【摘要】對某生物質(zhì)發(fā)電廠鍋爐的過熱器結(jié)焦嚴(yán)重的原因進(jìn)行分析，認(rèn)為其主要因鍋爐燃料灰熔點(diǎn)低及含有堿性金屬造成的。對此，提出增加過熱器管間距離、在爐膛內(nèi)部開發(fā)引流分離器、運(yùn)行參數(shù)調(diào)整等措施，實(shí)施后結(jié)焦現(xiàn)象明顯下降。

某生物質(zhì)發(fā)電廠機(jī)組1、2號的鍋爐是單鍋筒橫梁式角管鏈系鍋爐，配置正轉(zhuǎn)鏈系爐排，設(shè)計(jì)燃料為沙柳木。鍋爐為二層室內(nèi)布置，運(yùn)較層高為0米，運(yùn)轉(zhuǎn)層下出灰間標(biāo)高為一7米。

機(jī)組1、2號鍋爐從安裝完成后，一直存在點(diǎn)爐運(yùn)行七到八天左右，爐膛出口壓力從負(fù)壓開始轉(zhuǎn)向正壓，繼續(xù)運(yùn)行，正壓一直增加，鍋爐觀火孔，人孔等處冒煙嚴(yán)重，引風(fēng)機(jī)出力增加速度比較快，鍋爐出力下降，運(yùn)行到15天左右。鍋爐出力下降到無法滿足汽輪機(jī)工藝需求，只能被迫停爐啟備用爐。停爐后檢查發(fā)現(xiàn)鍋爐過熱器結(jié)焦嚴(yán)重，過熱器管與管間距被焦塊已堵只剩下原來間距1/4，請焦后可以正常運(yùn)行，但只能運(yùn)行七天到十五天，十五天過后又需停爐清焦，該現(xiàn)象嚴(yán)重影響了發(fā)電廠運(yùn)行和電廠效益。

1過熱器結(jié)焦嚴(yán)重原因分析。

鍋爐過熱器對于燃煤鍋爐來講一般不結(jié)焦，一般只是積灰，采取吹灰方法即可處理。對于生物質(zhì)鍋爐過熱器結(jié)焦嚴(yán)重，要從結(jié)焦原理、爐膛煙氣所含物質(zhì)、鍋爐結(jié)構(gòu)等方面分析。

1.1鍋爐燃料主要特性。

該鍋爐的燃料是沙柳木，沙柳木的灰熔點(diǎn)較低，通過實(shí)驗(yàn)，沙柳木的變形溫度為630℃，軟化溫度為650℃，溶

化溫度為770℃，鍋爐正常運(yùn)行是爐膛溫度為700℃，此時(shí)飛灰已具有相當(dāng)大黏性，這些飛灰只要與過熱器管接觸，必然會黏在過熱器管外，形成過熱器結(jié)焦。除該特性外，生物質(zhì)鍋爐燃料還有一個(gè)重要特性。生物質(zhì)灰中富含鉀和鈉堿金屬，熔點(diǎn)很低，在爐膛內(nèi)為汽相，在500℃左右以灰污形成凝結(jié)于高溫過熱器受熱面上，沙柳木含氧化鉀、氧化鈉非常高。分別為13.05%、0.98%。這一特性導(dǎo)致過熱器管外相當(dāng)于噴涂一層黏性膠體，即使沒有黏性的飛灰也會被黏貼在過熱器管外，而且是一層一層包裹性粘結(jié)，這兩大特性導(dǎo)致鍋爐過熱器結(jié)焦不可避免。

1.2鍋爐設(shè)計(jì)缺陷。

鍋爐過熱器設(shè)計(jì)時(shí)將過熱器管與管間距離設(shè)計(jì)值太小，在具有上述結(jié)焦性下，大大縮短了正常運(yùn)行時(shí)間；另外，爐膛內(nèi)無法控制燃料循環(huán)系統(tǒng)。這將飛灰直接與過熱器接觸造成結(jié)焦。

1.3其他因素。

【1】運(yùn)行時(shí)風(fēng)量控制不當(dāng)，致使大量飛灰形成，與過熱器形成直接接觸，導(dǎo)致飛灰被凝結(jié)在過熱器上形成結(jié)焦塊。

【2】一、二次風(fēng)比例不當(dāng)，致使火焰中心上移，導(dǎo)致大量飛灰溫度達(dá)到軟化溫度，使飛灰具有黏性。黏結(jié)于過熱器上形成結(jié)焦塊。

【3】收割沙柳木時(shí)將大量泥沙帶入燃料中，形成大量飛灰，飛灰最終黏結(jié)與過熱器。

2過熱器結(jié)焦嚴(yán)重的治理措施

2.1設(shè)備改進(jìn)

經(jīng)過對過熱器的受熱面積進(jìn)行校核計(jì)算，將現(xiàn)在的過熱傳熱面積減少10%，將過熱器管間距離在現(xiàn)在間距基礎(chǔ)上增加10mm。這樣可以有效緩減過熱器管間被堵死，延長鍋爐運(yùn)行時(shí)間。

2.2開發(fā)引流分離器

在爐膛內(nèi)部，爐膛出口下方安裝一個(gè)新開發(fā)的引流分離器。以一定曲率設(shè)計(jì)的引流分離器安裝與爐膛內(nèi)部適當(dāng)位置。同時(shí)增加三次風(fēng)在引流分離器根部。在適當(dāng)?shù)娜物L(fēng)動(dòng)力配合引流分離器，可將爐膛內(nèi)部到達(dá)引流分離器處的飛灰引向流動(dòng)，流動(dòng)時(shí)飛灰以較高速度沿引流分離器圓弧流動(dòng)，在流動(dòng)過程中形成離心力，將一定量的飛灰分離在引流分離器上，飛灰聚集較多時(shí)，靠自身重力脫落，重新返回爐膛，以灰渣形式排放。離開引流分離器的煙氣，會在引流分離器與另一側(cè)爐墻間隙空間流上去，在該處煙氣有一個(gè)相當(dāng)大的轉(zhuǎn)向，再轉(zhuǎn)向過程中可以將一定量的飛灰分離出去，上述分離器分離出去的飛灰在爐膛內(nèi)得到排放或循環(huán)，大大的降低飛灰到達(dá)過熱器處，飛灰量到達(dá)過熱器處大大降低，這樣即可大大降低過熱口結(jié)焦量，延長鍋爐運(yùn)行時(shí)間。引流分離器是由無縫鋼管彎曲成型后，焊接成網(wǎng)狀，然后用耐火材料澆注而成。鋼管內(nèi)時(shí)刻會有冷卻水流動(dòng)，這樣引流分離器不會有燒壞的可能性。安裝、檢修都較為方便，通過實(shí)踐證明引流分離器效果明顯。盡管沒有徹底解決過熱器結(jié)焦現(xiàn)象。但非常有效地得到過熱器結(jié)焦控制。延長了鍋爐機(jī)組運(yùn)行時(shí)間。

2.3運(yùn)行調(diào)整

【1】調(diào)整運(yùn)行時(shí)風(fēng)量，在滿足工藝條件下，降低爐膛內(nèi)煙氣流速。以此方法來控制一定量飛灰飛出爐膛到達(dá)過熱器。

【2】調(diào)整一、二次比例，降低火焰中心，使煙氣中飛灰具有更長冷卻時(shí)間，使其大量飛灰在爐膛出口處溫度低手軟化溫度，這樣飛灰黏結(jié)性可大大降低，發(fā)生結(jié)焦可能性將大大降低。

【3】燃料收購后，在進(jìn)入爐膛前，采取過篩法，將燃料中泥沙篩掉，這樣該部分形成的飛灰造成結(jié)焦可能性將會大大降低。

3結(jié)論

以沙柳為主要燃料的生物發(fā)電廠鍋爐過熱器結(jié)焦主要原因是鍋爐燃料灰熔點(diǎn)低及含有堿性金屬造成的，其中堿性金屬在爐膛中成汽相。通過機(jī)械，化學(xué)方法都不容易將其消除，因此，堿性金屬以灰污形式凝結(jié)于高溫過熱器上這一現(xiàn)象無法避免。但我們可以通過過熱器設(shè)備改進(jìn)，以及在爐膛內(nèi)開發(fā)引流分離器為主要手段來緩減過熱器結(jié)焦現(xiàn)象，延長鍋爐運(yùn)行時(shí)間。

其次通過調(diào)整運(yùn)行，控制爐膛溫度，降低飛灰達(dá)到軟化程度比例。也是抑制過熱器結(jié)焦手段之一。

另外，燃料進(jìn)入爐膛之前進(jìn)行燃料凈化，將燃料中的泥沙去除也是緩解過熱器結(jié)焦必要手段。

總之，堿性金屬消除現(xiàn)在沒有有效方法，只能任其凝結(jié)于過熱器上，但只要能將大量飛灰控制于爐膛內(nèi)，與過熱器上無法接觸，即可緩減過熱器結(jié)焦現(xiàn)象，延長機(jī)組運(yùn)行時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

[1]盛昌棟.對煤粉爐結(jié)渣、積灰及其影響的認(rèn)識[J].中國電力，1997(9)

[2]相大光，姚偉，高海寧，等.電廠用煤煤質(zhì)評價(jià)指標(biāo)相關(guān)性研究及測試評價(jià)方法[R].西安：電力工業(yè)部熱工研究院，1996.

[3]孫亦祿.煤中礦物雜質(zhì)對鍋爐的危害[M].北京：水利電力出版社，1993.

[4]GB10184—88，鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程[S].

[5]葉江明.電廠鍋爐原理及設(shè)備[M].北京：中國電力出版社，2004.

[6]吳正舜，米鐵，陳義峰，等.生物質(zhì)氣化過程中焦油形成機(jī)理的研究[J].太陽能學(xué)報(bào)，2010(2)

[7]趙宗蜂.生物質(zhì)發(fā)電實(shí)用培訓(xùn)教材.北京：中國電力出版社，2011(8)