鍋爐灰渣是指燃煤中的礦物質在爐內燃燒而造成的高溫作用下，經受了一定的物理化學變化後所形成的最終產物。由於灰渣在鍋爐中會引起爐內玷污、結渣、腐蝕以及受熱面磨損等問題，影響鍋爐的正常運行，必須有效、及時地進行灰渣的清除。灰渣中的一部分由層燃爐爐排後面的渣斗、煤粉爐爐膛下部的冷灰斗或液態排渣爐底部的出渣口和渣井排出，稱為排渣。爐渣需要採用鍋爐排渣裝置輸送至渣場(或灰渣池)，稱為出渣。高溫爐渣的及時輸送處理是鍋爐安全運行的必要環節。
基本介紹
- 中文名：鍋爐灰渣
- 外文名：Boiler slag
- 來源：燃煤中的礦物質燃燒
- 分類：出渣、排渣等
- 危害：引起爐內玷污、結渣、腐蝕等
- 灰渣形態：大顆粒固體，飛灰、熔融
- 灰渣處理：填埋處理
概述,鍋爐灰渣的形態和特性,鍋爐灰渣處理,
概述
礦物燃料在鍋爐中燃燒後的不可燃固態殘餘物統稱為鍋爐灰渣。在鍋爐容量一定的情況下，燃燒後灰渣的生成量決定於燃料中灰分的高低。由於我國重油(燃料油)的灰分含量不大於0．3%，輕柴油和重柴油的灰分含量分別低於0.02%和0.08%，與鍋爐燃煤的灰分含量(Ag一般為5%一45%)相比微不足道，因此燃油鍋爐中灰渣的生成量要遠遠少於燃煤鍋爐。
鍋爐灰渣的形態和特性
鍋爐灰渣是指燃煤中的礦物質在爐內燃燒而造成的高溫作用下，經受了一定的物理化學變化後所形成的最終產物。由於灰渣在鍋爐中會引起爐內玷污、結渣、腐蝕以及受熱面磨損等問題，影響鍋爐的正常運行，必須有效、及時地進行灰渣的清除。灰渣中的一部分由層燃爐爐排後面的渣斗、煤粉爐爐膛下部的冷灰斗或液態排渣爐底部的出渣口和渣井排出，稱為排渣。爐渣需要採用鍋爐排渣裝置輸送至渣場(或灰渣池)，稱為出渣。高溫爐渣的及時輸送處理是鍋爐安全運行的必要環節。在燃燒過程中，部分灰渣形成熔化或半熔化的顆粒，這些熔融灰粒在凝固之前由煙氣攜帶碰撞在爐牆、水冷壁或者高溫段過熱器上，並粘附於其表面，經冷卻凝固而形成焦塊，這種現象稱為結渣(或熔融性結渣、結焦)。結渣而形成的焦塊形態主要是粘稠或熔融的沉澱物，並主要出現在鍋爐輻射受熱面上，降低爐內受熱面的傳熱能力。結渣過程通常與煙氣所攜帶的熔融或粘性灰粒的物理遷移有關。當煙氣冷卻時，被高溫火焰蒸發的物質將發生冷凝，使這些物質積聚在輻射受熱面形成熔渣。
部分灰渣保持固體狀態，並以飛灰的形式隨著煙氣經過過熱器、省煤器和空氣預熱器等受熱面。這些飛灰顆粒由大小不同的分散相組成，在經過高溫火焰區域時可被熔化成球形，或局部熔化成鈍角形，或完全不發生熔化而保持原有的不規則尖角形，在隨煙氣流經各受熱面時引起磨損。顯然，不同形狀的灰粒所引起的磨損嚴重程度也不相同。
此外，部分粒徑較大的飛灰顆粒會沉積在煙道中或受熱面管子表面上，形成積灰(或稱低溫積灰)，降低受熱面傳熱能力並可能引起堵塞。低溫積灰是鍋爐受熱面玷污的一種，主要出現在溫度可能低於煙氣中酸露點的管壁表面上(如省煤器和空氣預熱器受熱面)，由酸液與飛灰凝聚而成，因此低溫積灰與冷卻表面上發生的酸或水蒸氣的凝結有關。由於低溫積灰而沉積在省煤器和空氣預熱器受熱面上的積灰可由三類物質構成：第一類物質為由於酸腐蝕而產生的反應產物，其數量取決於產生酸腐蝕的量、反應溫度以及受熱面金屬的類型；第二類物質為隨煙氣碰撞受熱面管子並沉積下來的大部分飛灰；第三類物質為酸與飛灰中的鐵、鈉、鈣等元素髮生反應而形成的鹽類。
鍋爐受熱面玷污的另一種類型稱為高溫粘結性積灰(或稱高溫積灰)。鍋爐燃燒過程中所產生的部分灰渣在高溫下揮發成氣態，然後在水冷壁、過熱器、再熱器管子表面上發生凝結，並與飛灰相結合一起沉積在管子表面上。由於高溫積灰的形成溫度處於灰粒的變形溫度下的某一範圍內，故這種積灰多發生在屏式過熱器、對流過熱器、再熱器等對流受熱面上，積灰的程度與煤種有很大的關係，同時也受到爐膛水冷壁工況的影響。在過熱器和再熱器部位發生的積灰，一般由內外兩層組成。內層呈液相形態，在受熱面管子和燒結飛灰外層之間起著一種粘結劑的作用，並在一定條件下形成塊狀沉積物。高溫積灰可能會堵塞煙氣通道，降低受熱面傳熱能力，而且有時難以用常規的除灰裝置加以清除。未以積灰形式滯留於鍋爐煙道內和受熱面上的飛灰與由燃燒氣體帶出鍋爐的一部分未燃燼的碳粒以及燃燒氣體一起構成鍋爐的煙氣。通常將這部分飛灰和未燃燼的碳粒統稱為煙塵。
鍋爐受熱面玷污的另一種類型稱為高溫粘結性積灰(或稱高溫積灰)。鍋爐燃燒過程中所產生的部分灰渣在高溫下揮發成氣態，然後在水冷壁、過熱器、再熱器管子表面上發生凝結，並與飛灰相結合一起沉積在管子表面上。由於高溫積灰的形成溫度處於灰粒的變形溫度下的某一範圍內，故這種積灰多發生在屏式過熱器、對流過熱器、再熱器等對流受熱面上，積灰的程度與煤種有很大的關係，同時也受到爐膛水冷壁工況的影響。在過熱器和再熱器部位發生的積灰，一般由內外兩層組成。內層呈液相形態，在受熱面管子和燒結飛灰外層之間起著一種粘結劑的作用，並在一定條件下形成塊狀沉積物。高溫積灰可能會堵塞煙氣通道，降低受熱面傳熱能力，而且有時難以用常規的除灰裝置加以清除。未以積灰形式滯留於鍋爐煙道內和受熱面上的飛灰與由燃燒氣體帶出鍋爐的一部分未燃燼的碳粒以及燃燒氣體一起構成鍋爐的煙氣。通常將這部分飛灰和未燃燼的碳粒統稱為煙塵。
鍋爐灰渣處理
灰渣的處理是鍋爐實際運行中需要認真考慮的問題。填埋處理是當今電廠灰處理系統運用最多的處理方法。隨著環保法規的日益嚴格，處理灰渣的費用不斷增加。降低灰渣處理成本，對於循環流化床鍋爐同樣具有重要的意義。由於循環流化床獨特的燃燒方式，使得循環流化床鍋爐排放的灰渣具有更大的綜合利用潛力。
由於流化床鍋爐的燃燒溫度較低，煤灰在燃燒過程中不會熔化，飛灰不呈球形，因此較煤粉爐灰具有更高的活性。當流化床鍋爐採用石灰石來控制S02的排放時，固體殘餘物除了灰渣本身外，還常常包含有大量不溶於水的氧化鈣和硫酸鈣等。因此，採用石灰石脫硫的循環流化床的灰渣排放量比不帶煙氣脫硫裝置的煤粉爐高出50%。100%左右。 對於灰渣的處理，了解灰渣物理化學特性是重要的。實際的循環流化床鍋爐脫硫灰渣中氧化鈣和硫酸鈣的數量變化很大，主要取決於石灰石的利用程度與硫酸鹽化程度。決定灰渣物理化學特性的因素除了煤、石灰石的物理化學特性外，還取決於鍋爐的設計與運行參數。
由於流化床鍋爐的燃燒溫度較低，煤灰在燃燒過程中不會熔化，飛灰不呈球形，因此較煤粉爐灰具有更高的活性。當流化床鍋爐採用石灰石來控制S02的排放時，固體殘餘物除了灰渣本身外，還常常包含有大量不溶於水的氧化鈣和硫酸鈣等。因此，採用石灰石脫硫的循環流化床的灰渣排放量比不帶煙氣脫硫裝置的煤粉爐高出50%。100%左右。 對於灰渣的處理，了解灰渣物理化學特性是重要的。實際的循環流化床鍋爐脫硫灰渣中氧化鈣和硫酸鈣的數量變化很大，主要取決於石灰石的利用程度與硫酸鹽化程度。決定灰渣物理化學特性的因素除了煤、石灰石的物理化學特性外，還取決於鍋爐的設計與運行參數。
應當注意的是，灰渣的化學成分並不能完全描述灰渣的特性，相同的化學成分的固體灰渣，其結構特性可能大不相同，如要對灰渣性能作進一步了解，還應對其滲透特性和物理結構特性等物理化學特性進行分析。
