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生物質(zhì)顆粒結(jié)焦原因和處理辦法
來(lái)源:中國(guó)新能源網(wǎng)
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作者:kst2016
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發(fā)布時(shí)間: 2017-06-24
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1生物質(zhì)顆粒結(jié)焦原因分析
由于生物質(zhì)電廠燃料種類(lèi)繁多，燃料具有水份高（一般在45%以上）、雜質(zhì)較多（摻有泥土、細(xì)沙）、灰份高、堿金屬含量高等特點(diǎn)(表1)，燃料在爐膛內(nèi)燃燒后，極易在鍋爐受熱面上結(jié)焦與積灰。 結(jié)焦的主要因素。生物質(zhì)鍋爐結(jié)焦主要是指在燃料燃燒后的產(chǎn)生的灰份，在高溫下大多熔化為液態(tài)或呈軟化狀態(tài)，如果灰還保持軟化狀態(tài)碰到受熱面時(shí)，由于受到冷卻而粘結(jié)在受熱面上，形成結(jié)焦。影響鍋爐結(jié)焦的因素很多，一般認(rèn)為主要有：
(l)燃料本身灰份以及所摻雜質(zhì)后形成的結(jié)焦。影響灰份熔點(diǎn)的主要因素是灰份的化學(xué)組成及其周?chē)母邷丨h(huán)境介質(zhì)，兩者相互影響，一旦鍋爐燃燒調(diào)整～作做不到位，就會(huì)出現(xiàn)不完全燃燒產(chǎn)物，使周?chē)慕橘|(zhì)呈弱還原性，降低灰熔融性而導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)結(jié)焦。
同時(shí)生物質(zhì)燃料一般又以摻配成混合燃料的形勢(shì)進(jìn)入爐膛，而燃料經(jīng)紀(jì)人將大量的泥土、細(xì)沙摻入燃料中，這些雜質(zhì)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(jié)焦。
(2)爐內(nèi)受熱面表面的溫度水平。在灰熔點(diǎn)一定的情況下，爐內(nèi)溫度水平及其分布就成為是否發(fā)生結(jié)焦的重要因素。經(jīng)驗(yàn)表明：鍋爐的結(jié)焦多在煙道及過(guò)熱器表面，液態(tài)或軟灰顆粒受慣性作用而向受熱面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于灰顆粒運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)大。溫度對(duì)爐內(nèi)結(jié)焦具有非常重要的影響，研究表明，溫度增高，結(jié)焦程度將按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。
2積灰結(jié)焦處理辦法
2.1常規(guī)結(jié)焦處理方法。
早期的生物質(zhì)電廠一般采用蒸汽吹灰器對(duì)受熱面進(jìn)行結(jié)焦清灰處理，但是從實(shí)際的效果上來(lái)看，沒(méi)有達(dá)到除焦要求。只能通過(guò)停爐后，用高壓水沖洗進(jìn)行處理。主要是因?yàn)樯镔|(zhì)燃料中的鉀元素含量較高，它的存在降低了灰熔點(diǎn)，而硅元素在燃燒過(guò)程中與鉀元素形成低熔點(diǎn)的化合物，導(dǎo)致灰分的軟化溫度較低，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得草木灰的變形溫度為800℃左右，而鍋爐的爐膛過(guò)熱器的溫度大多在此范圍內(nèi)，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(jìn)行處理。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，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(wú)需使用減溫水調(diào)節(jié)，溫度正常維持在510 0C左右，運(yùn)行一個(gè)月后需要停爐進(jìn)行水沖洗，否則主蒸汽溫度將越來(lái)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(huì)存在著如下問(wèn)題：(1)介質(zhì)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(zhǎng)，使受熱面積灰過(guò)多，甚至使積灰燒結(jié)硬化，增加吹灰難度；(3)蒸汽吹灰如果壓力過(guò)高或長(zhǎng)期使用，會(huì)加快金屬管壁的磨損，壓力過(guò)低又影響吹灰效果；(4)增加爐內(nèi)煙氣濕度，在空預(yù)器處形成低溫結(jié)露，造成空預(yù)器管腐蝕嚴(yán)重；(5)機(jī)械部位故障率高，維修費(fèi)用高。
2.2新型清除結(jié)焦的方法探討。
目前，在鍋爐上采用除焦抑制劑和脈沖燃?xì)獯祷已b置結(jié)合使用的辦法來(lái)處理鍋爐結(jié)焦積灰時(shí)，取得了明顯的效果。
除焦抑制劑(SlagTr011508)是一種高熔點(diǎn)的、含有助燃劑的燃料添加劑，它可以減少煙氣側(cè)飛灰沉積問(wèn)題。當(dāng)其被噴人爐膛后，它會(huì)和離開(kāi)爐膛的飛灰混合，并粘附在這些半融化的灰上，通過(guò)改變灰的熔點(diǎn)，并在結(jié)焦內(nèi)部形成裂紋而破壞結(jié)焦，同時(shí)通過(guò)在管道表面形成的金屬膜有助于減少酸露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題。 配合脈沖燃?xì)獯祷已b置，通過(guò)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(yùn)行期間，每天每個(gè)運(yùn)行值，向爐膛內(nèi)每次投入Skg除焦抑制劑，從爐的兩側(cè)加入，加藥30分鐘后，開(kāi)始脈沖燃?xì)獯祷摇＠贸挂种苿┖兔}沖燃?xì)獯祷已b置雙管齊下的方法，鍋爐主汽溫度可以維持2個(gè)月左有正常，同時(shí)受熱面的積灰結(jié)焦現(xiàn)象幾乎不復(fù)存在，排煙溫度可以比以往蒸汽吹灰器使用時(shí)降低3-5℃，初步估算每年可帶來(lái)100萬(wàn)元左右的間接經(jīng)濟(jì)效益。
3結(jié)束語(yǔ)
由于生物質(zhì)電廠燃料水分大、雜質(zhì)多、品質(zhì)差等一系列問(wèn)題不可能在短期內(nèi)有所改善，鍋爐結(jié)焦積灰現(xiàn)象難以避免。為提高鍋爐的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，使用除焦抑制劑(SlagTr011508)和脈沖燃?xì)獯祷已b置結(jié)合的辦法，能有效的解決鍋爐積灰結(jié)焦問(wèn)題，值得廣大生物質(zhì)電廠去借鑒使用。
由于生物質(zhì)電廠燃料種類(lèi)繁多，燃料具有水份高（一般在45%以上）、雜質(zhì)較多（摻有泥土、細(xì)沙）、灰份高、堿金屬含量高等特點(diǎn)(表1)，燃料在爐膛內(nèi)燃燒后，極易在鍋爐受熱面上結(jié)焦與積灰。 結(jié)焦的主要因素。生物質(zhì)鍋爐結(jié)焦主要是指在燃料燃燒后的產(chǎn)生的灰份，在高溫下大多熔化為液態(tài)或呈軟化狀態(tài)，如果灰還保持軟化狀態(tài)碰到受熱面時(shí)，由于受到冷卻而粘結(jié)在受熱面上，形成結(jié)焦。影響鍋爐結(jié)焦的因素很多，一般認(rèn)為主要有：
(l)燃料本身灰份以及所摻雜質(zhì)后形成的結(jié)焦。影響灰份熔點(diǎn)的主要因素是灰份的化學(xué)組成及其周?chē)母邷丨h(huán)境介質(zhì)，兩者相互影響，一旦鍋爐燃燒調(diào)整～作做不到位，就會(huì)出現(xiàn)不完全燃燒產(chǎn)物，使周?chē)慕橘|(zhì)呈弱還原性，降低灰熔融性而導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)結(jié)焦。
同時(shí)生物質(zhì)燃料一般又以摻配成混合燃料的形勢(shì)進(jìn)入爐膛，而燃料經(jīng)紀(jì)人將大量的泥土、細(xì)沙摻入燃料中，這些雜質(zhì)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(jié)焦。
(2)爐內(nèi)受熱面表面的溫度水平。在灰熔點(diǎn)一定的情況下，爐內(nèi)溫度水平及其分布就成為是否發(fā)生結(jié)焦的重要因素。經(jīng)驗(yàn)表明：鍋爐的結(jié)焦多在煙道及過(guò)熱器表面，液態(tài)或軟灰顆粒受慣性作用而向受熱面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于灰顆粒運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)大。溫度對(duì)爐內(nèi)結(jié)焦具有非常重要的影響，研究表明，溫度增高，結(jié)焦程度將按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。
2積灰結(jié)焦處理辦法
2.1常規(guī)結(jié)焦處理方法。
早期的生物質(zhì)電廠一般采用蒸汽吹灰器對(duì)受熱面進(jìn)行結(jié)焦清灰處理，但是從實(shí)際的效果上來(lái)看，沒(méi)有達(dá)到除焦要求。只能通過(guò)停爐后，用高壓水沖洗進(jìn)行處理。主要是因?yàn)樯镔|(zhì)燃料中的鉀元素含量較高，它的存在降低了灰熔點(diǎn)，而硅元素在燃燒過(guò)程中與鉀元素形成低熔點(diǎn)的化合物，導(dǎo)致灰分的軟化溫度較低，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得草木灰的變形溫度為800℃左右，而鍋爐的爐膛過(guò)熱器的溫度大多在此范圍內(nèi)，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(jìn)行處理。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，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(wú)需使用減溫水調(diào)節(jié)，溫度正常維持在510 0C左右，運(yùn)行一個(gè)月后需要停爐進(jìn)行水沖洗，否則主蒸汽溫度將越來(lái)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(huì)存在著如下問(wèn)題：(1)介質(zhì)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(zhǎng)，使受熱面積灰過(guò)多，甚至使積灰燒結(jié)硬化，增加吹灰難度；(3)蒸汽吹灰如果壓力過(guò)高或長(zhǎng)期使用，會(huì)加快金屬管壁的磨損，壓力過(guò)低又影響吹灰效果；(4)增加爐內(nèi)煙氣濕度，在空預(yù)器處形成低溫結(jié)露，造成空預(yù)器管腐蝕嚴(yán)重；(5)機(jī)械部位故障率高，維修費(fèi)用高。
2.2新型清除結(jié)焦的方法探討。
目前，在鍋爐上采用除焦抑制劑和脈沖燃?xì)獯祷已b置結(jié)合使用的辦法來(lái)處理鍋爐結(jié)焦積灰時(shí)，取得了明顯的效果。
除焦抑制劑(SlagTr011508)是一種高熔點(diǎn)的、含有助燃劑的燃料添加劑，它可以減少煙氣側(cè)飛灰沉積問(wèn)題。當(dāng)其被噴人爐膛后，它會(huì)和離開(kāi)爐膛的飛灰混合，并粘附在這些半融化的灰上，通過(guò)改變灰的熔點(diǎn)，并在結(jié)焦內(nèi)部形成裂紋而破壞結(jié)焦，同時(shí)通過(guò)在管道表面形成的金屬膜有助于減少酸露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題。 配合脈沖燃?xì)獯祷已b置，通過(guò)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(yùn)行期間，每天每個(gè)運(yùn)行值，向爐膛內(nèi)每次投入Skg除焦抑制劑，從爐的兩側(cè)加入，加藥30分鐘后，開(kāi)始脈沖燃?xì)獯祷摇＠贸挂种苿┖兔}沖燃?xì)獯祷已b置雙管齊下的方法，鍋爐主汽溫度可以維持2個(gè)月左有正常，同時(shí)受熱面的積灰結(jié)焦現(xiàn)象幾乎不復(fù)存在，排煙溫度可以比以往蒸汽吹灰器使用時(shí)降低3-5℃，初步估算每年可帶來(lái)100萬(wàn)元左右的間接經(jīng)濟(jì)效益。
3結(jié)束語(yǔ)
由于生物質(zhì)電廠燃料水分大、雜質(zhì)多、品質(zhì)差等一系列問(wèn)題不可能在短期內(nèi)有所改善，鍋爐結(jié)焦積灰現(xiàn)象難以避免。為提高鍋爐的運(yùn)行小時(shí)數(shù)，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，使用除焦抑制劑(SlagTr011508)和脈沖燃?xì)獯祷已b置結(jié)合的辦法，能有效的解決鍋爐積灰結(jié)焦問(wèn)題，值得廣大生物質(zhì)電廠去借鑒使用。
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