punto de fusión de las cenizas también cambiará. Esto se debe a que cuanto más frecuentemente los componentes de la ceniza entran en contacto entre sí durante el proceso de calentamiento, más oportunidades tendrán de combinarse, descomponerse y fundirse, y mayor será la posibilidad de un punto de fusión más bajo.
2. La coquización está relacionada con el ángulo de inyección del quemador.
Si el ángulo de instalación del quemador está torcido, el quemador en sí está defectuoso, el círculo tangente del quemador es demasiado grande, el flujo de aire de carbón pulverizado se desvía y la fricción con la superficie de la pared a menudo conduce a graves coquización de la caldera.
3. La coquización está relacionada con el ajuste de la combustión.
El ajuste de la combustión no es razonable, la presión del aire primario es demasiado baja, la velocidad del viento es demasiado baja, el polvo de carbón es demasiado fino, ignición prematura, la velocidad del aire secundario es demasiado alta, la distribución del volumen de aire en las cuatro esquinas es desigual, la cantidad de polvo en los cuatro quemadores de las esquinas es desigual, etc. La razón hará que el flujo de aire del carbón pulverizado roce contra la pared y provoque coquización. Si la distribución del aire no es razonable o el volumen de aire es insuficiente durante el funcionamiento de la caldera y el contenido de oxígeno es bajo, se generará una atmósfera reductora en la caldera. Cuando se inyecta aceite y la combustión es estable, la pistola de aceite superior se usa para concentrar la carga de calor en el área de aire primario superior, lo que hace que la temperatura del horno local sea alta y alcance el punto de fusión de las cenizas, lo que provoca coque en la caldera.
4. La coquización está relacionada con las fugas de aire en los equipos de calderas.
Las fugas de aire en el horno y el sistema de pulverización aumentan la cantidad de aire que ingresa al horno, reducen el nivel de temperatura en la cámara de combustión y retrasan el proceso de combustión. La fuga de aire de la tolva de ceniza fría elevará el centro de la llama y la alargará, lo que provocará que la temperatura del humo en la salida del horno aumente y fácilmente provocará que el filtro se coque. La fuga de aire del precalentador de aire no sólo aumenta el consumo de energía del ventilador de tiro inducido, sino que también hace que parte del aire suministrado entre en el conducto de humos, lo que fácilmente puede provocar una falta de aire en el horno.
2. Los peligros de la coquización en caldera:
1. La coquización hará que la temperatura del vapor sobrecalentado aumente y que la temperatura del vapor sobrecalentado y del vapor recalentado aumente. e incluso causar que la temperatura del vapor aumente, la tubería explote; la coquización reducirá la producción de la caldera y, en casos severos, provocará un apagado forzado, acortará la vida útil del equipo de la caldera y aumentará la pérdida de humo; la eficiencia de la caldera disminuirá; el consumo de energía del ventilador de tiro inducido aumentará porque la coquización suele ser desigual, la refrigeración por agua La escoria de las paredes afectará negativamente a la seguridad de la circulación del agua de las calderas de circulación natural y a la desviación térmica de las paredes enfriadas por agua de circulación forzada; calderas.
2. La coquización forma fácilmente bloques de escoria, lo que dificulta el transportador de escoria y la trituradora de escoria y, en ocasiones, provoca disparos por sobrecarga. En casos severos, la zanja de escoria está obstruida y requiere una operación con carga reducida.
3. Si el coque se funde en trozos grandes, caerá desde arriba debido a la gravedad, provocando la ruptura de la pared de agua de la tolva de cenizas frías. Una carga baja provocará una combustión inestable o incluso un incendio debido a una gran cantidad de desenfoque.
4. Si todas las paredes de agua están coquizadas, el horno sólo se puede apagar para la eliminación manual del coque.
5. Después de que un gran trozo de coque en la caldera cae detrás del recogedor de escoria, se genera instantáneamente una gran cantidad de vapor de agua, destruyendo el sello de agua del recogedor de escoria. Una gran cantidad de aire frío se filtra al fondo de la caldera, deteriorando gravemente el quemador. Las condiciones de ignición de la llama de carbón pulverizado en el área (especialmente el área inferior del quemador) hacen que la presión negativa en el horno fluctúe violentamente (por encima del límite), haciendo que la caldera extinga el fuego.
3. Métodos para prevenir la coquización de la caldera
1. En términos de funcionamiento
1) Elija oxígeno de funcionamiento razonable.
El contenido de oxígeno en el funcionamiento de la caldera es la atmósfera oxidante o reductora de la caldera, que tiene una gran influencia en la coquización de la caldera. Si la caldera funciona con un bajo contenido de oxígeno, la atmósfera reductora en el horno es fuerte, el punto de fusión de las cenizas del carbón disminuye y la caldera es propensa a coquizarse. Esto se debe a que el punto de fusión de las cenizas disminuye a medida que aumenta el contenido de hierro, y el efecto del hierro sobre el punto de fusión de las cenizas también está relacionado con las propiedades del gas en el horno. En la atmósfera oxidante del horno, el hierro puede existir en forma de Fe2O3 y su punto de fusión disminuye lentamente a medida que aumenta el contenido de hierro. En la atmósfera reductora (oxígeno insuficiente) en el horno, el Fe2O3 se reducirá a FeO y el punto de fusión de la ceniza disminuirá rápidamente. ¿Es más probable que el FeO forme 2FeO? El punto de fusión de las cenizas de sílice es de solo 65438 ± 0065 ℃.
Cuando la calidad del carbón fluctúa, el operador no puede hacer ajustes de acuerdo con la situación real, lo que resulta en que el modo de combustión y distribución de aire de la caldera no esté en el mejor estado, en particular, las partículas de carbón pulverizado en la parte superior. La boquilla tiene poca combustibilidad y algunas partículas grandes de carbón pulverizado no hay combustión en la salida del horno, lo que provoca una alta temperatura de los gases de combustión y una coquización severa en la salida del horno. Debido a la gran sección transversal del horno, la carga de calor es pequeña; cuando la calidad del carbón se deteriora, la adaptabilidad del rendimiento de combustión del carbón pulverizado no es fuerte.
Aumentar el contenido de oxígeno de la caldera para evitar atmósfera reductora en la caldera. Fortalezca el soplado de hollín en el horno, especialmente en áreas clave, y aumente la frecuencia del soplado de hollín. Si el oxígeno de funcionamiento aún es bajo, reduzca la carga adecuadamente si es necesario. Debido a que el área principal de coquización está en la salida del horno, es fácil bloquear el conducto de humos, aumentar la resistencia de los gases de combustión y la salida del ventilador de tiro inducido es aún menos potente. Es necesario evitar el círculo vicioso de la coquización y. reduciendo la atmósfera. Al revisar la unidad, concéntrese en limpiar el precalentador de aire para reducir la resistencia del conducto de aire y aumentar la potencia del ventilador.
2) Elegir una temperatura de salida del horno razonable.
La caldera realiza pruebas de ajuste de combustión optimizadas, monitorea en línea la temperatura de los gases de combustión de salida del horno (o la temperatura de la pared del tubo de la superficie de calentamiento de alta temperatura) y establece un sistema de guía de operación optimizado en línea con la premisa de garantizar que la los parámetros principales están calificados mediante ajustes razonables. La apertura de la compuerta operativa y la cantidad de oxígeno operativo de cada aire primario y secundario garantizan que los parámetros principales estén calificados y que la temperatura de salida del horno sea inferior al punto de fusión de las cenizas de carbón para evitar la coque en el punto de fusión. salida del horno midiendo la temperatura de los gases de combustión a la salida del horno, la temperatura del vapor sobrecalentado y la caldera. El monitoreo en línea de varios parámetros operativos, como la carga, el oxígeno de combustión y la temperatura de los gases de combustión, también puede evaluar si se producirá coquización en la salida del horno de la caldera, evitando así el horno. coquización cuando la caldera quema diferentes tipos de carbón y obteniendo la máxima eficiencia de la caldera.
3) Asegure una buena mezcla de aire y combustible, evite la formación de una atmósfera reductora cerca de la pared de agua y evite la acumulación local severa de polvo y coquización.
Cuando la ubicación, la velocidad del viento y el diseño del volumen de aire del aire primario y secundario no son razonables, aunque el volumen total de aire en el horno es grande, todavía habrá coque caliente y oxígeno volátil en las áreas locales. , lo que resulta en una atmósfera reductora local. Cuando el contenido de oxígeno en los gases de combustión de una caldera de carbón pulverizado es inferior a 3, el contenido de CO aumentará bruscamente debido a la falta local de oxígeno.
4) Tome diversas medidas operativas para controlar el nivel de temperatura en el horno.
La alta temperatura en el horno vaporizará o sublimará algunos óxidos alcalinos volátiles en el carbón (por encima de 1400 grados), causando que los compuestos de metales alcalinos se condensen en la superficie de calentamiento (1000~1100 grados). Los metales alcalinos se condensan directamente sobre la superficie calentada, formando una ceniza densa y muy viscosa. Puede formar condiciones para la reacción de sulfato de compuestos de bajo punto de fusión en la capa de ceniza inicial y también puede mejorar la adhesión de la capa exterior de ceniza que contiene compuestos alcalinos y acelerar el desarrollo del proceso de deposición de ceniza. Las cenizas de carbón están en estado fundido o semifundido y las cenizas fundidas se adherirán directamente a la superficie calentada, provocando una coquización severa.
Medidas: aumentar el coeficiente de exceso de aire durante la operación, aumentar la uniformidad de la distribución del aire, evitar que una carga de calor local excesiva genere una atmósfera reductora local, ajustar la uniformidad de la distribución del aire en polvo en las cuatro esquinas y evitar Para evitar que el flujo de aire primario lave directamente la pared, adopte la operación de reducción de carga cuando sea necesario.
5) Un buen campo aerodinámico en el horno es un requisito previo para evitar la coquización. Cuando la ceniza choca con la pared del horno, si permanece en un estado ablandado o fundido, se adherirá fácilmente a la pared del horno y formará escoria. Por lo tanto, el centro de combustión debe mantenerse moderado para evitar que el centro de la llama se desvíe y se adhiera.
6) La concentración de carbón pulverizado en las cuatro esquinas y la distribución del aire de cada quemador debe ser lo más uniforme posible.
La distribución desigual de la cantidad de carbón pulverizado en la boquilla de carbón pulverizado conducirá inevitablemente a una falta local de oxígeno y una distribución desigual de la carga en el horno. En caso de que el aire de combustión sea insuficiente, se producirá una situación de coquización en el horno. empeorar. Cuando la distribución del aire del quemador es desigual, o la carga de la caldera se reduce y el quemador funciona sin caerse ni caerse, el centro de la llama en el horno se desviará. Cuando esté en funcionamiento, intente nivelar el volumen de aire en las cuatro esquinas para evitar fugas en las esquinas.
7) Carbón en polvo con finura adecuada.
El carbón pulverizado es relativamente grueso y la antorcha se extenderá y el polvo grueso eliminará directamente la superficie de calentamiento debido a la inercia. Además, la temperatura de combustión del carbón pulverizado grueso es mucho más alta que la del gas de combustión y la relación de fusión es alta, lo que fácilmente puede causar coquización después del lavado de las paredes. Pero el polvo de carbón demasiado fino también puede causar problemas. Primero, el consumo de energía es alto, lo que afectará la producción de molienda. En segundo lugar, la temperatura de los gases de combustión a la salida del horno aumenta, lo que fácilmente puede provocar coquización.
8) Aumentar adecuadamente la velocidad del viento primario puede reducir la coquización cerca del quemador.
Aumentar la velocidad del viento primario puede retrasar la ignición del carbón pulverizado, haciendo que el punto de ignición se aleje más del quemador, y el área de alta temperatura de la llama también se moverá hacia el centro del horno. en consecuencia, evitando así coquización adicional en la boquilla.
Aumentar la velocidad del viento primario también puede aumentar la rigidez del chorro de viento primario, reducir la deflexión causada por la presión estática en ambos lados del chorro y evitar que el viento primario frote directamente la superficie de la pared y provocando coquización.
Tenga en cuenta que el aumento de la velocidad del viento primario está limitado por las condiciones de ignición del carbón pulverizado.
9) El campo de temperatura a la salida del horno debe ser lo más uniforme posible.
La reducción de la rotación residual en la salida del horno y la distribución uniforme de la temperatura pueden hacer que la temperatura de los gases de combustión en el denso haz de tubos de convección sea inferior a la temperatura de coquización. Aplique un contracorte de aire secundario para reducir la rotación residual.
10) Mezclado con distintos tipos de carbón.
La mezcla de carbón puede combinar el contenido de cenizas y las características de coque del carbón mezclado hasta cierto punto. Las cenizas de carbón con un punto de fusión bajo todavía se depositan en la superficie de calentamiento, mientras que las cenizas sólidas con un punto de fusión alto tienen un cierto efecto de fregado en la superficie de calentamiento, lo que reduce la cantidad de deposición.
11) Distribución del aire.
Elevada carga y viento de fondo. Fortalecer el soplado de hollín del horno para evitar que las cenizas de baja carga causen alteraciones adversas en la combustión de la caldera.
2. Combinación de descoquización química durante la combustión
A partir del análisis de la coquización en diferentes calderas de centrales eléctricas nacionales y extranjeras, los expertos han llegado a una conclusión coherente: no importa cómo sea su caldera. Diseñado, ¿Cómo hacer ajustes cuidadosos durante el funcionamiento? ¡Ninguna caldera de carbón en el mundo puede prevenir por completo el problema de la coquización de la caldera! Según el estado actual del desarrollo científico y tecnológico, la descoquización química por combustión debería ser la única forma mejor en la actualidad.