除焦剂在电厂锅炉中的应用

赵俊彬，田 建，周 锋

(中电投河南电力有限公司开封发电分公司，河南 开封 475002)

由于近年来煤炭供应日趋紧张，火电厂锅炉燃用煤质与设计煤种偏离较大。在燃用劣质煤时，除了锅炉的安全、经济方面会受到较大影响外，锅炉还极易产生结焦现象。在运行中锅炉受热面结焦是非常普遍且难以解决的棘手问题，它直接影响到锅炉的安全稳定运行。较多电厂使用液体锅炉除焦剂的经验表明，液体除焦剂能在一定程度上清除锅炉陈旧焦渣，同时可抑制新焦产生，从而保持锅炉受热面清洁，效果显著，值得推广。

1 锅炉结焦的危害

在火电厂的生产过程中，锅炉燃用劣质煤时，会产生较严重的结焦现象。锅炉受热面结焦后，传热能力下降，炉内吸热减少，导致烟温升高，锅炉排烟损失增大，锅炉热效率降低，严重时可能引起受热面爆管事故。当大块炉渣落下时，可能会砸坏水冷壁管，甚至造成锅炉灭火。此外，大块炉渣还会造成捞渣机跳闸，炉底水封破坏，影响锅炉的安全运行，严重时会造成设备损坏、人身伤害等事故。

2 锅炉除焦剂的作用原理

锅炉除焦剂通过与锅炉内的焦块发生化学反应，使焦块疏松并使其完全燃烧，最后通过烟道将产生的尘灰排出。

除焦剂的化学反应机理是提高焦层共熔物的熔点，使其进行二次燃烧。400 ℃时，除焦剂会与焦层中的有机物发生自燃；700 ℃时，在气流的作用下，除焦剂会与焦层中的炭沫、硫磺和其他可燃物质进行碰撞、摩擦，发生燃烧和微爆现象，使焦层松化。除焦剂能深入焦层内部，改变焦层的晶格，使焦层的晶体由坚硬的钠长石和钙长石改变为疏松的石英和莫来石等。

锅炉运行中，从现场将压缩空气接入药罐，通过观火孔向火焰区喷入一定量的液体除焦剂。使用一段时间后，可在一定程度上清除锅炉陈旧焦渣，同时抑制新焦渣的产生，保持锅炉受热面清洁。

3 锅炉除焦剂的实际应用

3.1 使用除焦剂前的情况

某电厂600 MW机组锅炉结焦后，在燃烧工况发生变化或大焦块无法承受自重时，焦块会发生脱落。当炙热的大焦块掉落至渣井的瞬间，会产生大量水蒸气，发生氢爆现象，引起炉膛负压剧烈波动。严重时会将捞渣机渣井两侧的检修孔门冲开，导致炉底水封损坏；或者使捞渣机液压关断门摇臂严重变形或液压关断门无法正常开、关，造成炉底漏风，甚至使液压关断门受到冲击而脱落。

3.2 使用液体除焦剂后的情况

针对锅炉结焦严重的情况，电厂采用了速特威2633液体锅炉除焦剂进行除焦。该产品的研制应用了国外先进技术，同时结合了我国国内的燃料特点，是一种高效节能的锅炉除焦产品，适用于以煤、油等为燃料的各种型号的锅炉，具有除焦、助燃、防腐以及减少环境污染等功能。该产品在高温环境中的应用，一是可以提高共熔物熔点，使其不可能粘附在金属壁面上；二是可以起到强烈的助燃作用，使共熔物与炭粒混合体粘附在墙壁之前，充分燃烧。此外，对于已形成的焦层，也可以使之松化并进一步燃烧，提高燃烧效率。

电厂使用除焦剂一段时期后，炉内结焦明显减少。在相同环境温度及负荷工况下，排烟温度降低7 ℃，过热器后烟温降低约30～40 ℃，排烟热损失大幅降低；主汽及再热减温水降低约5 t/h。此外，电厂还委托南京大学现代分析中心对使用除焦剂前后的焦样成分进行了分析，结果如表1所示。

表1 使用除焦剂前后焦渣成分对照

4 使用液体除焦剂的经济效益

(1)使用除焦剂可以减轻和清除锅炉受热面的结焦，强化锅炉传热，在相同环境温度及负荷工况下，排烟温度降低了7 ℃。以排烟温度升高1 ℃影响供电煤耗约0.187 g/kWh计，供电煤耗降低了1.309 g/kWh；以过热器减温水增加1 t/h影响供电煤耗0.0126 g/kWh，再热器减温水增加1 t/h影响供电煤耗0.066 g/kWh计，供电煤耗降低了0.19 g/kWh；以全年度1台机组发电35亿kWh计，总共节约煤约5 000 t，节约资金约400万元，而全年度消耗除焦剂资金约100万元。

(2)提高了锅炉燃烧稳定性及设备运行可靠性，降低了设备故障率，减少了设备维护费用。