摘要 衛(wèi)燃帶是實現(xiàn)低質(zhì)燃煤鍋爐穩(wěn)定高效燃燒最有效最簡單的方法，國內(nèi)外低質(zhì) 燃煤鍋爐幾乎都采用衛(wèi)燃帶穩(wěn)燃，但衛(wèi)燃帶容易引起爐內(nèi)結(jié)渣。針對低質(zhì)燃煤鍋 爐衛(wèi)燃帶的防結(jié)渣設(shè)計難題，提出了研究衛(wèi)燃帶材料上沉積煤灰渣粘接特性的煅 燒實驗與振動測試方法，研究并設(shè)計了振動式灰渣粘接特性測量裝置。該裝置的 特點是振源的振幅和頻率可控，實驗原理簡單，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，裝置部件較少， 自動化程度高，實際動手操作起來也較為簡單。該裝置可以克服目前測試耐火材 料上粘接特性的方法( 目測法，氣流沖刷法，刮鏟法等) 的共同缺點：主要依靠 測試人員的經(jīng)驗判斷，對同種結(jié)渣試樣檢測的重復(fù)性較差，對不同溫度下對灰渣 的區(qū)分度較差等。 定義了描述耐火材料上灰渣粘接特性的灰渣振落率指標(biāo)。煤粉燃燒過程中的 結(jié)渣主要與煤灰粒子及衛(wèi)燃帶的表面溫度有關(guān)，當(dāng)溫度逐漸升高時，煤灰在衛(wèi)燃 帶表面上的沉積將由疏松的積灰逐漸過渡到緊密的結(jié)渣。疏松的積灰很容易通過 振動振落，振落率近1 0 0 ，緊密結(jié)合的渣則很難通過振動振落，其振落率很小， 接近于0 ，而介于疏松積灰與緊密結(jié)渣兩者之間的灰渣沉積，其灰渣振落率在 1 0 0 - - 0 。顯然，如果能獲得不同燃燒溫度條件下煤灰在衛(wèi)燃帶材料上的沉積試 樣，通過振動測試這些試樣的灰渣振落率，則可判斷不同溫度條件下煤灰在衛(wèi)燃 帶材料上的粘接特性，并提出了用于指導(dǎo)衛(wèi)燃帶防結(jié)渣設(shè)計的結(jié)渣臨界溫度概念 及其測試方法從而為衛(wèi)燃帶的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。 實驗選取了6 種不同煤質(zhì)的典型燃煤電站燃料煤，將過1 0 0 目篩的煤粉( 最 大粒度為1 5 0 i t m ) 高溫灰化，進行元素分析和工業(yè)分析。取灰樣o 2 克疏松撒播 在高鋁質(zhì)耐火材料板上，制成煤灰耐火材料試樣對，在高溫電加熱爐中恒溫?zé)?結(jié)2 0 小時，實驗結(jié)束后試樣自然冷卻到室溫。對結(jié)渣試樣進行振動測試分析， 得到6 種煤灰的灰渣振落率測試結(jié)果，進而分析得到結(jié)渣臨界溫度( 帶) 。該結(jié) 論適用于敷設(shè)此種衛(wèi)燃帶耐火材料的鍋爐，當(dāng)燃用此種或性質(zhì)類似煤種時，若恰 當(dāng)控制爐膛溫度，可有效避免結(jié)渣。 關(guān)鍵詞：受熱面；衛(wèi)燃帶；灰渣；粘接特性；振動測量方法；臨界溫度 a b s t r a c t a i m o s ta l lp c f i r e db o i l e r s ，b u r n i n gl o wr a n kc o a l s ，h a v eb e e na d o p t i n gh e a t i n s u l a t i n g r e f r a c t o r yl i n e ro nt h e i rf u m a c ew a t e r w a l l st oi m p r o v ec o m b u s t i o n a l t h o u g ht h er e f r a c t o r y l i n e ri sv e r ye f f e c t i v ef o rs t a b i l i z i n gc o m b u s t i o no fl o w r a n kc o a l ，i ti sv e 叫e a s yt oc a u s e s l a g g i n go nt h el i n e r p r e s e n tm e t h o d sm a y b eu s e dt ot e s ta d h e s i o np e r f o r m a n c eo fc o a la s h w i t hr e f a c t o r yi n c l u d e ：v i s u a lo b s e r v a t i o n ，a i r f l o ws c o u r i n g , m e c h a n i c a ls c r a p i n ge t c t h e s e m e t h o d sa r es i m p l e ，b u th a v eam u t u a ls h o r t c o m i n gt h a t t h ea d h e s i o np e r f o r m a n c e1 s e s t i m a t e dm a i n l yb yo p e r a t o r s e x p e r i e n c e s ，i na d d i t i o n , t h er e p e a t a b i l i t yo f t e s t e dr e s u l t sf o r i d e l l t i c a lc o a la s h r e f r a c t o r ys a m p l eu n d e rs a m ec o n d i t i o n si sn o ts a t i s f a c t o r y t oo v e r c o m e m ed i s a d v a n t a g e so ft h ea b o v e m e n t i o n e dm e t h o d s ，av i b r a t i o nb a s e dt e s t i n gm e t h o d i s p r o p o s e da n da v i b r a t i o n - - b a s e dt e s t i n gd e v i c ew a sd e v e l o p e d t h ec o n c 印to fd r o p o f fr a t i oa n dc r i t i c a lt e m p e r a t u r ef o rs l a g g i n ga n d i t st e s t i n gm e t h o d a r ea l s op r o p o s e dt op r e v e n ts l a g g i n gf o rt h er e f r a c t o r yd e s i g n i fd r o p o f fr a t i oa n dc r i t i c a l s l a g g i n gc o n d i t i o no fc o a la s hs l a g g i n go nr e f r a c t o r yc o u l d ea s s o c i a t e d ，i ti sp o s s i b l et o c o n 伍mc r i t i c a ls l a g 舀n gt 鋤p e r a t u r ef o rs p e c i a lc o a lo ns p e c 瑾lr e f r a c t o r y t h ea n a l y s i sa b o v e i n d i c a t e st h a td r o p o f fr a t i om a yb eu s e dt ol i s tt h ea d h e s i o np e r f o r m a n c e b e t w e e nc o a la s h a n dr e 仃a 憑o r vu n d e rd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s w h e nd r o p o f fr a t i o i s e q u a lt o 10 0 ，t h e c o n c ：s p o n d i n gt e m p e r a t u r ew i l ln o tb r i n gs l a g g i n ga st h e r ei so n l yl o o s ed u s ts t r a t i f i c a t i o n ； w h e i ld r o p o f fr a t i oi se q u a lt oo ，t h ec o r r e s p o n d i n gt e m p e r a t u r ew i l lb r i n g s e r i o u ss l a g g i n g 嬲t i g h ta d h e s i o np r o d u c e d o b v i o u s l y , t h et r a n s f o r m a t i o no fd r o p o f f r a t i of r o m1 0 0 t o0 c o l t e s p o n d st o t h et r a n s f o r m a t i o no fs l a g g i n gb e h a v i o rf r o ml o o s ed e p o s i t i o nt o s e n o u s s l a g g i n ga n d t h ec h a n g ei sp r o c e s so fag r a d u a lc h a n g e s i xt y p i c a lc o a ls a m p l e su s e di np o w e rp l a n tw e r es e l e c t e da n dt h e nt e s t e db yp r o x i m a t e a n du l t i m a t ea n a l y s i s a s ho ft h ep u l v e r i z e dc o a lw i t hs i z eo fn om o r et h a n15 0 i t m ( s i m i l a r w i n lm ec 0 a lb 啪e di np o w e rp l a n t ) w a sm a d eb yh i g ht e m p e r a t u r ed r ya s h i n g 0 2 9a s ho f c o a lw a ss p 代a do nt h es u r f a c eo ft h er e f r a c t o r yt of o r mc o a la s h r e f r a c t o r ys a m p l ea n dt h e n t h es a m p l ew a sp u ti n t ot h em u f f l ef u m a c e t ob e e y e b a l l i n g ，v i b r a t i o nt e s t sa n a l y s i sw e r eu s e d s i n t e r e df o r2 0 h a f t e rc o o l e dd o w nn a t u r a l l y , t od e t e r m i n et h ed r o p o f fr a t i oa n dc r i t i c a l t e m p e r a t u r e s ( o rt e m p e r a t u r ez o n e s ) a b o v ea l l ，t h er e s u l tc a n b eu s e dw h e nt h i sk i n do f r e f a c t o r yw a s l a i di nf u r n a c e s ，i ft h e s ec o a l so rc o a l sw i t hs i m i l a rc h a r a c t e r i s t i c sa l eu s e da s f u e l s ，s l a g g i n gm a y b ea v o i d e de f f e c t i v e l yb yc o n t r o l l i n gt h et e m p e r a t u r e so nt h er e f r a c t o r y s u r f a c el e s st h a nt h ec r i t i c a lt e m p e r a t u r e s 一一 k e y w o r d s ：h e a t i n gs u r f a c e s ；h e a t i n s u l a t i n gr e f r a c t o r y ；c o a l a s ha n ds l a g ；c o h e s i o n p e r f o r m a n c e ；v i b r a t i o nb a s e dt e s t i n g m e t h o d s ；c r i t i c a lt e m p e r a t u r e i i 長沙理工大學(xué) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的 研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或 集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均 已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名：裴疵沖 日期：叫年月8 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保 留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借 閱。本人授權(quán)長沙理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫 進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 l 、保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。 2 、不保密團。 ( 請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“”) 作者簽名： 裝磁塒 導(dǎo)師簽名： 日期：卅年生月，a 日 日期：? 年，月胗日 1 1 課題研究背景 第一章緒論 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略 中的先行行業(yè)。長期以來，我國非常重視電力工業(yè)發(fā)展，國家逐步形成了能源 開發(fā)以電力為中心的發(fā)展戰(zhàn)略，我國電力工業(yè)迅速發(fā)展并不斷躍上新臺階。進 入21 世紀(jì)，雖然水電、核電及其他新能源發(fā)電增長加快，但數(shù)據(jù)表明：截止 2 0 0 8 年底全國發(fā)電裝機容量達(dá)到7 9 3 億千瓦，同比增長1 0 3 4 ，其中火電達(dá) 到6 0 1 億千瓦，約占總?cè)萘康? 5 8 7 ，同比增長8 15 ，可見我國的能源結(jié) 構(gòu)仍以火力發(fā)電為主。而我國的火力發(fā)電廠又以燃煤電廠為主，據(jù)統(tǒng)計，2 0 0 2 年底我國燃煤火力發(fā)電裝機容量占全國總裝機容量的7 4 5 ，發(fā)電量占全國總 發(fā)電量的8 0 以上，預(yù)計到2 0 2 0 年燃煤電廠仍然要占7 0 左右凹1 ，到2 0 5 0 年燃 煤電廠要占5 0 左右d 1 。2 0 0 8 年，全國發(fā)電生產(chǎn)耗用原煤13 4 億噸，同比增長 4 0 5 ，因此，燃煤火力發(fā)電機組在今后很長一段時期仍將是我國電力生產(chǎn)的 主力軍。 目前，煤炭市場開放，國家關(guān)停私營小煤窯，致使電廠用煤極其緊張。2 0 0 3 年底至今，全國電力生產(chǎn)供不應(yīng)求，許多地方都面臨著拉閘限電的局面，再加 上電煤供應(yīng)緊張，許多火力發(fā)電廠更是因為燃煤供應(yīng)中斷被迫停機，即使許多 坑口電站也面臨著電煤供應(yīng)危機3 。據(jù)統(tǒng)計，2 0 0 5 年電煤每噸平均上漲了2 0 一4 0 元，2 0 0 6 年電煤每噸平均上漲了10 一l5 元，2 0 0 7 年電煤每噸品均上漲了3 0 元， 2 0 0 8 年電煤每噸平均上漲了3 0 4 0 元嗨1 。煤炭緊張的直接后果就是電廠不得不 使用大量劣質(zhì)煤甚至特劣質(zhì)煤炭作為燃料進行燃燒發(fā)電。神頭一電廠2 0 0 4 年 卜9 月份，因煤價上漲增加燃料費用2 1 0 0 多萬元，因煤質(zhì)差燃燒不穩(wěn)定，消耗 助燃柴油9 8 0 多噸，增加燃料費用3 5 0 多萬元。煤質(zhì)下降使該廠2 0 0 4 年發(fā)電 生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)明顯惡化，。 據(jù)統(tǒng)計，全世界的煤炭儲量可夠人類開發(fā)利用2 0 0 年以上，但一半以上都 是低質(zhì)煤。我國已探明的煤炭儲量約為3 6 0 0 億噸，其中可供開采的煤炭儲量 在1 0 9 0 億噸以上哺1 ，而在全國己發(fā)現(xiàn)煤炭資源中，褐煤占12 6 8 ，低變質(zhì)煙 煤( 長焰煤、不粘煤、弱粘煤) 占4 2 4 5 ，中變質(zhì)煙煤( 氣煤、肥煤、焦煤、 瘦煤) 占2 7 5 8 ，貧煤、無煙煤占17 2 8 1 。煤炭資源的匱乏，再加上煤價上 漲，使得電廠在很多情況下不能使用鍋爐設(shè)計煤種，而要燃用許多低質(zhì)煤。煤 種的多樣化，與設(shè)計煤種相去甚遠(yuǎn)，鍋爐也開始出現(xiàn)了問題，如四管泄漏、鍋 爐燃燒不穩(wěn)滅火、出力不足、結(jié)渣等，其中鍋爐結(jié)渣問題最為普遍。結(jié)渣使傳 熱熱阻增加，排煙溫度升高，造成鍋爐效率降低的情況。一般，排煙溫度每升 高1o 一15 ，鍋爐效率約降低1 舊1 。 據(jù)統(tǒng)計，我國電站燃煤鍋爐約有半數(shù)在不同程度上屬于易結(jié)渣類型0 。結(jié) 渣一旦發(fā)生，輕則會使傳熱變差，導(dǎo)致過熱器或再熱器超溫、鍋爐效率降低、 氮氧化物排放量增加等，重則會導(dǎo)致機組降負(fù)荷運行或停爐，嚴(yán)重影響鍋爐運 行的安全性和經(jīng)濟性，甚至發(fā)生其他更為嚴(yán)重的惡性事故。比較典型的事例是 1 9 9 3 年北倉港電廠1 號機組6 0 0 m w 鍋爐爐膛因嚴(yán)重結(jié)渣引起爆破，導(dǎo)致2 0 多人死亡的特大人身傷亡和鍋爐嚴(yán)重?fù)p壞事故。由此可見，預(yù)防或減少鍋爐 受熱面結(jié)渣是長期擺在面前的一個重要課題。 1 2 燃煤鍋爐低質(zhì)煤燃燒利用概況 1 2 1 低質(zhì)煤對燃煤鍋爐的影響 國際上目前還沒有關(guān)于低質(zhì)煤的定義，在國內(nèi)電力等行業(yè)的叫法也沒有統(tǒng) 一。我國的電站鍋爐燃用低質(zhì)煤的特點有肉眼觀察煤色發(fā)白，質(zhì)地軟硬粗細(xì)差 別大，水分高，灰份大，發(fā)熱量低，揮發(fā)分低，著火點高等n 糾，所以低質(zhì)煤著 火燃燼困難、需要較高的著火與燃燼溫度及較長的燃燼時間，且燃燒不穩(wěn)定。 火力發(fā)電廠在燃用低質(zhì)煤時，煤種揮發(fā)分含量越低，煤的著火溫度越高， 燃燒越不穩(wěn)定，特別是揮發(fā)分的含量小于5 的無煙煤，著火溫度比揮發(fā)分大于 2 5 的普通煙煤高出2 0 0 左右，說明揮發(fā)分較低的煤通常著火溫度較高，著火 特性差n3 l 。燃煤發(fā)熱量低，為滿足負(fù)荷需要，給粉機長時間高轉(zhuǎn)速、超額定運 行及變頻，給粉機電機容易過熱，導(dǎo)致跳閘頻繁，鍋爐燃燒不穩(wěn)，極易引起鍋 爐滅火放炮事故；為確保燃燒穩(wěn)定，必須助燃燒油，浪費了大量的燃油，經(jīng)濟 性差；燃煤揮發(fā)分降低，鍋爐排灰量、灰分增大，燃燒不完全損失增加、排煙 損失增加，嚴(yán)重時導(dǎo)致鍋爐無法帶足額定出力；出力下降，導(dǎo)致制粉耗電大幅 上升，制粉系統(tǒng)運行時間增加或磨煤機投入臺數(shù)增加，吸風(fēng)機耗電也大幅攀升， 鍋爐側(cè)廠用電率升高；煙氣量、飛灰含量增加，鍋爐的省煤器、過熱器、再熱 器、空氣預(yù)熱器等四管磨損加劇，受熱面管壁變薄，運行周期短，漏泄、爆管 等不安全情況頻繁，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全；此外，由于灰水量增大，既浪費了水 源，又增加了除灰電耗，還會導(dǎo)致灰場灰渣混除灰水排放不及，大量灰水溢流 至河流，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染n4 1 5 1 。河津電廠自2 0 0 0 年投產(chǎn)以來，燃煤就偏 離設(shè)計值，由于煤質(zhì)原因，該廠2 0 0 2 年1 2 月降負(fù)荷2 次，2 0 0 3 年共降負(fù)荷或 帶不起負(fù)荷1 0 次，影響廠用電率升高總計o 3 1 左右，鍋爐投油助燃2 0 0 2 年 1 次，2 0 0 3 年2 次，2 0 0 4 年4 次哺1 。以上這些情況都說明燃用低質(zhì)煤使鍋爐運 行安全性，經(jīng)濟性降低。 2 此外，還存在燃用低質(zhì)煤，使鍋爐易結(jié)焦，各受熱面磨損嚴(yán)重，鍋爐運行 各參數(shù)不穩(wěn)，運行人員調(diào)整工作量增大等問題，并且使發(fā)電機組不能正常地滿 負(fù)荷運行，臨時停機增加，費用升高，發(fā)電企業(yè)為此蒙受巨額經(jīng)濟損失，電廠 的安全生產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅哺1 。某電廠燃用低質(zhì)煤的鍋爐，投入運行后發(fā)生一系 列嚴(yán)重問題，鍋爐效率僅在8 3 5 左右，新裝機僅運行3 5 0 0 小時左右后就發(fā)生 受熱面的局部磨損泄漏，而且磨損周期同趨縮短，一年中全廠發(fā)生受熱面磨損 泄漏事故2 2 次，引風(fēng)機葉片磨損造成15 次鍋爐停爐事故，燃燒區(qū)嚴(yán)重結(jié)焦， 曾造成停爐九天九夜打焦的困難局面，頻繁的掉焦經(jīng)常引起爐內(nèi)滅火，造成鍋 爐滅火放炮的惡性事故，對電廠機組造成重大損失n6 1 。 1 2 2 低質(zhì)煤的穩(wěn)燃措施 目前，我國電力工業(yè)已步入“大電網(wǎng)、大機組，高壓電、高自動化的發(fā) 展階段，電力工業(yè)對煤粉燃燒提出了越來越高的要求，能源對社會發(fā)展的極端 重要性，以及常規(guī)能源的不可再生性都決定了低質(zhì)煤的利用問題必須得到解 決。為此，電力生產(chǎn)部門提出許多解決低質(zhì)煤燃燒利用問題的方法和建議，各 運行電廠在實踐中也總結(jié)出不少燃用低質(zhì)煤的寶貴經(jīng)驗，以下總結(jié)一下現(xiàn)代電 站燃煤鍋爐在燃用低質(zhì)煤時采取的措施。 ( 1 ) 低負(fù)荷投油助燃卜1 7 1 。由于目前國內(nèi)外缺乏煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)，當(dāng) 煤質(zhì)變差時，如果燃燒調(diào)整不及時，就有可能造成燃燒不穩(wěn)定，甚至引起滅火。 電站燃煤鍋爐滅火是影響電廠安全經(jīng)濟運行的嚴(yán)重事故，一旦發(fā)生，輕則影響 鍋爐的使用壽命，重則停機、停爐，更嚴(yán)重的可能導(dǎo)致鍋爐甚至汽輪機損壞。 另外滅火還導(dǎo)致鍋爐和汽輪機受到反復(fù)交變熱應(yīng)力的作用，對設(shè)備的壽命會有 一定影響。因此，投油助燃對機組的安全穩(wěn)定運行具有特別重要的意義。 但是最近幾年，由于氣體和液體燃料供應(yīng)出現(xiàn)世界性的危機，國內(nèi)外又開 始向采取少投油或無投油方式發(fā)展，進行了關(guān)于鍋爐少投油或無投油助燃的實 驗性研究，取得了一些進展。 ( 2 ) 開發(fā)與應(yīng)用高性能穩(wěn)燃型煤粉燃燒器n 8 2 引。對于煤粉燃料，為解決 低質(zhì)煤及低負(fù)荷時的穩(wěn)定燃燒問題，目前已開發(fā)出了多種高穩(wěn)燃性能與高燃燒 效率的燃燒器，如一、二次風(fēng)復(fù)合旋流燃燒器、富集型燃燒器、雙穩(wěn)可調(diào)濃淡 燃燒器、煤粉濃縮預(yù)熱式燃燒器、濃稀相分離燃燒器等，各種燃燒器均有其不 同的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)燃原理及優(yōu)缺點，其適用的爐型及煤種也不一樣，并且燃燒器的 種類還有許多，不在此贅述。 ( 3 ) 裝設(shè)燃燒控制與火焰監(jiān)視診斷系統(tǒng)心4 l 。電站安全、高效的運行是電 力行業(yè)的基礎(chǔ)。鍋爐作為火電站最重要和最基本的設(shè)備，它內(nèi)部的燃燒過程無 疑是確定安全性、經(jīng)濟性最有力的保障。很多學(xué)者和企業(yè)都立足于爐膛內(nèi)部燃 3 燒過程的可視化研究，其中利用全爐膛看火電視圖像信息進行燃燒監(jiān)控顯示了 很大的理論價值和應(yīng)用前景，其原理與應(yīng)用不在此贅述。 ( 4 ) 衛(wèi)燃帶穩(wěn)燃技術(shù)他6 。2 7 1 。在我國燃用低揮發(fā)分粉煤的電站鍋爐中，為 了盡可能降低穩(wěn)燃負(fù)荷以適應(yīng)大幅度調(diào)峰運行的需要，在采用各種穩(wěn)燃性能良 好的新型燃燒器的同時，大多在燃燒器附近區(qū)域的爐墻上敷設(shè)一定厚度和面積 的隔熱層一衛(wèi)燃帶。運行經(jīng)驗表明，在爐內(nèi)敷設(shè)衛(wèi)燃帶是低質(zhì)煤和低負(fù)荷穩(wěn)燃 的一種有效途徑，也是最簡單、最經(jīng)濟的高效穩(wěn)燃方法。 衛(wèi)燃帶是通過提高燃燒器附近區(qū)域煙氣溫度來改善穩(wěn)燃性能的，能提高煙 氣溫度，有助燃燒并將有利于爐膛上部前、后屏及過熱器與煙氣之間的換熱作 用；同時在燃燒器區(qū)段內(nèi)設(shè)置的衛(wèi)燃帶對爐內(nèi)煙氣溫度有更顯著的影響。石門 電廠3 0 0 m w 機組的10 2 5 t h 煤粉爐，燃料為無煙煤與煙煤各占5 0 ，v d a f = 1 4 5 的混煤，采用了先進的w r 型及具有高穩(wěn)燃性能的雙通道自穩(wěn)式燃燒器，設(shè)計 時未考慮在爐內(nèi)敷設(shè)耐火隔熱層，其最低穩(wěn)燃負(fù)荷只能達(dá)到2 1o m w 。經(jīng)現(xiàn)場 測試發(fā)現(xiàn)：主要原因是爐內(nèi)火焰溫度偏低，在額定負(fù)荷時燃燒中心區(qū)域四角平 均溫度僅為l19 1 ，大修中在燃燒器區(qū)域的四周爐墻上敷設(shè)了7 5 m 2 的耐火隔 熱層，使不投油穩(wěn)燃負(fù)荷降至1 6 0 1 8 0 m w 。 但是，衛(wèi)燃帶往往又是結(jié)渣的發(fā)源地。衛(wèi)燃帶隔熱板向火面的溫度對爐內(nèi) 穩(wěn)定燃燒及防止結(jié)渣具有重要影響，較高的表面溫度對穩(wěn)定著火有利，但容易 引發(fā)結(jié)渣；較低的表面溫度雖然不易引發(fā)結(jié)渣，但對強化著火與穩(wěn)燃效果不明 顯，難以發(fā)揮衛(wèi)燃帶的作用。 1 3 燃煤鍋爐受熱面的結(jié)渣問題 1 3 1 燃煤鍋爐受熱面的結(jié)渣過程及機理 所謂結(jié)渣，是指受熱面壁上熔化了的灰沉積物的積聚，多發(fā)生在爐內(nèi)輻射 受熱面上，結(jié)渣會降低爐內(nèi)受熱面的傳熱能力。燃煤鍋爐的爐內(nèi)結(jié)渣產(chǎn)生過程 可概括為：當(dāng)溫度高于灰熔點的煙氣沖刷受熱面時，煙氣中熔融的灰渣粘附到 受熱面上，從而形成結(jié)渣，具體受熱面結(jié)渣過程可分為心p 33 1 ： ( 1 ) 底層沉積層的形成。由于擴散作用，在管子四周形成薄的、白色的、 很細(xì)的飛灰沉積層，這主要是由于硫酸鈉、硫酸鉀等易氣化礦物質(zhì)的凝結(jié)和極 細(xì)飛灰的沉積造成的，厚度在o 2 0 5 m m 之間，它并不受煙氣速度高低的影 響。這一過程未必會引起結(jié)渣，但這一層具有良好的絕熱性能，它的出現(xiàn)引起 爐膛溫度的提高，而且還造成了被覆蓋的受熱面管子外表面溫度顯著提高，促 使結(jié)渣加劇。 ( 2 ) 內(nèi)部燒結(jié)層的形成。在鍋爐管迎煙側(cè)由初期的撞擊形成，約有幾毫 4 米厚，主要是由直徑在l0 2 0 9 m 的細(xì)小灰粒組成，灰粒經(jīng)過爐膛火焰后變成球 形半熔融狀態(tài)，在熱泳力和范德華力作用下由于粒子表面黏性而形成密實的黏 結(jié)層這一層中的粒子由于表面具有沾結(jié)性而彼此結(jié)合，一般說來，這一層不能 用其它的灰粒撞擊或吹灰而完全消除。 ( 3 ) 外部燒結(jié)層的形成。隨內(nèi)部燒結(jié)層變厚，積灰表面溫度升高到接近 煙氣溫度，在煙氣溫度達(dá)到足夠高時，并存在足夠多的飛灰熔融鈉的情況下， 將在積灰層的迎煙側(cè)開始形成熔融相，這些熔融物質(zhì)捕集撞擊在其上的顆粒， 并與它們結(jié)合形成堅實牢固的積灰，灰層變厚，灰溫升高，導(dǎo)致惡性循環(huán)，使 灰層表面形成熔融相，熔融灰渣在重力作用下開始向下流動，從而可能形成液 態(tài)渣層。 1 3 2 燃煤鍋爐受熱面結(jié)渣的危害 結(jié)渣會嚴(yán)重影響危害鍋爐運行的安全性和經(jīng)濟性，甚至被迫停爐。其危害 主要表現(xiàn)在以下幾個方面4 q ： ( 1 ) 降低爐內(nèi)受熱面的傳熱能力。灰污在受熱面上沉積后其熱阻很大， 在水冷壁上結(jié)渣會使水冷壁導(dǎo)熱能力降低、爐膛出口煙溫相應(yīng)升高、排煙熱損 失增大，影響運行經(jīng)濟性。一般污染數(shù)小時后水冷壁傳熱能力會降低3 0 - 6 0 ， 鍋爐無法維持滿負(fù)荷運行，只得增加投煤量，引起爐膛出口煙溫進一步升高， 使得灰渣更易粘附在受熱面上，從而形成惡性循環(huán)，并引發(fā)一系列惡性鍋爐事 故。因沾污造成排煙溫度的升高會使鍋爐效率降低1 - 2 ，影響其運行的經(jīng)濟 性。據(jù)文獻估計，美國每年因鍋爐受熱面沾污帶來的各種經(jīng)濟損失總和達(dá) 2 0 10 0 億美元。 ( 2 ) 由于爐膛出口煙氣溫度升高，會導(dǎo)致過熱器壁溫升高過熱爆管。爐 膛出口煙氣溫度升高，飛灰易粘附在對流和屏式過熱器上，引起過熱器結(jié)渣、 沾污和腐蝕。 ( 3 ) 引起高溫腐蝕。鍋爐煙氣中的三氧化硫與灰渣中的堿金屬氧化物氧 化鈉及氧化鉀等反應(yīng)生成硫酸鹽。由于粘接在水冷壁或高溫過熱器上的灰渣表 面溫度較高，高溫?zé)煔獯┻^灰渣層時，硫酸鹽與管壁氧化層在三氧化硫的作用 下生成硫酸鹽絡(luò)合物。該絡(luò)合物在5 0 0 以上呈熔融狀態(tài)，與受熱面管子發(fā)生 反應(yīng)生成硫化亞鐵，形成高溫腐蝕，使管壁厚度由外向內(nèi)減薄。通常情況下， 水冷壁管年腐蝕量為0 8 2 2 5 m m 年，但如果燃煤含硫量大或設(shè)計、運行不當(dāng)， 腐蝕速度可高達(dá)5 m m 年，二三年甚至更短就需要更換水冷壁。 ( 4 ) 在噴燃器出口處，可能會因結(jié)渣而影響煤粉氣流的正常噴射，引起 氣流偏移，形成局部高溫，燒壞噴燃器。 ( 5 ) 燃燒室上部大塊灰渣掉落時，會砸壞水冷壁管和冷灰斗，有可能會 5 使冷灰斗出口發(fā)生堵塞，造成爐膛滅火，甚至人身傷亡。 ( 6 ) 在傳熱減弱的情況下，為維持鍋爐出力需要更多燃料，使引、送風(fēng) 機負(fù)荷增加，因此引起電耗增加。并且由于通風(fēng)設(shè)備的容量有限，加之結(jié)渣時 易發(fā)生煙氣通道阻塞，可能會造成引風(fēng)量不足，燃燒不完全，一些可燃物被帶 到對流受熱面，在煙道角落堆積起來繼續(xù)燃燒，即發(fā)生所謂“煙道再燃燒 現(xiàn) 象，其后果極具破壞性。 ( 7 ) 受熱面結(jié)渣一旦失去控制，就會對生產(chǎn)和運行構(gòu)成嚴(yán)重危害，此時 被迫降負(fù)荷運行甚至停爐檢修。然而，作為工業(yè)動力，鍋爐降負(fù)荷或停爐所帶 來的經(jīng)濟損失是相當(dāng)可觀的。據(jù)估計，l 臺5 0 0 m w 機組每停運l 天所損失的 收入就會超過10 萬美元。 由以上結(jié)渣的危害可見，如何防止和減輕結(jié)渣是鍋爐設(shè)計和運行中非常重 要的課題。 1 3 3 燃煤鍋爐受熱面結(jié)渣的影響因素 燃煤鍋爐的爐內(nèi)結(jié)渣既是一個物理化學(xué)過程，也是一個非常復(fù)雜的流體力 學(xué)過程。煤灰結(jié)渣的影響因素很多，其中有來自煤質(zhì)特性、鍋爐設(shè)計特性參數(shù)、 設(shè)備運行管理等主動方面的因素，也有來自水冷壁和衛(wèi)燃帶耐火材料表面物理 化學(xué)特性等被動方面的因素。綜合一些研究結(jié)果，燃煤鍋爐受熱面結(jié)渣的影響 因素可總結(jié)如下呤8 4 3 1 ： ( 1 ) 煤灰成分及分布。在燃燒過程中各種灰顆粒的形成都來自于組成煤 的礦物質(zhì)問的物理變化和化學(xué)反應(yīng)，煤中各種礦物質(zhì)的含量是決定其沉積特性 的一個重要因素。一般來說煤的灰分、灰中鐵礦物質(zhì)和堿金屬的含量越高，煤 的結(jié)渣傾向就越高。燃料的灰熔點主要取決于燃料中灰分的成分組成?；胰埸c 低，灰分高或發(fā)熱量高的煤容易發(fā)生爐內(nèi)結(jié)渣。 ( 2 ) 燃燒溫度。鍋爐受熱面上結(jié)渣和沾污主要是由于在煙氣中生成了氣 相粒子和熔融的顆粒，這些顆粒的形成是爐內(nèi)高溫作用的結(jié)果，爐膛熱負(fù)荷越 高，煙氣中熔融顆粒和氣相粒子的比例就越高。因此，爐膛熱負(fù)荷的選取既要 有利于煤粉的著火燃燒，也要考慮到其偏高帶來的結(jié)渣和沾污的負(fù)面影響。 ( 3 ) 燃燒氣氛。燃燒區(qū)域的局部還原性氣氛會降低煤灰的熔點。已有研 究表明，較大的還原性氣氛可使灰的軟化溫度降低15 0 以上，同時，局部還 原性氣氛還會導(dǎo)致煙氣中細(xì)微粒子的生成量大大增加而產(chǎn)生沾污、結(jié)渣。而爐 內(nèi)還原性氣氛是不可避免的，這可以通過設(shè)法在受熱面附近人為制造氧化氣氛 以減輕灰熔點降低傾向。 ( 4 ) 爐膛結(jié)構(gòu)。鍋爐設(shè)計中，如果爐膛高度偏低，則爐膛容積熱負(fù)荷過 大，爐內(nèi)的溫度水平增高，如果此時爐膛水冷壁上已經(jīng)出現(xiàn)結(jié)渣，那么熔融的 6 灰顆粒得不到充分的冷卻固化就會接觸到受熱面上沉積下來而使結(jié)渣加劇。另 外，設(shè)計爐膛高度偏低時，燃料的后燃燒期將持續(xù)到爐膛上部甚至爐膛出口以 后，這樣也極易引起對流受熱面上的結(jié)渣和沾污。 ( 5 ) 其他因素。除上述因素外，影響結(jié)渣和沾污的因素還有顆粒的細(xì)度， 燃燒器的設(shè)計與布置，爐內(nèi)的空氣動力場，受熱面的狀態(tài)，灰顆粒和受熱面金 屬的氧化物相容性和化學(xué)相容性等。 爐內(nèi)結(jié)渣還是一個自動加劇的過程，因此運行中要重視經(jīng)常、及時地吹灰 打渣，清潔水冷壁受熱面，防止結(jié)渣現(xiàn)象積累加重。 1 4 衛(wèi)燃帶對燃煤鍋爐的影響 1 4 1 衛(wèi)燃帶對燃煤鍋爐的影響 衛(wèi)燃帶是敷設(shè)在鍋爐的水冷爐墻上的一層具有一定厚度和面積的耐火、隔 熱材料。耐火材料是耐火度不低于15 8 0 的無機非金屬材料和制品鍆。耐火 度是指材料在高溫作用下達(dá)到特定軟化程度時的溫度，它標(biāo)志著材料抵抗高溫 作用的性能。耐火材料在高溫作用下的成功使用必須具有良好的組織結(jié)構(gòu)、抗 熱性能和使用性能，即具有較高的耐火度、荷重軟化溫度、抗熱震性和抗化學(xué) 侵蝕等性能h5 1 ，才能承受各種物理化學(xué)變化和機械作用，滿足熱工設(shè)備及部件 的使用要求h 引。 首先，爐內(nèi)敷設(shè)衛(wèi)燃帶后，減少了燃燒器區(qū)域水冷壁的吸熱量，顯著提高 該區(qū)域的溫度，一般情況下，衛(wèi)燃帶表面溫度比水冷壁管表面溫度高4 0 0 一- - 6 0 0 左右，使煤快速著火并穩(wěn)定燃燒。特別是有利于降低鍋爐的最低不投油穩(wěn)燃 負(fù)荷，滿足電廠調(diào)峰需要。對于液態(tài)排渣爐和旋風(fēng)爐，用以提高火焰溫度，強 化燃料的燃燒，保證煤灰熔化成液體狀態(tài)，順利流出爐膛。 但是，較高的衛(wèi)燃帶表面溫度使得處于熔化或半熔化狀態(tài)的灰粒被甩到受 熱面上時得不到有效冷卻，仍呈現(xiàn)熔化狀態(tài)，并且與光滑水冷壁管相比，衛(wèi)燃 帶耐火材料表面要粗糙得多，且內(nèi)部多孔，當(dāng)衛(wèi)燃帶材質(zhì)選擇不當(dāng)時，耐火材 料高溫下與熔融煤灰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有可能會加重爐內(nèi)受熱面結(jié)渣h 7 1 。 1 4 2 衛(wèi)燃帶結(jié)渣的影響因素 耐火材料在與熔渣直接接觸的高溫容器中，通過化學(xué)或物理化學(xué)作用，極 易受熔渣侵蝕。另外，在許多高溫?zé)峤粨Q設(shè)備中，或在有些反應(yīng)器和其他高溫 裝置中，耐火材料雖然不直接與熔渣接觸，但是固態(tài)物料、煙氣中的塵?？膳c 其接觸，一些氣態(tài)物質(zhì)也可在耐火材料上凝結(jié)，它們都在高溫下與耐火材料反 應(yīng)形成熔融體，或形成性質(zhì)不同的新產(chǎn)物，或是耐火材料中形成的一些組分分 7 解，導(dǎo)致耐火材料毀損。可見，渣蝕是耐火材料在使用過程中很常見的，有時 甚至是最嚴(yán)重的一種毀損形式。因此，耐火材料的抗渣侵蝕性的好壞是影響耐 火材料使用壽命一個重要因素，是判斷耐火制品質(zhì)量優(yōu)劣的一項重要指標(biāo)4 1 。 影響熔渣侵蝕耐火材料的因素h 8 1 可歸納為： ( 1 ) 熔渣和耐火材料的組成和性質(zhì)。一般而言酸性耐火材料如硅石、粘 土質(zhì)耐火材料，可抵抗酸性熔渣；堿性耐火材料如鎂質(zhì)、白云石質(zhì)耐火材料， 可抵抗堿性熔渣；中性耐火材料如高鋁質(zhì)、鉻質(zhì)、碳質(zhì)耐火材料，對酸性、堿 性有相近的抗侵蝕性。 ( 2 ) 耐火材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對灰渣的滲透抵抗具有較大影響。秦風(fēng)久等人 的研究發(fā)現(xiàn)：不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的耐火材料，其抗結(jié)渣能力相差很大嗨引。 ( 3 ) 相互作用的溫度。工作環(huán)境溫度越高，熔渣對耐火材料的侵蝕也越 厲害。 ( 4 ) 熔渣的粘度。熔渣的粘度越低，對耐火制品的侵蝕速度越快，熔蝕 程度也越深。在侵蝕過程中熔渣粘度的變化也是不容忽視的重要因素，有些熔 渣能強烈熔解耐火材料而粘度迅速增大凝結(jié)，甚至?xí)谥破繁砻嫣幮纬梢粚?“覆蓋層”，使熔解速度顯著降低，也難以滲入制品的孔隙處，起到保護耐火制 品的作用。 ( 5 ) 環(huán)境氣氛。工作環(huán)境氣氛( 氧化性或還原性) 對熔渣侵蝕也有影響。 ( 6 ) 熔渣對耐火材料的潤濕性。只有熔渣的潤濕角0 06 9 02 9 。 ( 4 ) 衛(wèi)燃帶材料及成分配比的影響。三種材制板均表現(xiàn)出較好的抗結(jié)渣 性能。對于添加不l 可量氧化鉻的高鋁質(zhì)衛(wèi)燃帶材料板，低鉻高鋁質(zhì)材料板灰渣 的剝落性強，容易脫落；而商鉻高鋁質(zhì)板材料板的抗灰渣侵蝕性較好。 28 煤灰3 3 燃帶耐火材料結(jié)渣機理 28 1 煤灰碳化硅質(zhì)耐火材料結(jié)渣機理 碳化硅質(zhì)耐火材料結(jié)渣機理的實驗研究選取過2 0 0 日篩的云貴煤灰，并按 照煅燒試樣制各過程分別制得云貴煤灰碳化硅質(zhì)耐火材料板3 對。將制好的 試樣對分別在i 2 5 0 。c 、1 3 5 0 c 和1 4 5 0 c 下置于馬弗爐中恒溫煅燒4 0 h 。實驗結(jié) 束后，試樣自然玲卻到室溫。 為示區(qū)別，將煅燒后的煤灰稱為灰渣。煅燒玲卻后煤灰渣s i c 板的外規(guī)如 圖24 所示，煤灰渣層、煤灰渣s i c 板結(jié)合部位的s e m 圖片如圖25 所示，及 煤灰渣的x r d 圖| 韭如圖26 所示，了解高溫般燒過程中渣、板及其柑吐問物理 化學(xué)行為。 曩簿圈 a ) 1 2 5 0 c 煅燒b ) 1 3 5 0 c 煅燒c ) 1 4 5 0 1 c 煅燒 幽24 云貴灰渣碳化硅質(zhì)材料板煅燒4 0 h 后圖片 在12 5 0 煅燒4 0 h 后，如剖24 ( a ) 所示，有輕微聚集現(xiàn)蒙發(fā)，l ，圖25 ( a ) 的s e m 照也表明煤灰層末與s i c 材料板結(jié)合：在13 5 0 煅燒d o h 后，如圖 24 ( b ) 所示，發(fā)生熔融聚集變形，圖25 ( b ) 也證明煤灰層出現(xiàn)熔融并與s l c 板 形成較致密的結(jié)合：在1 4 5 0 般燒4 0 h 后，如圖24 ( c ) 所示，渣餅很薄，產(chǎn) e 了流動現(xiàn)象，并出現(xiàn)大量的氣孔，圖25 ( c ) 的s e m 照片表明熔融的煤灰已 滑氣孔進入s i c 材料板內(nèi)部。剛25 ( d ) 顯示了熔融煤灰渣層巾的開氣孔特征， 氣孔最大直徑超過1 m m 。加熱初期，s i c 材料在氧分臟較高時發(fā)生氧化，形成 曩圈 雹 “? i t 2 5 0 c 煅燒 “12 1 3 5 0 c 煅燒 ”1j3 1 4 5 0 c 煅燒h 一赤鐵礦，f e 2 0 ， ，1 ，677 - 鱗右英，s i o z 的赤鐵礦，這說明在1 3 5 0 c 的煅燒過程中赤鐵礦對碳化硅材科板發(fā)生了滲透 侵蝕，同時s i c 材料板中有部分氧化鉻向煤灰渣中滲透；經(jīng)1 4 5 0 般燒后，灰 渣中的主要成分為方英石，而灰渣中赤鐵礦的含量繼續(xù)減少，滲透和侵蝕加劇。 此外，還發(fā)現(xiàn)s i c 板中的氧化鋯也向煤灰中滲透但未見其與煤灰發(fā)生反應(yīng)， 說明氧化鋯具備較好的抗侵蝕作用。 282 煤灰高鋁質(zhì)耐火材料結(jié)渣機理 高鋁質(zhì)耐火材料結(jié)渣機理的實驗研究選取過2 0 0 目篩的余竹山煤灰和斗等 山煤灰，并按照煅燒試樣制各過程分別制得金竹山煤灰兩種高鋁質(zhì)耐火材料 板和斗笠山煤灰兩種高鋁質(zhì)耐火材料板各2 對。將制好的試樣對在1 3 5 0 置 于馬弗爐中恒溫煅燒4 0 h 。實驗結(jié)束后，試樣自然冷卻到室溫。 為示區(qū)別，將般燒后的煤灰稱為灰渣。煅燒冷卻后煤灰渣兩種高鋁質(zhì)耐 火材料扳的外觀如圖2 7 所示，煤灰渣層、煤灰渣兩種高鋁質(zhì)板斷面部位的 s e m 圖片如圖2 8 ，斷面進行能譜( e d s ) 分析如圖29 所示，了解高溫煅燒 過程中渣、板及其相互聞物理化學(xué)行為。 觀察發(fā)現(xiàn)：金竹山煤灰渣在高鉻材料板上有明顯聚集，出現(xiàn)砂狀渣，如圖 27 ( a ) 所示：而在低鉻高鋁耐火材料板上也有砂狀渣出現(xiàn)，但5 0 以上的灰渣 已經(jīng)滲透到材料板內(nèi)部，材料板上只留下灰餅的痕跡，如圖2 7 ( b ) 所示；斗爺 山煤灰渣均勻而且致密地分布在高鉻高鋁耐火材料板上，渣層表面很光滑，如 圖27 ( c ) 所示；而在低鉻高鋁耐火材料板表面幾乎沒有肉眼可見的灰渣存在， 灰渣幾乎全部滲透到材料板內(nèi)部，如圖2 7 ( d ) 所示。 剿豢| 曲金竹山煤材高鉻板b ) 金竹山煤舭鉻板c ) 斗笠山煤村高鋁板d ) 斗笠山煤封低鉻板 圖27 煤獲腐鋁質(zhì)材料扳試樣經(jīng)1 3 5 0 煅燒4 0 1 1 后的外觀形貌 圖2 8 ( a ) 和( b ) 為經(jīng)1 3 5 0 煅燒4 0 h 后高熔點的的金竹山煤灰高鋁 質(zhì)材料板斷面的s e m 圖，圖2 8 ( c ) 和( d ) 為經(jīng)1 3 5 0 煅燒4 0 h 后低熔點 的斗笠山煤灰高鋁質(zhì)材料板斷面的s e m 圖。觀察斷面的微觀結(jié)構(gòu)后發(fā)現(xiàn)：在 高鋁質(zhì)材料板近表面層有明顯的顏色變化，這種變化是由于煤灰中某些成分向 高鋁質(zhì)材料板侵蝕的結(jié)果，且侵蝕深度為材料板近表面層有顏色變化的深度。 由分析試樣的$ e m 圖知，煅燒后的煤灰高鋁質(zhì)材料板斷面可分為三個特征明 2 0 辮 顯的區(qū)域：灰渣層、材料板侵蝕層、材料板未侵蝕層，如圖2 所不。 對于金竹山煤扶高鋁質(zhì)材料板試樣，煅燒后，厭渣在高鉻高鋁質(zhì)材料板 巾侵蝕的最大深度均小于2 5 0 p m ，扶渣層的厚度大于6 0 0 p m ，如腳28 ( a ) 所示； 扶渣在低鉻高鋁質(zhì)材料板中侵蝕的最小深度均大于5 0 0 , l l m ，灰渣層的厚度小于 3 0 0 u m ，如圖2 8 ( b ) 所示。這表明，煤荻在高鉻高鋁質(zhì)材料板上剩余的扶渣量 至少是低鉻高鋁質(zhì)材料板上的2 倍，煤灰渣在低鉻高鋁質(zhì)材料板上的侵蝕深度 至少是高鉻材料板上侵蝕深度的2 倍。 對于斗笠山煤灰高鋁質(zhì)材料板試樣，煅燒后，灰渣在高鉻高鋁質(zhì)材料板 中侵蝕的最大深度約為4 8 2 p m ，扶渣層的厚度約為1 0 0 9 m ，如圖28 ( c ) 所示； 灰渣在低鉻高鋁質(zhì)材料扳中侵蝕的最大深度約為9 4 3 “m ，灰渣層的厚度約為 5 0 u m ，如圖2 8 ( d ) 所示。這表明：扶清在高鉻高鋁質(zhì)材料板上剩余的扶渣量約 為低鉻高鋁質(zhì)材料板上的2 倍，煤灰渣在低鉻高鋁質(zhì)材料板上的侵蝕深度約是 高鉻材料板上侵蝕深度的2 倍。 a ) 盤竹m 煤駛高鉻材科板b ) 金竹m 煤灰低鉻材料扳 c ) 斗笠煤灰高鉻村料板曲斗笠m 煤灰低鉻材料板 圖2 , 8 煤拂鋁質(zhì)材料板試樣經(jīng)1 3 5 0 煅燒4 0 h 后斷面的s e m 圉 圖29 給出了斗笠山煤灰高鋁質(zhì)材料板煅燒后斷面的e d s 分析結(jié)果。其 中，6 表示e d $ 分析測點至材料板表面的距離，座標(biāo)0 點表示耐火材料板表 面位置。由圖2 9 ，可以得到下述結(jié)論： 沿耐火材料板的深度方向，煤灰中元素f e 的含量呈近似線性的遞減趨勢， 2 l 如圖2 9 ( a ) 示。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是煤灰向材料板的滲透過程中，f e 不斷與材料板中的有關(guān)成分發(fā)生反應(yīng)，形成了大分子物質(zhì)，阻止f e 元素進一 步滲透，因此含量逐漸減少，直至元素f e 的含量在深度方向上接近零，此時 的深度位置即為f e 元素在材料板中的侵蝕深度。由圖2 8 ( a ) e d s 分析結(jié)果 所確定的侵蝕深度與料板斷面s e m 圖片中分析得到的侵蝕深度結(jié)果基本一致。 1 4 1 2 奢i 0 i g0 8 o 6 0 4 l o 0 8 一 筆 邑o ，6 篁 o 4 船 2 0 拿 專t 8 。1 6 1 4 l 一 冰 i 一 d n n m 0o 20 4n b0 81 o ( c )6 ( 唧) i 1 拿1 i 1 一 卜0 0 o 圖2 9 斗笠山煤灰高鋁質(zhì)板在1 3 5 0 c 煅燒4 0 h 后斷面的e d s 分析結(jié)果 沿耐火材料板的深度方向，煤灰中s i 、c a 、k 、n a 、t i 、m g 元素的含量 呈下降趨勢，并呈現(xiàn)出先慢后快的特點，如圖2 9 ( b ) 一( g ) 所示。對于高鉻高鋁 質(zhì)材料板，在深度方向上，當(dāng)6 2 0 0 1 t m 時，煤灰中各元素的含量沿材料板的 深度方向呈快速下降趨勢，部分元素呈近似線性下降趨勢；對于低鉻高鋁質(zhì)材 料板，在深度方向上，當(dāng) i 6 0 0 p m 時，煤灰中各元素的含量沿深度方向呈快速 下降趨勢，其中，t i 元素的變化趨勢與f e 元素相近，呈近似線性下降趨勢。 圖2 9 還表明，煤灰中主要元素成分在低鉻高鋁質(zhì)材料板中的侵蝕深度遠(yuǎn)大于 在高鉻高鋁質(zhì)材料板中的侵蝕深度；用e d s 方法確定的各元素侵蝕深度值與 s e m 圖片中分析得到的侵蝕深度結(jié)果基本一致。 c r 元素含量在高鋁質(zhì)材料板中沿深度方向上呈現(xiàn)出近似線性增加的特點， 如圖2 9 ( i ) 所示。圖2 9 ( i ) 表明耐火材料板中鉻元素的滲透擴散方向與煤灰 中金屬元素的滲透擴散方向相反，材料板中鉻元素的含量越高，在煅燒過程中， 其擴散滲透至煤扶中的量越大。進入煤狄渣層中的c r 2 0 3 與煤灰渣中的某些成 分在高溫條