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    添加时间:2022-08-11  浏览次数:

    卫燃带稳燃技术在电力锅炉中已经成熟应用,虽然卫燃带可以显著提高燃煤锅炉烟气的温度,稳燃效果十分明显但是由于我国动力用煤普遍存在煤质较差且煤种多变的特点,约有半 数动力用煤在不同程度上属于易结渣类型煤种,同时由于卫燃带处于炉内高温区且表面比较 粗糙,极易引起煤灰在其表面结渣,当炉内卫燃带灰渣沉积较多时,将导致锅炉出口烟气温 度升高,受热面超温,降低锅炉的经济效益,甚至因炉膛掉渣而砸坏炉膛冷灰斗或导致锅炉灭火。

    熔融煤灰渣的侵蚀是锅炉卫燃带耐火浇注料使用过程中最常见的一种损坏现象,现在通过硅 钼棒高温马弗炉静态结渣试验来研究煤灰对刚玉耐火浇注料渗透和侵蚀的行为特性,分析熔融煤灰在刚玉耐火浇注料上的结渣特性,对合理选用和设计燃煤锅炉卫燃带及确保锅炉安全、稳定运行具有指导意义。


    试验中每种煤灰试样的质量均约为0.2g(精确到0.01g),以相同的面积和厚度均匀疏松地散步在刚玉耐火浇注料板表面上,同时注意避免煤灰因受压而出现致密化现象,然后将制备好的2种煤灰置于马弗炉中,先有室温20℃按照5K/min的升温速度加热至800℃;当炉温达到800℃时,再按照10K/min的升温速度加热至1350℃并保温40h,在煅烧过程中,Wie保持炉内弱氧化性气氛,采用非密闭加热方式。煅烧完成后,待试样在炉内自然冷却至室温后却出观察煤灰在刚玉耐火浇注料板上的结渣情况,发现无烟煤灰煅烧后呈焦黄色,渣板结合处为淡黄色砂状渣,灰渣有明显的自聚集现象,灰饼覆盖处露出的部分刚玉耐火浇注料板形貌未发生显著变化,说明煅烧过程中无烟煤灰与刚玉耐火浇注料的黏结较轻,灰渣更倾向于自黏结,烟煤灰在刚玉耐火浇注料板上分布均匀而渣致密,渣层表面较为光滑,表明烟煤具有较好的流动性,粘度较小。研究表明,粘度越小、流动性越强的熔渣对刚玉板的侵蚀速度越快,熔蚀程度也越深。因此可以判断与无烟煤灰相比,碱酸比较大的烟煤灰在刚玉板上的结渣及其渗透和侵蚀较严重。

    经测量无烟煤对刚玉耐火浇注料板的最大侵蚀深度约为207μm,材料板表面灰渣层厚度大于600μm;烟煤灰对刚玉耐火浇注料板的最大侵蚀深度约为482μm,材料板表面灰渣层厚度约为100μm,由此可见,在相同的实验环境下,碱酸比较大的烟煤灰对刚玉耐火浇注料板的侵蚀比无烟煤严重的多,以此来说明煤灰中化学变化对渣侵蚀的影响。

    可见烟煤沿刚玉板的深度方向,煤灰中FeSi原子百分数近似呈线性递减,这是由于煤灰中Fe元素主要以赤铁矿(Fe2O3)的形式存在,研究表明,煤灰中还原性的二价铁(如FeO)对灰沉积作用很大,而氧化性的Fe2O3Fe3O4对灰沉积作用很小,并且Fe2O3本身的熔点很高,因此在熔融煤灰向刚玉板渗透的过程中,煤灰中的Fe2O3会逐渐被刚玉板孔隙所吸附,从而使得Fe原子百分数在刚玉板深度方向上呈近似线性下降趋势;煤灰中Si元素在煅烧中会与刚玉耐火浇注料板中AL2O3在高温下生成耐熔的莫来石AL2AL2.8 Si1.2O9.6,因而Si原子百分数沿刚玉板深度方向也呈近似线性下降趋势,这也是导致沿刚玉板深度方向AL原子百分数呈现上升趋势的原因。

    煤灰中碱金属元素CaKNaMg沿刚玉板深度方向呈现大致递减趋势,除个别畸变点外,出现畸变点的原因主要是煤灰中含有碱金属的矿物熔点均较低,熔融状态下粘度较小,沿耐火材料板孔隙的流动较容易,因此易在耐火材料板较大孔隙处交汇,从而形成刚玉板抗渣侵蚀的最薄弱点

    无烟煤结晶物的主要成分为AL2O3AL2AL2.8 Si1.2O9.6、和石英(SiO2)。由于AL2O3具有牢固的晶体结构,熔点高达2050℃,在煤灰熔融过程中起到“骨架”作用,可以有效地提高煤灰的熔融温度;而AL2AL2.8 Si1.2O9.6是一种典型的高熔点(1850℃)矿物质,也是利于提高煤灰的熔融温度,另外煤灰中出现的AL2Cr2O3。充分说明在煅烧过程中刚玉耐火浇注料板中的Cr元素向灰渣反向渗透,并形成高黏度固熔体,可有效增大煤灰向刚玉耐火浇注料板的渗透扩散阻力,从而减轻灰渣对刚玉耐火浇注料的侵蚀。

    论;

    (1)铁、钙和钾等碱金属含量较高、碱酸比较大的煤灰黏度较小,流动性较强,在刚玉质耐火浇注料板上的结渣较为致密对刚玉板的渗透和侵蚀更严重。

    (2)沿刚玉耐火浇注料板深度方向,煤灰中各元素的原子百分数大致呈递减趋势。其中含碱 金属的矿物质黏性较小,流动性较强,易在刚玉耐火浇注料板较大孔隙处汇集,其原子百分 数沿刚玉质耐火材料板深度方向的变化出现个别畸变点。

    (3)在刚玉耐火浇注料板中加入的CrO在煅烧时会反向渗透到煤灰中,并生成高熔点、高黏度的固熔体(AL0.9Cr0.12O3,增大了煤灰向刚玉耐火浇注料板的渗透扩散阻力,从而减轻了灰 渣的侵蚀。

    关键词:锅炉   刚玉耐火浇注料      
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