生物質(zhì)鍋爐尾部煙道積灰分析

馬同勝

【摘 要】生物質(zhì)鍋爐主要使用生物燃料作為主要燃料。在新的時(shí)代，他們將滿足生態(tài)發(fā)展的要求，有助于有效保護(hù)環(huán)境。然而，隨著生物質(zhì)鍋爐應(yīng)用的不斷增加，尾煙的內(nèi)聚沉積逐漸成為生物質(zhì)發(fā)電廠安全的主要原因。本文以生物質(zhì)發(fā)電廠的生物質(zhì)鍋爐為例，結(jié)合本人的工作經(jīng)驗(yàn)，分析了生物質(zhì)鍋爐尾部煙道積灰的原因，并對(duì)此提出了相應(yīng)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)鍋爐；煙道；積灰

引言

生物質(zhì)鍋爐主要燃燒生物質(zhì)燃料。與傳統(tǒng)鍋爐相比，生物鍋爐具有環(huán)保、生態(tài)的特點(diǎn)。隨著生物質(zhì)鍋爐的不斷應(yīng)用，燃燒鍋爐對(duì)環(huán)境的危害逐漸減少。然而，從生物質(zhì)鍋爐本身的角度來看，目前許多鍋爐尾部煙道會(huì)出現(xiàn)粘性沉降，這在一定程度上制約了生物質(zhì)鍋爐的價(jià)值。本文對(duì)某生物質(zhì)電廠的兩臺(tái)鍋爐均為高溫高壓直接燃燒生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行了研究。結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了生物質(zhì)鍋爐尾部煙道積灰的原因，并提出了解決措施。

1.鍋爐整體概況

作者研究的鍋爐主要采用循環(huán)流化床燃燒技術(shù)。它是一個(gè)集高溫高壓，蘇打水自然循環(huán)和單一泡沫于一體的平衡通風(fēng)鍋爐。鍋爐的主要結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)旋風(fēng)分離器，一個(gè)豎井尾煙道和一個(gè)薄膜水冷壁爐。其中，鍋爐尾煙主要采用蒸汽冷卻涂層技術(shù)，以提高鍋爐的應(yīng)用便利性。鍋爐的爐出口和豎井煙道主要由兩個(gè)絕熱旋風(fēng)分離器連接。尾煙主要由蒸汽冷卻壁組成，頂部設(shè)有三套地?zé)徇^熱器；下部煙道是絕緣的。兩種鍋爐的燃料類型主要設(shè)置為桉樹，，以及甘蔗葉，甘蔗渣和木制品廢料等農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物。鍋爐的燃料比設(shè)定為5：2：3結(jié)構(gòu)，包括50%的甘蔗葉，甘蔗葉的含水量要求達(dá)到12%，并且還包括20%的樹皮，以及樹皮的含水量要求為25%，除30%的其他農(nóng)林廢棄物外，這些燃料的總含水量應(yīng)達(dá)到25%。

2.生物質(zhì)鍋爐尾部煙氣粘性沉降分析

2.1結(jié)合產(chǎn)生沉淀的原因

結(jié)合產(chǎn)生沉淀的原因，可以從以下兩個(gè)方面分析：一是鍋爐高溫燃燒區(qū)的粉塵顆粒有可能在煙氣連續(xù)不斷的流動(dòng)下暴露在受熱面上，最終附著在煙氣中。其次，從生物質(zhì)本身來看，生物質(zhì)中存在相對(duì)易揮發(fā)的堿金屬物質(zhì)，主要表現(xiàn)為堿金屬氯化物，高溫后進(jìn)入氣相。在通過受熱面、煙道氣、飛灰、煙道氣等較高溫度設(shè)備的流動(dòng)過程中，通過冷凝吸附自然形成粘性沉淀。作者實(shí)際上對(duì)鍋爐尾部煙道中的粘性物質(zhì)進(jìn)行了取樣分析，發(fā)現(xiàn)鍋爐爐內(nèi)的主要沉積物為堿金屬氯化物，因此判斷上述第二推論的可能性是比較大。

2.2鍋爐運(yùn)行區(qū)域分析

首先，為了提高鍋爐水燃燒的適應(yīng)性，2015年8月，該爐配備了“抗磨梁”改造技術(shù)，使鍋爐床溫度達(dá)到一定程度。升級(jí)。其中，在鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)下，鍋爐爐膛上層的平均溫度最高可達(dá)850攝氏度，有時(shí)超過850攝氏度，溫度也高于850攝氏度。爐出口是高溫過熱器入口的溫度。它也是大約730攝氏度，因此在正常操作期間爐子的溫度范圍可以控制在730攝氏度和850攝氏度之間。另外，將鍋爐高溫過熱器入口處的煙氣溫度作為爐子的出口煙氣溫度，約為上述730攝氏度，高溫過熱器的出口溫度約為670攝氏度。對(duì)于低溫過熱器，入口煙氣溫度可控制在約625攝氏度，出口煙氣溫度可控制在約480攝氏度。根據(jù)這些內(nèi)容，觀察并分析了正常運(yùn)行時(shí)的爐溫，高溫過熱器入口溫度和出口溫度，以及低溫過熱器入口和出口的溫度條件，可用于探討其結(jié)合情況。鍋爐尾煙。數(shù)據(jù)存放的原因?yàn)檫M(jìn)一步研究提供了數(shù)據(jù)支持。

2.3鍋爐尾煙道內(nèi)粘性沉降原因分析

鍋爐爐區(qū)以氣態(tài)KCl和（KCl）2和固體K2OSiO2為主。在整個(gè)鍋爐的高溫過熱器和低溫過熱器上部，隨著鍋爐內(nèi)部溫度的下降，K2SO4和K2OSiO2均以固態(tài)形式存在，濃度變化范圍相對(duì)較小。隨著溫度的降低，氣態(tài)KCl的濃度逐漸降低，而固體KCl的濃度則逐漸增加。

該現(xiàn)象充分證明，在高溫和低溫過熱器的上部，在煙氣熱交換的整個(gè)溫度降低期間，氣態(tài)KCL出現(xiàn)在高溫過熱器和低溫過熱器的壁表面上。進(jìn)行直接凝華現(xiàn)象，煙氣中的塵埃顆粒在沉淀過程中自然粘附，從而形成內(nèi)聚沉積，并沿著過熱器管表面上的氣流方向逐漸出現(xiàn)。積聚在過熱器外層上的灰分在高溫下被煙道氣長(zhǎng)時(shí)間燒結(jié)，形成相對(duì)致密的灰沉積層。[3]此外，隨著煙氣溫度的逐漸降低，在低溫過熱器的中下部，出現(xiàn)在氣態(tài)的KCL和（KCL）2濃度達(dá)到0度，這表明它們已完全完成沉淀過程轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)穩(wěn)定的固體形狀，因此主要在這些區(qū)域形成相對(duì)松散的灰分。此外，應(yīng)該注意的是，鍋爐的高溫過熱器區(qū)域中的KCL凝華量遠(yuǎn)小于低溫過熱器中的KCL。然而，對(duì)于該鍋爐，煙道末端的煙道的低溫過熱器和節(jié)能器以及空氣預(yù)熱器的加熱區(qū)域都是水平布置的，因此管之間的間隔相對(duì)較小。。其中，鍋爐高溫過熱器的前包強(qiáng)煙灰和豎井煙道主要采用加熱面的垂直布置。一旦灰塵出現(xiàn)在水平布置的加熱表面上，就極易發(fā)生大范圍的灰塵堵塞。現(xiàn)象。對(duì)于高溫過熱器區(qū)域，殘留在表面區(qū)域的灰塵主要是由于管表面上沉積的灰塵增厚引起的，這直接影響熱交換強(qiáng)度，從而降低了熱交換強(qiáng)度。

結(jié)合上述分析，發(fā)現(xiàn)該鍋爐尾煙道的粘聚沉降主要是由正常工況下的溫度變化引起的。鍵合沉積的主要溫度范圍為581℃～751℃，主要表現(xiàn)為隨著溫度的升高，粘結(jié)沉積量相應(yīng)增加，兩者主要呈正相關(guān)。

3.是鍋爐凝聚降水的對(duì)策

根據(jù)以上分析，為了盡量減少或避免粘聚沉降的影響，應(yīng)以溫度條件為出發(fā)點(diǎn)。盡量降低低溫過熱器入口處的溫度，并有效控制低溫過熱器煙氣溫度低于581攝氏度，不接近751攝氏度。因此，針對(duì)這些問題，提出了以下建議：

首先，鍋爐燃料，即生物質(zhì)燃料的合理配置，不僅涉及到各種生物質(zhì)燃料的有效選擇，而且還包括生物質(zhì)燃料的使用量和混合生物質(zhì)燃料的比例。必須按比例合理搭配，盡量避免燃料燃燒后發(fā)生倒檔現(xiàn)象。此外，還應(yīng)根據(jù)燃料的含水量、熱值和揮發(fā)能力，按比例混合所選燃料，使?fàn)t膛內(nèi)整個(gè)燃料的平均熱值控制在2000卡路里左右。還應(yīng)盡量控制燃料的平均含水量在35%以下，變化幅度不應(yīng)太大。

其次，為了有效地改進(jìn)吹灰器，主要工作是將現(xiàn)有的蒸汽吹灰器改造為一種弱爆炸吹灰器，從而從整體上提高吹灰器的吹灰效果。

最后，在其他方面的運(yùn)行措施中，也要考慮有效的保證鍋爐正常運(yùn)行的措施。首先，如果漏掉了發(fā)動(dòng)機(jī)罩損壞的狀況，就必須始終確保發(fā)動(dòng)機(jī)罩的風(fēng)量很大，從而保證正常流態(tài)化所必需的空氣壓力。其次，要保證爐內(nèi)水溫低，防止火焰中心向后移動(dòng)。

結(jié)語

在分析了生物質(zhì)發(fā)電廠生物質(zhì)鍋爐煙道粘結(jié)沉積的原因后，我們發(fā)現(xiàn)該生物質(zhì)發(fā)電廠的鍋爐由于正常運(yùn)行時(shí)灰分的熔化而具有粘結(jié)性。沉降的可能性相對(duì)較低，并且在鍋爐的正常操作中最重要的沉積方法是通過堿性金屬氯化物的冷凝形成的內(nèi)聚沉積。此外，不難看出溫度系數(shù)是鍋爐尾部煙道內(nèi)聚沉積的主要原因，水泥沉積形成的主要溫度范圍主要在581°C至751°C之間，凝聚力。沉積量與溫度的升高和降低同步變化，溫度升高，水泥沉積量增加。因此，為了盡可能地延長(zhǎng)生物質(zhì)鍋爐的使用壽命，可以通過減小或縮小內(nèi)聚沉積的面積來連續(xù)減小內(nèi)聚沉積的范圍，從而降低內(nèi)聚沉積的可能性。綜上所述，在生物質(zhì)鍋爐尾煙的內(nèi)聚沉積控制過程中，溫度因素必須首先考慮，這也是整個(gè)工作有效發(fā)展的切入點(diǎn)。只有結(jié)合溫度因素，有效控制高爐內(nèi)聚沉積現(xiàn)象才能從根本上提高鍋爐的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]王振江，周長(zhǎng)鮮，農(nóng)作物秸稈等燃料直燃發(fā)電的幾個(gè)關(guān)鍵問題【J】四川電力技術(shù)，2006，29（6）：82-85

[2]白兆興，生物質(zhì)鍋爐技術(shù)現(xiàn)狀與存在問題【J】工業(yè)鍋爐，2008（2）：29-31

（作者單位：山東豐源通達(dá)電力有限公司）