燃料在炉排燃烧时,氧化层或还原层内局部温度达到灰的软化温度,这时灰粒就会软化,灰中的钠、钙、钾以及少量硫酸盐就会形成一个黏性表面,随着炉温继续升高,这些硫酸盐就形成一个较大共熔体,较大共熔体下落到下面的水冷壁就会很快冷却,形成团体大块而结附在水冷壁上形成结渣。通常可以根据灰成分综合比值判断结渣性能,
秸秆颗粒机压制的
玉米秸秆颗粒燃料如下所示:
1、硅比(G)
G=(SiO
2*100)/(SiO
2+CaO+MgO+Fe
2O
3)
式中
Fe
2O
3= Fe
2O
3+1.11FeO+1.43Fe
硅比中分母大多为助熔剂,SiO
2较大意味着灰渣黏度和灰熔点较高,因而硅比越大,结渣倾向越小。
2、铁钙比(Fe
2O
3/CaO)
由于玉米秸秆成型颗粒燃料燃烧时挥发分较高,与烟煤更相近,故按烟煤型灰判断。美国近年来用铁钙比作为判断烟煤型灰(Fe
2O
3>CaO+MgO)的结渣指标之一,推荐的界限值为
Fe
2O
3/CaO<0.3 不结渣
Fe
2O
3/CaO为0.3~3 中等或严重结渣
Fe
2O
3 /CaO>3.0 不结渣
计算可得出玉米秸秆成型颗粒燃料的Fe203/Ca0≈0.9。由此判断,玉米秸秆成型颗粒燃料具有中等或严重结渣性。
3、碱酸比(B/A)
B/A=(Fe
2O
3+ CaO + MgO +Na
2O+K
2O)/(SiO
2+Al
2O
3+TiO
2)
式中,B为灰中碱性成分含量;A为灰中酸性成分含量;Fe
2O
3、SiO
2等分别为干燥基各种灰组分的质量百分数。
碱酸比中分子为碱性氧化物,分母为酸性氧化物。在高温下,灰中的这两种氧化物会互相影响、相互作用形成低熔点的共熔盐。这些共熔盐通常具有较为固定的组合形式。因此,当灰中酸性成分与碱性成分比值过高时,燃料的灰熔点增高。使用B/A来判断燃料结渣倾向时,推荐的界限值见下表。
碱酸比 |
中国 |
国外 |
结渣倾向 |
B/A |
<0.2 |
<0.4 |
轻微 |
0.2~0.4 |
0.4~0.7 |
中等 |
>0.4 |
>0.7 |
严重 |
按国内标准判断,玉米秸秆成型颗粒燃料B/A≈O. 32,具有中等结渣性;按国外标准则为轻微结渣性。
4.碱性氧化物指数AI
采用碱性氧化物指数判断结渣,即燃料中每吉焦(GJ)热量含有碱性氧化物(K
2O+Na
2O)的质量,来判别生物质燃料的结渣特性,该方法对多种生物质的判别结果与结渣试验结果吻合较好。
AI=((K
2O+Na
2O)/Q
ar,gr)*A
ad
式中,Q
ar,gr为燃料干燥基高位发热量,MJ/g; A
ad为燃料中灰分含量,%;K
2O,Na
2O为燃料灰中K
2O,Na
2O成分质量百分数,%。
当碱性氧化物指数值大于0. 34 kg/GJ时,会出现显著的积灰或结渣现象。
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