焦化厂余热锅炉运行中常见的积灰问题分析

在焦化生产过程中，余热锅炉作为重要的节能设备，承担着回收利用焦炉荒煤气显热以及焦炉烟道废气余热的重要任务。然而，在其运行过程中，积灰问题频繁出现，这不仅会降低锅炉的传热效率，增加能源消耗，还可能引发一系列安全隐患，严重影响焦化厂的正常生产和经济效益。因此，新力锅炉深入分析焦化厂余热锅炉运行中的积灰问题，找出有效的解决措施，具有重要的现实意义。

一、积灰的危害

（一）降低传热效率

余热锅炉的受热面一旦积灰，会在受热面表面形成一层隔热层，阻碍烟气与受热面之间的热量传递。这使得锅炉无法有效地将烟气中的热量转化为蒸汽的热能，导致锅炉的蒸发量下降，满足不了生产所需的蒸汽量。

（二）增加能源消耗

为了弥补因积灰导致的传热效率下降，达到所需的蒸汽参数，锅炉需要消耗更多的燃料。这不仅增加了能源的消耗，提高了生产成本，还会加重对环境的污染。

（三）引发安全隐患

积灰如果长期得不到清理，会在受热面表面逐渐堆积。当积灰达到一定厚度时，可能会引起受热面的腐蚀。此外，在某些情况下，积灰还可能发生再燃现象，引发锅炉爆炸等严重的安全事故，威胁到工作人员的生命安全和工厂的财产安全。

（四）增加维护成本

积灰会加剧受热面的磨损，缩短受热面的使用寿命，增加锅炉的维修更换频率。同时，清理积灰也需要投入大量的人力、物力和财力，增加了企业的维护成本。

二、积灰的形成原因

（一）燃料特性

焦化厂余热锅炉的燃料主要是焦炉荒煤气和焦炉烟道废气，其中含有大量的粉尘、焦油、硫化物等杂质。这些杂质在燃烧和传热过程中，容易附着在受热面表面形成积灰。例如，燃料中的粉尘颗粒在烟气流动过程中，由于惯性力、重力等作用，会沉积在受热面上；焦油则会在高温下分解、碳化，形成难以清除的积灰。

（二）烟气特性

烟气温度：烟气温度过高或过低都会促进积灰的形成。当烟气温度过高时，燃料中的某些成分会发生升华，在受热面表面凝结成灰；当烟气温度过低时，烟气中的水蒸气会凝结在受热面上，与粉尘等杂质混合形成湿灰，增加积灰的黏性。

烟气速度：烟气速度过低时，粉尘颗粒容易在受热面表面沉积；烟气速度过高时，虽然可以减少粉尘的沉积，但会加剧受热面的磨损。

烟气成分：烟气中的硫化物、氮氧化物等腐蚀性气体，会与受热面表面发生化学反应，形成腐蚀产物，同时也会促进积灰的形成和生长。

（三）锅炉结构设计

受热面布置：如果受热面布置不合理，如受热面之间的间距过小、排列方式不当等，会导致烟气流动不畅，增加粉尘颗粒在受热面表面的沉积机会。

烟气流道设计：烟气流道的形状、尺寸等设计不合理，会引起烟气流动的紊乱，形成涡流区，使粉尘颗粒在涡流区内沉积形成积灰。

（四）运行操作因素

燃烧控制：燃烧过程中，如果空气量不足或过量，都会影响燃烧效果，导致燃料燃烧不完全，产生更多的粉尘和杂质，增加积灰的可能性。

负荷变化：锅炉负荷的频繁变化会导致烟气温度和流速的波动，这不仅会影响传热效率，还会使已经沉积在受热面表面的积灰容易脱落和重新沉积，加剧积灰的程度。

吹灰装置运行不当：吹灰装置是清除受热面积灰的重要设备，如果吹灰装置运行不当，如吹灰频率过低、吹灰压力不足、吹灰角度不合适等，都无法有效地清除积灰，甚至可能对受热面造成损坏。

三、积灰的影响因素

（一）粉尘性质

粉尘的粒径、密度、比表面积、黏性等性质都会影响积灰的形成和程度。一般来说，粒径较小、密度较小、比表面积较大、黏性较强的粉尘更容易在受热面表面沉积形成积灰。

（二）受热面温度

受热面温度过高时，会使粉尘颗粒更容易发生熔融、烧结等现象，形成坚硬的积灰层；受热面温度过低时，烟气中的水蒸气容易在受热面表面凝结，与粉尘混合形成湿灰，增加积灰的黏性。

（三）烟气停留时间

烟气在锅炉内的停留时间过长，会使粉尘颗粒有更多的机会沉积在受热面表面；停留时间过短，则可能导致燃料燃烧不完全，产生更多的粉尘和杂质。

（四）空气预热器类型

空气预热器的类型不同，其积灰情况也会有所不同。例如，管式空气预热器由于结构紧凑，烟气流动速度较慢，容易积灰；而回转式空气预热器则由于其转动部件的存在，积灰情况相对较轻，但密封性能较差，容易出现漏风现象。

四、积灰的预防措施

（一）优化燃料预处理

加强对焦炉荒煤气的净化处理，采用除尘器、除焦油器等设备，减少煤气中的粉尘和焦油含量。

合理控制焦炉烟道废气的温度和湿度，避免废气中的杂质在进入余热锅炉前发生凝结或沉积。

（二）改进锅炉结构设计

优化受热面的布置方式，增大受热面之间的间距，采用合理的排列方式，确保烟气流动顺畅，减少粉尘颗粒的沉积。

改进烟气流道的设计，避免出现涡流区和死角，提高烟气的流动速度和均匀性。

选用合适的受热面材料，提高受热面的抗腐蚀和抗磨损性能，减少积灰的附着。

（三）合理控制运行参数

优化燃烧过程，合理控制空气量和燃料量的比例，确保燃料完全燃烧，减少粉尘和杂质的产生。

稳定锅炉负荷，避免负荷的频繁变化，保持烟气温度和流速的稳定，减少积灰的脱落和重新沉积。

控制锅炉的排烟温度，使其保持在合理的范围内，避免因排烟温度过高或过低导致积灰的形成。

（四）加强吹灰装置的管理

选用可靠的吹灰装置，如声波吹灰器、蒸汽吹灰器、脉冲吹灰器等，并根据锅炉的运行情况和积灰特点，合理确定吹灰装置的类型和数量。

制定科学的吹灰制度，根据受热面的积灰情况，合理调整吹灰频率、吹灰压力和吹灰时间，确保吹灰效果。

加强对吹灰装置的日常维护和检修，及时发现和解决吹灰装置存在的问题，保证其正常运行。

焦化厂余热锅炉运行中的积灰问题是一个复杂且普遍存在的问题，其形成原因涉及燃料特性、烟气特性、锅炉结构设计和运行操作等多个方面。积灰不仅会降低锅炉的传热效率，增加能源消耗，还会引发一系列安全隐患，增加企业的维护成本。因此，企业应高度重视余热锅炉的积灰问题，采取有效的预防和清理措施。在预防方面，应优化燃料预处理、改进锅炉结构设计、合理控制运行参数和加强吹灰装置的管理；在清理方面，应根据积灰的类型和程度，选择合适的清理方法，如机械清理法、化学清理法、声波清理法和脉冲清理法等。通过综合采取各项措施，可以有效减少积灰的形成，提高余热锅炉的运行效率和安全性，降低企业的生产成本，为焦化厂的可持续发展提供有力保障。