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生物質顆粒結焦原因和處理辦法
來源:中國新能源網
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作者:kst2016
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發布時間: 2017-06-24
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1生物質顆粒結焦原因分析
由于生物質電廠燃料種類繁多，燃料具有水份高（一般在45%以上）、雜質較多（摻有泥土、細沙）、灰份高、堿金屬含量高等特點(表1)，燃料在爐膛內燃燒后，極易在鍋爐受熱面上結焦與積灰。 結焦的主要因素。生物質鍋爐結焦主要是指在燃料燃燒后的產生的灰份，在高溫下大多熔化為液態或呈軟化狀態，如果灰還保持軟化狀態碰到受熱面時，由于受到冷卻而粘結在受熱面上，形成結焦。影響鍋爐結焦的因素很多，一般認為主要有：
(l)燃料本身灰份以及所摻雜質后形成的結焦。影響灰份熔點的主要因素是灰份的化學組成及其周圍的高溫環境介質，兩者相互影響，一旦鍋爐燃燒調整～作做不到位，就會出現不完全燃燒產物，使周圍的介質呈弱還原性，降低灰熔融性而導致爐內結焦。
同時生物質燃料一般又以摻配成混合燃料的形勢進入爐膛，而燃料經紀人將大量的泥土、細沙摻入燃料中，這些雜質的存在改變了燃料的組分、存在形式、熔融溫度，加劇了在受熱面的結焦。
(2)爐內受熱面表面的溫度水平。在灰熔點一定的情況下，爐內溫度水平及其分布就成為是否發生結焦的重要因素。經驗表明：鍋爐的結焦多在煙道及過熱器表面，液態或軟灰顆粒受慣性作用而向受熱面運動過程中，由于灰顆粒運動速度快，受到的冷卻效果差，熔融的灰顆粒很容易粘附，使渣層迅速積聚長大。溫度對爐內結焦具有非常重要的影響，研究表明，溫度增高，結焦程度將按指數規律增長。
2積灰結焦處理辦法
2.1常規結焦處理方法。
早期的生物質電廠一般采用蒸汽吹灰器對受熱面進行結焦清灰處理，但是從實際的效果上來看，沒有達到除焦要求。只能通過停爐后，用高壓水沖洗進行處理。主要是因為生物質燃料中的鉀元素含量較高，它的存在降低了灰熔點，而硅元素在燃燒過程中與鉀元素形成低熔點的化合物，導致灰分的軟化溫度較低，根據實驗數據所得草木灰的變形溫度為800℃左右，而鍋爐的爐膛過熱器的溫度大多在此范圍內，因此在高溫條件下，軟化的積灰極易附著在受熱面管道的外壁上，使用蒸汽吹灰器難以將所積焦塊進行處理。根據以往的經驗，使用蒸汽吹灰器一般鍋爐在清洗完畢投入使用15天后，主汽溫度的控制無需使用減溫水調節，溫度正常維持在510 0C左右，運行一個月后需要停爐進行水沖洗，否則主蒸汽溫度將越來越偏離額定值(540℃)，鍋爐的效率下降，排煙溫度上升5-10℃左有。而且使用蒸汽吹灰會存在著如下問題：(1)介質吹掃面積有限，有部分死角存在，易形成煙氣走廊，加劇局部磨損；(2)吹灰周期長，使受熱面積灰過多，甚至使積灰燒結硬化，增加吹灰難度；(3)蒸汽吹灰如果壓力過高或長期使用，會加快金屬管壁的磨損，壓力過低又影響吹灰效果；(4)增加爐內煙氣濕度，在空預器處形成低溫結露，造成空預器管腐蝕嚴重；(5)機械部位故障率高，維修費用高。
2.2新型清除結焦的方法探討。
目前，在鍋爐上采用除焦抑制劑和脈沖燃氣吹灰裝置結合使用的辦法來處理鍋爐結焦積灰時，取得了明顯的效果。
除焦抑制劑(SlagTr011508)是一種高熔點的、含有助燃劑的燃料添加劑，它可以減少煙氣側飛灰沉積問題。當其被噴人爐膛后，它會和離開爐膛的飛灰混合，并粘附在這些半融化的灰上，通過改變灰的熔點，并在結焦內部形成裂紋而破壞結焦，同時通過在管道表面形成的金屬膜有助于減少酸露點腐蝕問題。 配合脈沖燃氣吹灰裝置，通過吹掃、聲疲勞、熱清洗和局部振打清除鍋爐受熱面上的積灰，最后灰塵被煙氣流卷裹帶走，從而提高鍋爐的熱效率。
具體操作方法是：在鍋爐運行期間，每天每個運行值，向爐膛內每次投入Skg除焦抑制劑，從爐的兩側加入，加藥30分鐘后，開始脈沖燃氣吹灰。利用除焦抑制劑和脈沖燃氣吹灰裝置雙管齊下的方法，鍋爐主汽溫度可以維持2個月左有正常，同時受熱面的積灰結焦現象幾乎不復存在，排煙溫度可以比以往蒸汽吹灰器使用時降低3-5℃，初步估算每年可帶來100萬元左右的間接經濟效益。
3結束語
由于生物質電廠燃料水分大、雜質多、品質差等一系列問題不可能在短期內有所改善，鍋爐結焦積灰現象難以避免。為提高鍋爐的運行小時數，保證生產的正常進行，使用除焦抑制劑(SlagTr011508)和脈沖燃氣吹灰裝置結合的辦法，能有效的解決鍋爐積灰結焦問題，值得廣大生物質電廠去借鑒使用。
由于生物質電廠燃料種類繁多，燃料具有水份高（一般在45%以上）、雜質較多（摻有泥土、細沙）、灰份高、堿金屬含量高等特點(表1)，燃料在爐膛內燃燒后，極易在鍋爐受熱面上結焦與積灰。 結焦的主要因素。生物質鍋爐結焦主要是指在燃料燃燒后的產生的灰份，在高溫下大多熔化為液態或呈軟化狀態，如果灰還保持軟化狀態碰到受熱面時，由于受到冷卻而粘結在受熱面上，形成結焦。影響鍋爐結焦的因素很多，一般認為主要有：
(l)燃料本身灰份以及所摻雜質后形成的結焦。影響灰份熔點的主要因素是灰份的化學組成及其周圍的高溫環境介質，兩者相互影響，一旦鍋爐燃燒調整～作做不到位，就會出現不完全燃燒產物，使周圍的介質呈弱還原性，降低灰熔融性而導致爐內結焦。
同時生物質燃料一般又以摻配成混合燃料的形勢進入爐膛，而燃料經紀人將大量的泥土、細沙摻入燃料中，這些雜質的存在改變了燃料的組分、存在形式、熔融溫度，加劇了在受熱面的結焦。
(2)爐內受熱面表面的溫度水平。在灰熔點一定的情況下，爐內溫度水平及其分布就成為是否發生結焦的重要因素。經驗表明：鍋爐的結焦多在煙道及過熱器表面，液態或軟灰顆粒受慣性作用而向受熱面運動過程中，由于灰顆粒運動速度快，受到的冷卻效果差，熔融的灰顆粒很容易粘附，使渣層迅速積聚長大。溫度對爐內結焦具有非常重要的影響，研究表明，溫度增高，結焦程度將按指數規律增長。
2積灰結焦處理辦法
2.1常規結焦處理方法。
早期的生物質電廠一般采用蒸汽吹灰器對受熱面進行結焦清灰處理，但是從實際的效果上來看，沒有達到除焦要求。只能通過停爐后，用高壓水沖洗進行處理。主要是因為生物質燃料中的鉀元素含量較高，它的存在降低了灰熔點，而硅元素在燃燒過程中與鉀元素形成低熔點的化合物，導致灰分的軟化溫度較低，根據實驗數據所得草木灰的變形溫度為800℃左右，而鍋爐的爐膛過熱器的溫度大多在此范圍內，因此在高溫條件下，軟化的積灰極易附著在受熱面管道的外壁上，使用蒸汽吹灰器難以將所積焦塊進行處理。根據以往的經驗，使用蒸汽吹灰器一般鍋爐在清洗完畢投入使用15天后，主汽溫度的控制無需使用減溫水調節，溫度正常維持在510 0C左右，運行一個月后需要停爐進行水沖洗，否則主蒸汽溫度將越來越偏離額定值(540℃)，鍋爐的效率下降，排煙溫度上升5-10℃左有。而且使用蒸汽吹灰會存在著如下問題：(1)介質吹掃面積有限，有部分死角存在，易形成煙氣走廊，加劇局部磨損；(2)吹灰周期長，使受熱面積灰過多，甚至使積灰燒結硬化，增加吹灰難度；(3)蒸汽吹灰如果壓力過高或長期使用，會加快金屬管壁的磨損，壓力過低又影響吹灰效果；(4)增加爐內煙氣濕度，在空預器處形成低溫結露，造成空預器管腐蝕嚴重；(5)機械部位故障率高，維修費用高。
2.2新型清除結焦的方法探討。
目前，在鍋爐上采用除焦抑制劑和脈沖燃氣吹灰裝置結合使用的辦法來處理鍋爐結焦積灰時，取得了明顯的效果。
除焦抑制劑(SlagTr011508)是一種高熔點的、含有助燃劑的燃料添加劑，它可以減少煙氣側飛灰沉積問題。當其被噴人爐膛后，它會和離開爐膛的飛灰混合，并粘附在這些半融化的灰上，通過改變灰的熔點，并在結焦內部形成裂紋而破壞結焦，同時通過在管道表面形成的金屬膜有助于減少酸露點腐蝕問題。 配合脈沖燃氣吹灰裝置，通過吹掃、聲疲勞、熱清洗和局部振打清除鍋爐受熱面上的積灰，最后灰塵被煙氣流卷裹帶走，從而提高鍋爐的熱效率。
具體操作方法是：在鍋爐運行期間，每天每個運行值，向爐膛內每次投入Skg除焦抑制劑，從爐的兩側加入，加藥30分鐘后，開始脈沖燃氣吹灰。利用除焦抑制劑和脈沖燃氣吹灰裝置雙管齊下的方法，鍋爐主汽溫度可以維持2個月左有正常，同時受熱面的積灰結焦現象幾乎不復存在，排煙溫度可以比以往蒸汽吹灰器使用時降低3-5℃，初步估算每年可帶來100萬元左右的間接經濟效益。
3結束語
由于生物質電廠燃料水分大、雜質多、品質差等一系列問題不可能在短期內有所改善，鍋爐結焦積灰現象難以避免。為提高鍋爐的運行小時數，保證生產的正常進行，使用除焦抑制劑(SlagTr011508)和脈沖燃氣吹灰裝置結合的辦法，能有效的解決鍋爐積灰結焦問題，值得廣大生物質電廠去借鑒使用。
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