生物质锅炉新闻动态
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直燃发电生物质锅炉面临的主要问题
发布时间：2012-10-27 15:59 来源：未知
生物质直接燃烧发电过程中，防止结渣是核心问题。受热面结渣主要是由烟气中夹带的熔化或半熔化的灰粒接触到受热面凝结下来，并在受热面上不断生长、积聚而成，它的表面往往堆积较坚硬的灰渣烧结层，且多发生在锅炉的辐射受热面上。结渣主要是生物质中的灰分在燃烧过程中形态变化和输送作用的结果，影响因素主要有热迁移、惯性撞击、凝结和化学反应四个方面。目前，我国生物质燃烧的典型方式是火床燃烧和循环流化床燃烧。由于生物质燃料的特性，这两种燃烧方式都存在不同程度的结渣。
一、生物质燃烧结渣的形成机理
1)层燃方式结渣
层燃方式是我国目前应用最广的生物质直接组织燃烧方式，其中链条炉为典型代表炉型，生物质在链条炉内的燃烧过程与煤的燃烧相同，也分为4个区域：预热区、挥发份析出和燃烧区、焦炭燃烧区、燃尽区。
层燃炉中结渣包括火床结渣、水冷壁结渣和过热器对流管束结渣，其根本原因是生物质燃料中，灰分组成与煤炭有很大的不同，碱性氧化物尤其是碱金属氧化物含量高，灰熔点低，从而有严重的结渣倾向。在火床内，熔融的灰渣会在炉排上与其他的灰分或没有完全燃烧的燃料粘结在一超，形成结块，从而影响燃烧过程，使锅炉经济性、可靠性下降。
生物质燃料的一个重要特点是挥发分高，大量的挥发分在炉膛空间完成均相燃烧过程，火焰中心部位温度最高，产生的各种结渣的可能性也最高。如果火焰刷墙，这个区域里会有连续的灰渣在水冷壁、炉墙上出现，从而使炉膛吸热量下降，炉内温度升高，使得结渣加剧从而陷入一个恶性循环。
炉膛出口以后，融化状态的飞灰，以及碱金属升华灰，将可能给该区域密集的管束带来结渣，最可能结渣的部位包括捕渣管束和过热器管束的入口段，尤其是错列管束的过热器受热面入口段，特别容易形成管子之间的架桥。
炉膛内的温度水平及其分布直接影响锅炉均匀燃烧程度及燃烧经济性。合理的配风能改善链条炉的燃烧工况，减少结渣[13-14]。
2)循环流化床燃烧方式结渣
由于生物质燃料飞灰含量少，燃烧后难以形成床料，流化特性较差，或着火困难等，所以在生物质流化床中需要选用与燃烧生物质特性相匹配的惰性床料，如砂、炉渣作为流化煤体，该煤体可保证形成流化燃烧稳定的密相床层。密相床层蓄热量很大，床层内传热传质剧烈，能够为高水分低热值的生物质提供优越的燃烧条件。然而在密相区燃烧温度在900℃左右，大部分生物质的碱金属与床料的硅元素将会发生反应，形成低熔点的其晶化合物，严重时可能造成床料的烧结团聚，使流化失败。在稀相区，大量的挥发分燃烧，有可能造成炉温偏高，使飞灰很容易融化吸附在水冷壁上，逐渐形成结渣。
二、结渣的危害
结渣不仅可以降低锅炉出力和热效率，破坏炉内的空气动力工况，使炉内燃烧恶化，而且会危及燃烧设备的安全性。这是因为结渣情况严重伴随高温腐蚀时，会造成过热器烟道堵塞和超温爆管，爆管造成炉膛负压剧烈波动而熄火，还可能诱发炉膛爆炸和下部的排渣装置的严重爆炸事故。由此可见结渣严重威胁锅炉的安全运行。
三、减少结渣的措施
在锅炉运行中应采取适当的措施防止炉内结渣，国内外许多学者根据结渣的机理采取了许多措施，对于新设计的层燃生物质锅炉防止结渣的主要措施是降低炉内燃烧器区域温度水平，使炉内热负荷均匀，并保证燃料能够均匀的沉降到炉排上；同时选用合适的燃烧器和风口布置方式，使炉内有良好的空气动力工况，防止火焰刷墙。对于已投运的生物质锅炉防止结渣的主要措施是组织良好的炉内空气流场，尽量在不改动水冷壁的情况下采取各种能降低燃烧器区域温度水平、防止空气气流偏斜、贴壁冲墙的措施。对于循环流化床生物质锅炉防止结渣的主要措施有：将生物质燃料与其他燃料进行混烧可有效缓解结渣的程度；加入添加剂提高灰分的软化温度可抑制结渣的趋势；选用适当的床料和循环倍率等。
由上所述可见，直燃发电层燃生物质锅炉内组织良好的空气流场是防止结渣的前提条件，研究炉内的空气流场有着非常重要的意义。
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