CN1563297A

CN1563297A - 锅炉酥焦除渣清灰剂

Info

Publication number: CN1563297A
Application number: CN 200410019016
Authority: CN
Inventors: 迟明港; 钱文军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2005-01-12

Abstract

一种锅炉酥焦除渣清灰剂。它是优选采用由二氧化硅、硼砂、碳酸钠、氧化铁红、氧化钙、氧化锌、氧化镁、氯化钠、氯化铜这9种化工原料混合配制成。它能通过其各成分的综合作用，针对锅炉干式结焦，使焦渣量变小、松散、易粉化脱落，针对锅炉低温湿式结焦，防止煤燃烧中硫酸凝出，使结灰渣或焦的结构变和疏松、易粉化脱落，能有效的进行酥焦、除渣、清灰，减轻了对锅炉的腐蚀，也减少了因结灰渣或焦而停炉的事故，提高了锅炉的热效率和使用寿命，节省资金和能源，且适用性广，适用于大型和中小型的锅炉，系一种新型的锅炉酥焦除渣清灰剂。

Description

锅炉酥焦除渣清灰剂

技术领域

本发明涉及一种固体燃料锅炉用的化学添加剂，尤其是一种燃煤锅炉的清灰除渣剂。

背景技术

随着燃煤锅炉的不断发展和技术进步，对锅炉的低耗高效节能的技术要求也越来越高。而燃煤锅炉的结焦、渣、积灰一直是困扰锅炉安全经济运行的一大难题，一方面是锅炉塌焦，造成灭火，影响锅炉的正常运行，严重者砸坏水冷壁，导致停炉检修，造成重大经济损失；另一方面是灰渣沉积附着在锅炉金属管壁上，影响热传导，灰渣的热阻是金属热阻的几百倍，易造成排烟温度升高，热效率降低，重者甚至造成爆管，影响锅炉的使用。为了减缓和预防锅炉结灰渣或焦，通常是除了优化锅炉结构设计和在锅炉上安装上电除尘或机械除尘设备外，多是采用了在锅炉运行过程中添加化学清灰除渣剂的方法。在公知技术中，现有的锅炉化学清灰除渣剂主要采用的钾钠基、铁基、铜基、钙镁基、铝基的化学除渣剂。它对于中小燃煤锅炉具有一定的效果。但其配方组成简单，又由于媒质不同差别较大，设备结构性能不一，相对于较大蒸发量的中大型锅炉，其除渣效果差，使用受到限制。

发明内容

为了克服现有技术之不足，本发明提供一种能针对锅炉干式结焦，使焦渣量变小、松散、易脱落，针对锅炉低温湿式结焦使焦结构变和疏松、易粉化脱落的新型锅炉清灰除渣剂。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：借鉴国内外研究成果，针对锅炉受热面形成灰渣或焦的原因及特性，经数次试验、检测、研究，优选采用了由二氧化硅、硼砂、碳酸钠、氧化铁红、氧化钙、氧化锌、氧化镁、氯化钠、氯化铜这9种化工原料，按重量配比为：二氧化硅5～15、硼砂12～18、碳酸钠10～18、氧化铁红3～10、氧化钙15～24、氧化锌6～15、氧化镁2～9、氯化钠8～15、氯化铜6～13混合配制成的新型锅炉酥焦除渣清灰剂。使用时，采用与燃煤混合添加，本发明的锅炉酥焦除渣清灰药剂加入量为所配燃煤量的万分之一至万分之五，即每10吨煤配加1～5公斤的本药剂。

本发明锅炉酥焦除渣清灰剂的清灰除渣、焦机理分析：由于锅炉受热面形成灰渣或焦的原因主要是因为固体燃料煤含有硫分、矿物杂质和水分等，在燃烧后硫变成SO₂，并有部分硫氧化生成SO₃，矿物杂质成为灰分，多是以金属或非金属氧化物的形式存在，诸如硅、铝、铁、镁、镍、钠、钾、钒等氧化物，燃料中的水分呈蒸汽态混于烟气中。根据烟气由燃烧室高温至烟囱低温的分布，受热面结灰渣或焦分为高温干式和低温湿式两种。a、高温干式结灰渣或焦首先以高温烟气中的SO₃与灰分中的Na₂O生成低熔点的Na₂SO₄，它附着在温度低于其熔点的高温受热面上，进而吸收SO₃生成焦硫酸钠Na₂S₂O₇；焦硫酸钠Na₂S₂O₇又与受热面的Fe₂O₃层反应，生成为熔点更低的硫酸铁钠复盐Na₃Fe(SO₄)₃，硫酸铁钠具有很强烈的腐蚀性，它腐蚀受热面的铁质生成Fe₃O₄。受热面在受到腐蚀生成的Fe₃O₄是高温干式结灰渣或焦的主要成分之一，同时因不断剥落而使锅炉受热面的厚度逐渐减薄。锅炉受热面上的附着和低熔点化合物硫酸钠、硫酸铁钠等会不断粘附高温烟气中的灰分，其中的一些金属氧化物会与SO₃反应生成相应的硫酸盐并逐步加厚，与高温腐蚀物一起形成高温干式结灰渣或焦。b、低温湿式结灰渣或焦主要发生在空气预热器及省煤器的低温受热面上。通常烟气中含水量在10％左右，又由于燃料中含有硫分，使燃烧后的烟气中所含SO₃与水在高温下反应凝出硫酸，硫酸腐蚀受热面的铁质生成FeSO₄粘着矿物杂质结成灰渣或焦。灰渣或焦的热阻是金属的400倍，一般受热面结灰渣或焦每增加1mm导热系数就降低50倍，既多耗燃料，又大大降低锅炉的使用寿命。本发明针对锅炉受热面形成灰渣或焦的原因，结合实验研究，相应的选择了由多种化学成分组配成的新型锅炉酥焦除渣清灰剂。使用时，采用加药装置将本发明的药剂喷入锅炉燃烧室。药剂随煤的燃烧立即成为白色烟雾，药剂烟雾受燃煤烟气裹挟与锅炉各部分受热面接触发生一系列化学反应，达到清除灰渣或焦的目的。其清除灰渣或焦的机理是对应灰渣或焦形成原因，一是干式机理：本发明药剂中所含的氯化物与灰渣中的硫酸钙反应，能使灰渣或焦量减少，并使其结构变的酥松多孔，易粉化脱落；药剂中所含的酸性物质与灰渣或焦中的弱酸性焦硫酸钠(钾)反应，有效的防止高温腐蚀；药剂中所含的耐高温成分—二氧化硅SiO₂，它以极小的质点分散于结灰渣或焦中，吸附具有腐蚀性的熔盐，减少熔盐与受热面的接触，从而减轻腐蚀。二是湿式机理：低温结灰渣或焦是以硫酸凝出为基础的，清除的机理是药剂中所含的碱性物质中和凝出的硫酸，经中和反应使灰渣或焦变干散易脱落；再是药剂中所含的氧化锌可在低温面上形成一层很薄的保护膜，并与烟气中的SO₃发生反应生成硫酸锌，能有效的防止硫酸凝出而结灰渣或焦及腐蚀受热面。药剂投入锅炉炉膛后，氧化的硝酸盐在高温下迅速分解，在受热面的积垢表面形成微爆反应，使灰渣或焦松动脱落，氧化的硝酸盐在高温下分解能使细小的碳粒充分氧化燃烧，破坏了灰渣或焦的酸性和粘结性，使灰渣或焦不易粘结在受热面上。药剂中所含的碳酸钠、硼砂能熔融灰渣或焦中的SiO₂、FeO₃、CaO等金属氧化物和矿物质，其生成物易于脱离和随烟气排飞。

由于本发明设计采用了上述技术方案，经多次试验试用表明，本发明具有以下优点：它能通过其各成分的综合作用，针对锅炉干式结焦，使焦渣量变小、松散、易粉化脱落，针对锅炉低温湿式结焦，防止煤燃烧中硫酸凝出，使结灰渣或焦的结构变和疏松、易粉化脱落，能有效的进行酥焦、除渣、清灰，减轻了对锅炉的腐蚀，也减少了因结灰渣或焦而停炉的事故，提高了锅炉的热效率和使用寿命，节省资金和能源，且适用性广，适用于大型和中小型的锅炉，系一种新型的锅炉酥焦除渣清灰剂。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

药剂的具体配比为(按重量计)：二氧化硅7.5、硼砂14.0、碳酸钠13.6、氧化铁红5.2、氧化钙18.5、氧化锌10.0、氧化镁4.8、氯化钠11.2、氯化铜9.5。

实施例2：

药剂的具体配比为(按重量计)：二氧化硅9.6、硼砂16.6、碳酸钠15.5、氧化铁红4.8、氧化钙21.5、氧化锌9.6、氧化镁5.2、氯化钠10.5、氯化铜11.5。

本发明实施例药剂的制作方法是先按设定的配方，如按实施例1所示配方的配比，将各原料检验、称量，再入混合搅拌机进行均匀混合后，经计量包装，即为本发明的产品。

试用举例：将由实施例1制作的产品，按燃煤量的万分之一点二配加本发明的锅炉酥焦除渣清灰剂，用于沧州发电厂5#锅炉，由中国河北电力试验研究所进行了加药剂前、后的对比跟踪测试，其结果如下：

1、设备概况：沧州发电厂5#锅炉是北京锅炉厂生产的BG-130/3S₂-M型固态排渣煤粉炉，单气包，自然循环，II型布置，炉膛内布有未燃带。

2、使用前后结焦情况对比；

	结焦厚度cm	掉焦	人工捅焦
	结焦厚度cm	掉焦	人工捅焦	加药前	20-30	大面积	停炉、人工捅焦
加药后	5	轻微结焦、松散	不需人工捅焦	加药前	20-30	大面积	停炉、人工捅焦

3、使用前后锅炉热效率对比

	排烟温度	飞灰含碳量	CO浓度	大渣含碳量	散热损失	锅炉效率
	排烟温度	飞灰含碳量	CO浓度	大渣含碳量	散热损失	锅炉效率	加药前	193℃	10.42	49ppm	1.00	0.6	86.30
加药后	159℃	10.30	92ppm	0.52	0.6	88.43	加药前	193℃	10.42	49ppm	1.00	0.6	86.30

Claims

1、一种锅炉酥焦除渣清灰剂，其特征在于它是由二氧化硅、硼砂、碳酸钠、氧化铁红、氧化钙、氧化锌、氧化镁、氯化钠、氯化铜这9种化工原料，按重量配比为：二氧化硅5～15、硼砂12～18、碳酸钠10～18、氧化铁红3～10、氧化钙15～24、氧化锌6～15、氧化镁2～9、氯化钠8～15、氯化铜6～13混合配制成。

2、根据权利要求1所述的锅炉酥焦除渣清灰剂，其特征在于锅炉酥焦除渣清灰药剂加入量为所配燃煤量的万分之一至万分之五。