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生物质颗粒结焦的原因及解决办法


 生物质颗粒结焦的原因及解决办法
1、生物质颗粒结焦原因分析
在锅炉炉膛中心,燃烧火焰中心温度在1500~1700℃之间。燃料中的灰在这样高的温度下大多熔化为液态或呈软化状态。由于水冷壁的吸热,从燃烧火焰中心向外,越接近水冷壁温度越低。在正常情况下,随着温度的降低,灰份将从液态变为软化状态进而变成固态。如果灰还保持着软化状态就碰到受热面时,由于受到冷却而粘结在受热面上,形成结焦。
由于生物质燃料种类繁多,杂质较多、灰份高、碱金属含量高等特点,燃料在炉膛内燃烧后,极易在锅炉受热面上结焦与积灰。
  影响锅炉结焦的因素很多,一般认为主要有:
  (l)燃料本身灰份。影响灰份熔点的主要因素是灰份的化学组成及其周围的高温环境介质,两者相互影响,一旦锅炉燃烧调整做不到位,就会出现不完全燃烧产物,使周围的介质呈弱还原性,降低灰熔融性而导致炉内结焦。
  (2)炉内受热面表面的温度水平。在灰熔点一定的情况下,炉内温度水平及其分布就成为是否发生结焦的重要因素。经验表明:锅炉的结焦多在烟道及过热器表面,液态或软灰颗粒受惯性作用而向受热面运动过程中,由于灰颗粒运动速度快,受到的冷却效果差,熔融的灰颗粒很容易粘附,使渣层迅速积聚长大。温度对炉内结焦具有非常重要的影响,研究表明,温度增高,结焦程度将按指数规律增长。
2、积灰结焦处理办法
  2.1常规结焦处理方法。早期的一般采用蒸汽吹灰器对受热面进行结焦清灰处理,但是从实际的效果上来看,没有达到除焦要求。只能通过停炉后,用高压水冲洗进行处理。主要是因为生物质燃料中的钾元素含量较高,它的存在降低了灰熔点,而硅元素在燃烧过程中与钾元素形成低熔点的化合物,导致灰分的软化温度较低,根据实验数据所得草木灰的变形温度为800℃左右,而锅炉的炉膛过热器的温度大多在此范围内,因此在高温条件下,软化的积灰极易附着在受热面管道的外壁上,使用蒸汽吹灰器难以将所积焦块进行处理。根据以往的经验,使用蒸汽吹灰器一般锅炉在清洗完毕投入使用15天后,主汽温度的控制无需使用减温水调节,温度正常维持在510 0C左右,运行一个月后需要停炉进行水冲洗,否则主蒸汽温度将越来越偏离额定值(540℃),锅炉的效率下降,排烟温度上升5-10℃左有。而且使用蒸汽吹灰会存在着如下问题:(1)介质吹扫面积有限,有部分死角存在,易形成烟气走廊,加剧局部磨损;(2)吹灰周期长,使受热面积灰过多,甚至使积灰烧结硬化,增加吹灰难度;(3)蒸汽吹灰如果压力过高或长期使用,会加快金属管壁的磨损,压力过低又影响吹灰效果;(4)增加炉内烟气湿度,在空预器处形成低温结露,造成空预器管腐蚀严重;(5)机械部位故障率高,维修费用高。
  2.2新型清除结焦的方法探讨。目前,有采用除焦抑制剂和脉冲燃气吹灰装置结合使用的办法来处理锅炉结焦积灰时,取得了明显的效果。
  除焦抑制剂(SlagTr011508)是一种高熔点的、含有助燃剂的燃料添加剂,它可以减少烟气侧飞灰沉积问题。当其被喷人炉膛后,它会和离开炉膛的飞灰混合,并粘附在这些半融化的灰上,通过改变灰的熔点,并在结焦内部形成裂纹而破坏结焦,同时通过在管道表面形成的金属膜有助于减少酸露点腐蚀问题。
  配合脉冲燃气吹灰装置,通过吹扫、声疲劳、热清洗和局部振打清除锅炉受热面上的积灰,最后灰尘被烟气流卷裹带走,从而提高锅炉的热效率。
  具体操作方法是:在锅炉运行期间,每天每个运行,向炉膛内每次投入Skg除焦抑制剂,从炉的两侧加入,加药30分钟后,开始脉冲燃气吹灰。利用除焦抑制剂和脉冲燃气吹灰装置双管齐下的方法,锅炉主汽温度可以维持2个月左有正常,同时受热面的积灰结焦现象几乎不复存在,排烟温度可以比以往蒸汽吹灰器使用时降低3-5℃。


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