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劉彥鑫
(延安職業技術學院，陜西延安716000)
【摘要】對某生物質發電廠鍋爐的過熱器結焦嚴重的原因進行分析，認為其主要因鍋爐燃料灰熔點低及含有堿性金屬造成的。對此，提出增加過熱器管間距離、在爐膛內部開發引流分離器、運行參數調整等措施，實施后結焦現象明顯下降。
某生物質發電廠機組1、2號的鍋爐是單鍋筒橫梁式角管鏈系鍋爐，配置正轉鏈系爐排，設計燃料為沙柳木。鍋爐為二層室內布置，運較層高為0米，運轉層下出灰間標高為一7米。
機組1、2號鍋爐從安裝完成后，一直存在點爐運行七到八天左右，爐膛出口壓力從負壓開始轉向正壓，繼續運行，正壓一直增加，鍋爐觀火孔，人孔等處冒煙嚴重，引風機出力增加速度比較快，鍋爐出力下降，運行到15天左右。鍋爐出力下降到無法滿足汽輪機工藝需求，只能被迫停爐啟備用爐。停爐后檢查發現鍋爐過熱器結焦嚴重，過熱器管與管間距被焦塊已堵只剩下原來間距1／4，請焦后可以正常運行，但只能運行七天到十五天，十五天過后又需停爐清焦，該現象嚴重影響了發電廠運行和電廠效益。
1過熱器結焦嚴重原因分析。
鍋爐過熱器對于燃煤鍋爐來講一般不結焦，一般只是積灰，采取吹灰方法即可處理。對于生物質鍋爐過熱器結焦嚴重，要從結焦原理、爐膛煙氣所含物質、鍋爐結構等方面分析。
1.1鍋爐燃料主要特性。
該鍋爐的燃料是沙柳木，沙柳木的灰熔點較低，通過實驗，沙柳木的變形溫度為630℃，軟化溫度為650℃，溶
化溫度為770℃，鍋爐正常運行是爐膛溫度為700℃，此時飛灰已具有相當大黏性，這些飛灰只要與過熱器管接觸，必然會黏在過熱器管外，形成過熱器結焦。除該特性外，生物質鍋爐燃料還有一個重要特性。生物質灰中富含鉀和鈉堿金屬，熔點很低，在爐膛內為汽相，在500℃左右以灰污形成凝結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％。這一特性導致過熱器管外相當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，這兩大特性導致鍋爐過熱器結焦不可避免。
1.2鍋爐設計缺陷。
鍋爐過熱器設計時將過熱器管與管間距離設計值太小，在具有上述結焦性下，大大縮短了正常運行時間；另外，爐膛內無法控制燃料循環系統。這將飛灰直接與過熱器接觸造成結焦。
1.3其他因素。
【1】運行時風量控制不當，致使大量飛灰形成，與過熱器形成直接接觸，導致飛灰被凝結在過熱器上形成結焦塊。
【2】一、二次風比例不當，致使火焰中心上移，導致大量飛灰溫度達到軟化溫度，使飛灰具有黏性。黏結于過熱器上形成結焦塊。
【3】收割沙柳木時將大量泥沙帶入燃料中，形成大量飛灰，飛灰最終黏結與過熱器。
2過熱器結焦嚴重的治理措施
2.1設備改進
經過對過熱器的受熱面積進行校核計算，將現在的過熱傳熱面積減少10％，將過熱器管間距離在現在間距基礎上增加10mm。這樣可以有效緩減過熱器管間被堵死，延長鍋爐運行時間。
2.2開發引流分離器
在爐膛內部，爐膛出口下方安裝一個新開發的引流分離器。以一定曲率設計的引流分離器安裝與爐膛內部適當位置。同時增加三次風在引流分離器根部。在適當的三次風動力配合引流分離器，可將爐膛內部到達引流分離器處的飛灰引向流動，流動時飛灰以較高速度沿引流分離器圓弧流動，在流動過程中形成離心力，將一定量的飛灰分離在引流分離器上，飛灰聚集較多時，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爐墻間隙空間流上去，在該處煙氣有一個相當大的轉向，再轉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得到排放或循環，大大的降低飛灰到達過熱器處，飛灰量到達過熱器處大大降低，這樣即可大大降低過熱口結焦量，延長鍋爐運行時間。引流分離器是由無縫鋼管彎曲成型后，焊接成網狀，然后用耐火材料澆注而成。鋼管內時刻會有冷卻水流動，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，通過實踐證明引流分離器效果明顯。盡管沒有徹底解決過熱器結焦現象。但非常有效地得到過熱器結焦控制。延長了鍋爐機組運行時間。
2.3運行調整
【1】調整運行時風量，在滿足工藝條件下，降低爐膛內煙氣流速。以此方法來控制一定量飛灰飛出爐膛到達過熱器。
【2】調整一、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，這樣飛灰黏結性可大大降低，發生結焦可能性將大大降低。
【3】燃料收購后，在進入爐膛前，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焦可能性將會大大降低。
3結論
以沙柳為主要燃料的生物發電廠鍋爐過熱器結焦主要原因是鍋爐燃料灰熔點低及含有堿性金屬造成的，其中堿性金屬在爐膛中成汽相。通過機械，化學方法都不容易將其消除，因此，堿性金屬以灰污形式凝結于高溫過熱器上這一現象無法避免。但我們可以通過過熱器設備改進，以及在爐膛內開發引流分離器為主要手段來緩減過熱器結焦現象，延長鍋爐運行時間。
其次通過調整運行，控制爐膛溫度，降低飛灰達到軟化程度比例。也是抑制過熱器結焦手段之一。
另外，燃料進入爐膛之前進行燃料凈化，將燃料中的泥沙去除也是緩解過熱器結焦必要手段。
總之，堿性金屬消除現在沒有有效方法，只能任其凝結于過熱器上，但只要能將大量飛灰控制于爐膛內，與過熱器上無法接觸，即可緩減過熱器結焦現象，延長機組運行時間。
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