方向勇

【摘 要】雞糞生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐作為新型環(huán)保生物質(zhì)鍋爐，因前期設(shè)計(jì)不太成熟，技術(shù)還在進(jìn)一步摸索，在運(yùn)行中受設(shè)計(jì)不合理和雞糞燃料特性的影響，導(dǎo)致鍋爐排煙溫度高，鍋爐效率降低。某電廠雞糞生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行中因排煙溫度偏高，嚴(yán)重影響了鍋爐效率和機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，本文通過對可能影響排煙溫度升高的原因進(jìn)行了分析，并根據(jù)燃料特性及鍋爐運(yùn)行實(shí)際工況，采用調(diào)整運(yùn)行方式和技術(shù)改造等方法，對鍋爐省煤器等進(jìn)行了改造，優(yōu)化鍋爐設(shè)計(jì)，達(dá)到了降低排煙溫度的效果。

【關(guān)鍵詞】雞糞生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐 排煙溫度 燃料特性 省煤器 改造

1概述

鍋爐排煙溫度是影響鍋爐效率的主要指標(biāo)之一，既不能太低，使得鍋爐受熱面積增大，煙風(fēng)道阻力增加，風(fēng)機(jī)電耗增加，還增加了鍋爐造價(jià)。也不能太高，使鍋爐熱效率降低，燃料成本增加，機(jī)能運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。因此，排煙溫度不僅是鍋爐設(shè)計(jì)需考慮的重要指標(biāo)，也是確保鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需監(jiān)視調(diào)整的重要參數(shù)。雞糞生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐作為國內(nèi)甚至亞洲新開發(fā)的生物質(zhì)爐型，具在環(huán)保、燃燒穩(wěn)定、生物質(zhì)燃料適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)。但由于技術(shù)較新，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生了不可預(yù)見性的問題，其中較突出的問題是排煙溫度高嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致鍋爐排煙熱損失增加，運(yùn)行成本增加，鍋爐運(yùn)行周期較短，需要在運(yùn)行中加以解決，提高鍋爐效率。

某電廠雞糞生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐自投入運(yùn)行以來，排煙溫度嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)值145℃，高達(dá)175℃，詳見下表一。

可以看出，排煙溫度升高，嚴(yán)重影響了鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，甚至危及到鍋爐布袋除塵器的安全運(yùn)行，進(jìn)而影響到鍋爐的效率、機(jī)組的發(fā)電標(biāo)耗和電廠的運(yùn)營成本。為此，本文根據(jù)有關(guān)鍋爐技術(shù)資料，對雞糞循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度升高做原因分析，并進(jìn)行降低排煙溫度、提高鍋爐效率的試驗(yàn)改造。

2雞糞循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度升高原因及分析

因燃料中含有雞糞、稻殼及少量的砂土，比重較輕，揮發(fā)份高，影響雞糞循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度的因素主要有燃料特性、鍋爐結(jié)構(gòu)和運(yùn)行調(diào)整等三方面因素。燃料特性包括燃料、環(huán)境溫度、鍋爐給水。鍋爐結(jié)構(gòu)包括爐膛、鍋爐受熱面、鍋爐漏風(fēng)。運(yùn)行調(diào)整包括鍋爐負(fù)荷、過量空氣系數(shù)。

（1）雞糞燃料中碳含量低，稻殼占比大，揮發(fā)份高，比重較輕，燃料后燃現(xiàn)象嚴(yán)重，排煙溫度升高；燃料含水率增加，煙氣量增加，排煙溫度升高；環(huán)境溫度升高，排煙溫度升高；鍋爐給水溫度升高，保持同樣的燃料量，省煤器的熱偏差降低，省煤器的吸熱量降低，排煙溫度升高。

（2）鍋爐受熱面面積是根據(jù)鍋爐最初設(shè)計(jì)校核燃料進(jìn)行設(shè)計(jì)的，若與實(shí)際利用雞糞燃料有偏差，就會(huì)引起鍋爐受熱面?zhèn)鳠崃康淖兓?，最終導(dǎo)致排煙溫度的變化。若爐膛蒸發(fā)受熱面小，爐膛吸熱量少，蒸發(fā)量不夠，鍋爐達(dá)不到額定負(fù)荷，爐膛出口煙溫升高，排煙溫度升高。過熱器受熱面面積小，吸熱量少，主蒸汽溫度達(dá)不到額定溫度，排煙溫度升高；省煤器面積小，需要燃料量增加，爐膛出口溫度增加，省煤器熱交換減少，排煙溫度升高；空氣預(yù)熱器面積小，熱風(fēng)溫度低，需要燃料量增加，熱交換少，排煙溫度升高。

（3）受熱面積灰。不論是爐膛受熱面積灰，還是對流受熱面積灰，因灰的導(dǎo)熱系數(shù)小，使熱阻增加，均使鍋爐受熱面?zhèn)鳠嵝Ч麗夯?，吸熱量減小，以致排煙溫度升高。若受熱面積灰嚴(yán)重，甚至堵塞，形成煙氣走廊，都將造成熱量不能被有效吸收利用而致使排煙溫度升高，鍋爐效率降低。

（4）鍋爐漏風(fēng)。鍋爐漏風(fēng)主要在人孔、看火口、煙道各聯(lián)箱包墻及爐膛與分離器連接處等。鍋爐一般正常燃燒情況下，漏風(fēng)越靠近爐膛，造成的排煙熱損失越大，使排煙溫度升高；若漏風(fēng)靠近煙道尾部，排煙熱損失相對較小，排煙溫度降低。

（5）鍋爐負(fù)荷。鍋爐負(fù)荷越大，鍋爐燃燒越強(qiáng)，床溫越高，爐膛出口煙溫越高，受熱面熱交換加強(qiáng)，排煙溫度升高。過量空氣系數(shù)越大，風(fēng)煙量越大，排煙熱損失越大，排煙溫度越高。

（6）對流受熱面煙氣側(cè)腐蝕使受熱面穿孔、損壞，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象，增加了煙道通風(fēng)阻力，排煙溫度提高，大大影響了鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

3處理對策

我們通過對鍋爐運(yùn)行情況分析，以及對鍋爐停運(yùn)后的檢查，對可能造成排煙溫度升高的原因進(jìn)行了全面剖析與調(diào)整，并做了相應(yīng)處理。

（1）根據(jù)循環(huán)流化床的特性，爐膛負(fù)壓一般應(yīng)維持在正、負(fù)50Pa左右，但根據(jù)雞糞燃料的特點(diǎn)，揮發(fā)份含量高，著火時(shí)間短，在實(shí)際運(yùn)行中，我們要求運(yùn)行人員對爐膛負(fù)壓重點(diǎn)監(jiān)視和控制，并維持在+50Pa左右，這樣不僅消除了爐膛處的漏風(fēng)，還延長了燃料在爐膛的著火時(shí)間，提高了物料循環(huán)倍率，提高了鍋爐效率，所以鍋爐漏風(fēng)不是造成排煙溫度升高的原因。

（2）過量空氣系數(shù)和一、二次配風(fēng)的控制。在運(yùn)行中，特別是在鍋爐運(yùn)行周期后期，考慮到排煙溫度高的因素，在保持一定負(fù)荷的情況下，我們盡可能的維持較小的過量空氣系數(shù)，在鍋爐放渣時(shí)，才適當(dāng)加大送風(fēng)量，使較大顆粒的鍋爐底料排出，提高流化質(zhì)量，增加鍋爐燃料效率。由于雞糞燃料的特性，對一、二次配風(fēng)提出了一定的要求，一、二次配風(fēng)如不符合燃料在爐膛中分布要求，帶來的結(jié)果是燃燒室出口過氧量的偏大或偏?。ㄒ话阊h(huán)流化床鍋爐燃燒室出口過氧量為3%-5%），燃燒室上下和返料器溫度偏差增大。

（3）根據(jù)表一我們分析，省煤器出口煙溫較設(shè)計(jì)值233度升高了13度，省煤器設(shè)計(jì)受熱面面積偏小應(yīng)該是造成排煙溫度升高的主要原因之一。后與鍋爐廠家聯(lián)系溝通，增加了適量的省煤器管排，提高給水溫度的同時(shí)降低排煙溫度，鍋爐再次啟動(dòng)后在投入高加的情況下排煙溫度下降非常明顯。省煤器改造后運(yùn)行數(shù)據(jù)見下表二。

從表二和上表一對比可以看出，省煤器受熱面面積設(shè)計(jì)偏小對排煙溫度的影響是較大的。

（1）因受雞糞生物質(zhì)燃料特性的影響，鍋爐受熱面積灰非常嚴(yán)重，有時(shí)會(huì)形成堵灰，增加煙道阻力，降低熱交換，排煙溫度升高，使鍋爐出力降低，甚至被迫停爐清理。灰粒是依靠分子引力或靜電引力吸附在管壁上的，而管子的背風(fēng)面由于有旋渦區(qū)，因而能使細(xì)灰積聚下來。飛灰顆粒一般都小于200?m，但大多數(shù)是10--20?m，沉積在管壁上的灰粒都小于10?m。灰粒越小，其單位質(zhì)量的表面積就越大，因而相對的分子引力就越大，與管壁接觸時(shí)，其分子引力大于本身重量，從而使它吸附在管壁上。煙氣流速和管束的結(jié)構(gòu)特性也可影響到鍋爐受熱面的積灰。為此，要保證吹灰器可靠投入，適當(dāng)增加鍋爐吹灰次數(shù)，合理設(shè)計(jì)吹灰次序，合理增加積灰嚴(yán)重處的吹灰，提高受熱面的熱交換能力。控制煙氣流速，一般保持在在8--10m/s，采用小管徑及合理的布置方式，可有效減少積灰，降低排煙溫度。

（2）通過對省煤器及吹灰器的改造，降低了排煙溫度，高加得以投入，鍋爐出力明顯增加，鍋爐效率明顯提高。可見，造成鍋爐排煙溫度升高的主要原因?yàn)槭∶浩魇軣崦嬖O(shè)計(jì)面積偏小和鍋爐受熱面積灰，使受熱面熱交換減少，換熱效率降低。

（3）鍋爐運(yùn)行到后期，因排煙溫度高，可以通過解列高加汽側(cè)，降低鍋爐給水溫度以達(dá)到加大省煤器的換熱效率，有效降低排煙溫度的目的。

4結(jié)論

由于雞糞生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)國內(nèi)為數(shù)不多，就國際上到目前為止也不超過10臺，設(shè)計(jì)還在不斷摸索及創(chuàng)新，設(shè)計(jì)工況和受燃料特性的影響，將會(huì)導(dǎo)致排煙溫度高于設(shè)計(jì)值，不僅保證不了鍋爐出力，還造成了熱能損失，降低鍋爐效率，鍋爐的安全長周期運(yùn)行以及發(fā)電成本等都會(huì)受到影響，實(shí)踐中要根據(jù)具體情況，合理分析，采取相應(yīng)對策，科學(xué)解決，確保鍋爐機(jī)組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

因雞糞生物質(zhì)燃料鍋爐環(huán)保排放遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)能減排效果明顯，可以將雞糞變廢為寶，隨著國內(nèi)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和雞糞生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的進(jìn)一步成熟，可以預(yù)見，雞糞生物質(zhì)鍋爐機(jī)組將可有效得到推廣和應(yīng)用。

5建議

為徹底解決雞糞循環(huán)流化床鍋爐排煙溫度高的問題，經(jīng)過幾年的運(yùn)行實(shí)踐，已找到了多項(xiàng)切實(shí)可行的有效途徑和技術(shù)創(chuàng)新。比如：合理布置鍋爐配風(fēng)，燃料在爐前進(jìn)行合適配比，增加鍋爐受熱面面積，合理布置受熱面，改進(jìn)鍋爐相關(guān)受熱面的材質(zhì)，減少空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕，延長設(shè)備使用壽命，改變受熱面管束間距，選用合適的吹灰器，增加吹灰次數(shù)，減少受熱面積灰等等。

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