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(lái)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^(guò)熱器；下部煙道是絕緣的。兩種鍋爐的燃料類(lèi)型主要設(shè)置為桉樹(shù)，，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(shù)皮，以及樹(shù)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(lái)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(guò)受熱面、煙道氣、飛灰、煙道氣等較高溫度設(shè)備的流動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)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(guò)850攝氏度，溫度也高于850攝氏度。爐出口是高溫過(guò)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(guò)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(guò)熱器的出口溫度約為670攝氏度。對(duì)于低溫過(guò)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(guò)熱器入口溫度和出口溫度，以及低溫過(guò)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(guò)熱器和低溫過(guò)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(guò)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(guò)熱器和低溫過(guò)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(guò)程中自然粘附，從而形成內(nèi)聚沉積，并沿著過(guò)熱器管表面上的氣流方向逐漸出現(xiàn)。積聚在過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)熱器區(qū)域中的KCL凝華量遠(yuǎn)小于低溫過(guò)熱器中的KCL。然而，對(duì)于該鍋爐，煙道末端的煙道的低溫過(guò)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(guò)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?，F(xiàn)象。對(duì)于高溫過(guò)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(guò)熱器入口處的溫度，并有效控制低溫過(guò)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(wèn)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(yǔ)

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(guò)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(guò)減小或縮小內(nèi)聚沉積的面積來(lái)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(guò)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(wèn)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(wèn)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）