生物颗粒燃料在燃烧过程中出现结焦,主要与燃料特性、燃烧工况、设备设计及运行操作等因素相关,可通过优化燃料选择、调整燃烧参数、改进设备设计及规范操作等措施解决,以下为具体分析:
结焦原因
燃料因素
灰分特性:生物质颗粒燃料的灰分中若含有较多的碱金属(如钾、钠)和铁、钙等元素,在高温下易发生化学反应,形成低熔点的共熔物,这些共熔物在受热面上冷却凝固后就会形成焦渣。
挥发分含量:挥发分过高的生物质颗粒燃料,燃烧速度快,会使局部区域温度过高,促使灰分中的矿物质发生软化、熔融,进而导致结焦。
燃料杂质:很多燃料在生产过程中不可避免地将泥土、细沙掺入燃料中,这些杂质的存在改变了燃料的组分、存在形式、熔融温度,加剧了在受热面的结焦。
燃烧工况因素
配风不合理:若锅炉的一次风、二次风配比不当,会使燃烧区域的氧气分布不均匀。例如,局部缺氧会导致燃料燃烧不完全,未燃尽的碳粒附着在受热面上,高温下易与灰分结合形成结焦;空气过量会使局部温度降低,也可能导致结焦。
燃烧温度过高:当锅炉运行负荷过高,或燃烧调整不当,使炉膛内温度超过了灰分的软化温度,就容易引起结焦。特别是在燃烧器附近等局部高温区域,结焦现象更为常见。
气流分布不均:气流分布不均,会使某些区域局部过热或过冷,导致燃烧不均匀,引发结焦。
设备因素
受热面设计不合理:如果受热面的布置过于密集,会使烟气在炉膛内的流速不均匀,局部区域烟气速度过低,灰粒容易在这些部位沉积并逐渐形成结焦。
吹灰系统故障:吹灰装置不能正常工作,无法及时清除受热面上的积灰,积灰不断积累,在高温作用下就会逐渐烧结成焦。
进料设计不合理:造成生物质颗粒燃料在炉膛内堆料,中间厚,两边薄。
引风配置不当:造成炉膛正压,热量聚集在炉膛内出不去,炉膛高温达到生物质颗粒燃料灰熔点,更容易形成结焦。
运行操作因素
燃料粒径不均匀:如果生物质颗粒燃料的粒径大小差异较大,会导致燃烧速度不一致,小颗粒燃料燃烧快,大颗粒燃料燃烧慢,容易造成局部燃烧不充分和温度不均匀,增加结焦的可能性。
操作不当:频繁开关炉门、错误的燃料投放等导致燃烧不稳定,增加结焦风险;未及时清理炉内积灰,也会使灰分堆积并逐渐结焦;司炉人员没有及时根据燃料特性和锅炉运行状况调整燃烧参数,如未能及时调整给料量、风量等,也会引发结焦。
解决方法
优化燃料选择:尽量选用纯木质做的颗粒,一般正常纯木质的颗粒是不易结焦的。同时,要保证燃料的质量,避免使用含有过多杂质、灰分高、碱金属含量高的燃料。
调整燃烧参数
合理配风:根据燃料特性和锅炉运行状况,合理调整一次风、二次风的配比,确保燃烧区域的氧气分布均匀,避免局部缺氧或过量空气。
控制燃烧温度:避免锅炉运行负荷过高,合理调整燃烧参数,控制炉膛内温度不超过灰分的软化温度。
均匀进料:调整生物质颗粒燃烧机的进料速度,避免进料过快导致炉膛内的生物质颗粒燃料没有充分燃烧,就进入新的颗粒燃料覆盖。
改进设备设计
优化受热面布置:合理设计受热面的布置,使烟气在炉膛内的流速均匀,避免局部区域烟气速度过低。
维护吹灰系统:定期检查和维护吹灰装置,确保其正常工作,及时清除受热面上的积灰。
规范运行操作
控制燃料粒径:确保生物质颗粒燃料的粒径大小均匀,避免燃烧速度不一致导致局部燃烧不充分和温度不均匀。
加强人员培训:司炉人员要经过专业培训,熟悉生物质锅炉的运行特性和操作方法,能够根据实际情况及时调整燃烧参数。
建立运行记录制度:对锅炉的运行参数、燃料消耗、结焦情况等进行详细记录,以便及时发现问题并采取相应的措施。
采用除焦措施
添加除焦抑制剂:除焦抑制剂(如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。当其被喷入炉膛后,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。
使用脉冲燃气吹灰装置: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,Z后灰尘被烟气流卷裹带走,从而提高锅炉的热效率。
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