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關于生物質顆粒結焦的原因和解決措施

   今天有個朋友打電話問我上海路橋礦山機械他長期供貨的生物質鍋爐廠家反映，用他的生物質顆粒和別家的比較后發現，他家的結焦厲害，問我怎么辦？需要添加什么原料來防止生物質顆粒結焦嗎？

其實關于生物質顆粒燃燒結焦的問題我也多次強調過，做為生物質顆粒生產廠家我們只要保證自己的原料鋸末的純度就能夠防止結焦，另外因為樹皮的油性較大，如果摻雜樹皮也是生物質顆粒結焦的一個因素，其實生物質顆粒結焦大多數的原因歸結為生物質鍋爐的因素居多，但是像我朋友的這種情況只能說他的競爭對手添加了原料防止生物質顆粒結焦了。這樣就造成了他的市場被動。開始我們先看以下造成生物質顆粒機結焦的因素，最后在告訴大家添加什么材料防止生物質顆粒結焦。
一、生物質鍋爐配風比： 生物質燃料一定的情況下，鼓風在燃燒機爐膛內分布不均形成局部高溫也是造成燃燒機爐膛內結焦的原因，降低鼓風風壓，加裝或加強鍋爐排風也會降低結焦程度，因此選合適的配風比是非常重要的。
除去生物質燃料本身的原因和生物質鍋爐的配風比外，生物質鍋爐爐膛設計，送料速度等也會造成結焦。所以遇到結焦問題需要逐步排查，不要一味的認為是顆粒原料原因或者生物質鍋爐的問題，操作不當也會是結焦的重要因素。
二.生物質燃料本身灰份以及所摻雜質后形成的結焦。
 （1）生物質鍋爐結焦主要是指在燃料燃燒后的產生的灰份，在高溫下大多熔化為液態或呈軟化狀態，如果灰還保持軟化狀態碰到受熱面時，由于受到冷卻而粘結在受熱面上，形成結焦。
   A、影響灰份熔點的主要因素是灰份的化學組成及其周圍的高溫環境介質，兩者相互影響，一旦鍋爐燃燒調整做不到位，就會出現不完全燃燒產物，使周圍的介質呈弱還原性，降低灰熔融性而導致爐內結焦。由于生物質鍋爐所燃燒的生物質燃料的灰熔點較低，所以積灰容易附著在爐膛、過熱器的管壁上，如果燃料水分過大，燃燒中產生的水汽就會軟化鉀（因為灰分的主要成分為鉀），鉀在受熱后久而久之造成結焦。
   B、爐內受熱面表面的溫度水平。在灰熔點一定的情況下，爐內溫度水平及其分布就成為是否發生結焦的重要因素。經驗表明：鍋爐的結焦多在煙道及過熱器表面，液態或軟灰顆粒受慣性作用而向受熱面運動過程中，由于灰顆粒運動速度快，受到的冷卻效果差，熔融的灰顆粒很容易粘附，使渣層迅速積聚長大。研究表明，溫度增高，結焦程度將按指數規律增長。結焦不僅影響鍋爐受熱面換熱，而且焦塊和積灰堵塞煙氣通道，增加煙氣流速，形成煙氣走廊，加劇受熱面磨損，影響生產的正常進行。
（2）燃料摻雜質后形成的結焦。 燃料在爐膛內燃燒后，極易在鍋爐受熱面上結焦與積灰。
 A、由于生物質燃料在制造過程中不可能保證一種原料加工而成因此種類繁多、雜質較多（摻有泥土、細沙）、灰份高、堿金屬含量高，所以在生產過程中不可避免的將泥土、細沙摻入燃料中，這些雜質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焦。
B.我們在采購燃料顆粒時無法控制生物質顆粒制造廠家將大量的泥土、細沙摻入燃料中，這些雜質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焦。
通過分析相信大家已經了解了，生物質顆粒機結焦的原因還是在于生物質鍋爐本身的問題居多，因此我們做生物質顆粒只要控制好原料就沒有我們的事情了，但是如果遇到我朋友的這種情況，競爭對手是在明顯的搶占市場份額，那我們要采取措施，首先聲明，生物質顆粒生產本身是不需要添加任何粘合劑的，但是為了防止結焦可以適量的添加添加劑（如石英砂、石膏、膨潤土或粉煤灰等）能有效阻止生物質灰結渣。相對而言石膏和磷酸氫鈣的抗結渣特性較差，膨潤土的抗結渣特性較好，但是價格較為昂貴。添加劑一般都在予壓前輸送過程中加入，便于攪拌均勻，在加入時一定注意均勻度，防止因比重不同造成不均勻聚結

1、生物質顆粒結焦原因分析

由于生物質電廠燃料種類繁多，燃料具有水份高（一般在45%以上）、雜質較多（摻有泥土、細沙）、灰份高、堿金屬含量高等特點(表1)，燃料在爐膛內燃燒后，極易在鍋爐受熱面上結焦與積灰。

結焦的主要因素。生物質鍋爐結焦主要是指在燃料燃燒后的產生的灰份，在高溫下大多熔化為液態或呈軟化狀態，如果灰還保持軟化狀態碰到受熱面時，由于受到冷卻而粘結在受熱面上，形成結焦。影響鍋爐結焦的因素很多，一般認為主要有：

(l)燃料本身灰份以及所摻雜質后形成的結焦。影響灰份熔點的主要因素是灰份的化學組成及其周圍的高溫環境介質，兩者相互影響，一旦鍋爐燃燒調整～作做不到位，就會出現不完全燃燒產物，使周圍的介質呈弱還原性，降低灰熔融性而導致爐內結焦。

同時生物質燃料一般又以摻配成混合燃料的形勢進入爐膛，而燃料經紀人將大量的泥土、細沙摻入燃料中，這些雜質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焦。

(2)爐內受熱面表面的溫度水平。在灰熔點一定的情況下，爐內溫度水平及其分布就成為是否發生結焦的重要因素。經驗表明：鍋爐的結焦多在煙道及過熱器表面，液態或軟灰顆粒受慣性作用而向受熱面運動過程中，由于灰顆粒運動速度快，受到的冷卻效果差，熔融的灰顆粒很容易粘附，使渣層迅速積聚長大。溫度對爐內結焦具有非常重要的影響，研究表明，溫度增高，結焦程度將按指數規律增長

2、積灰結焦處理辦法

2.1常規結焦處理方法。早期的生物質電廠一般采用蒸汽吹灰器對受熱面進行結焦清灰處理，但是從實際的效果上來看，沒有達到除焦要求。只能通過停爐后，用高壓水沖洗進行處理。主要是因為生物質燃料中的鉀元素含量較高，它的存在降低了灰熔點，而硅元素在燃燒過程中與鉀元素形成低熔點的化合物，導致灰分的軟化溫度較低，根據實驗數據所得草木灰的變形溫度為800℃左右，而鍋爐的爐膛過熱器的溫度大多在此范圍內，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行處理。根據以往的經驗，使用蒸汽吹灰器一般鍋爐在清洗完畢投入使用15天后，主汽溫度的控制無需使用減溫水調節，溫度正常維持在510 0C左右，運行一個月后需要停爐進行水沖洗，否則主蒸汽溫度將越來越偏離額定值(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存在著如下問題：(1)介質吹掃面積有限，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，使受熱面積灰過多，甚至使積灰燒結硬化，增加吹灰難度；(3)蒸汽吹灰如果壓力過高或長期使用，會加快金屬管壁的磨損，壓力過低又影響吹灰效果；(4)增加爐內煙氣濕度，在空預器處形成低溫結露，造成空預器管腐蝕嚴重；(5)機械部位故障率高，維修費用高。

2.2新型清除結焦的方法探討。目前，我廠在鍋爐上采用除焦抑制劑和脈沖燃氣吹灰裝置結合使用的辦法來處理鍋爐結焦積灰時，取得了明顯的效果。

除焦抑制劑(SlagTr011508)是一種高熔點的、含有助燃劑的燃料添加劑，它可以減少煙氣側飛灰沉積問題。當其被噴人爐膛后，它會和離開爐膛的飛灰混合，并粘附在這些半融化的灰上，通過改變灰的熔點，并在結焦內部形成裂紋而破壞結焦，同時通過在管道表面形成的金屬膜有助于減少酸露點腐蝕問題。

配合脈沖燃氣吹灰裝置，通過吹掃、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：在鍋爐運行期間，每天每個運行值，向爐膛內每次投入Skg除焦抑制劑，從爐的兩側加入，加藥30分鐘后，開始脈沖燃氣吹灰。利用除焦抑制劑和脈沖燃氣吹灰裝置雙管齊下的方法，鍋爐主汽溫度可以維持2個月左有正常，同時受熱面的積灰結焦現象幾乎不復存在，排煙溫度可以比以往蒸汽吹灰器使用時降低3-5℃，初步估算每年可帶來100萬元左右的間接經濟效益。

3、結束語

由于生物質電廠燃料水分大、雜質多、品質差等一系列問題不可能在短期內有所改善，鍋爐結焦積灰現象難以避免。為提高鍋爐的運行小時數，保證生產的正常進行，使用除焦抑制劑(SlagTr011508)和脈沖燃氣吹灰裝置結合的辦法，能有效的解決鍋爐積灰結焦問題，值得廣大生物質電廠去借鑒使用。

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