高理

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)華中電力試驗(yàn)研究院有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410000）

　　摘要：當(dāng)今全球能源危機(jī)的加劇推動(dòng)著生物質(zhì)能源的快速發(fā)展，生物質(zhì)能作為唯一可儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)目稍偕Y源，其重要性不言而喻。因此，本文以生物質(zhì)燃燒特性為開(kāi)篇，著重分析生物質(zhì)電廠(chǎng)鍋爐的運(yùn)行過(guò)程調(diào)試，旨在為相關(guān)工作人員提供一定參考。

　　生物質(zhì)即為通過(guò)光合作用形成的各種有機(jī)體，包括動(dòng)植物與微生物。生物質(zhì)能則是直接或間接地通過(guò)光合作用，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的一種能量形式。生物質(zhì)能是僅次于石油、天然氣、煤炭的一種可再生資源，也是我國(guó)近年來(lái)大力推行的一種能源。

　　一、生物質(zhì)燃料燃燒特性

　　第一，玉米秸稈。發(fā)熱量低，燃燒后易粘結(jié)。因此當(dāng)受熱面灰粘結(jié)后，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)熱阻力增大，大面積結(jié)焦。第二，小麥秸稈。水分通常較高，成包麥草容易板結(jié)，易產(chǎn)生堵塞推料機(jī)的情況。第三，稻殼。易燃但不易燒盡，會(huì)造成熱損失、加速尾部受熱面磨損，同時(shí)質(zhì)輕，在負(fù)壓作用下會(huì)有部分稻殼在爐膛內(nèi)形成懸浮燃燒，造成鍋爐負(fù)壓、參數(shù)不穩(wěn)。第四，花生殼。雜質(zhì)多，易造成爐排后部結(jié)焦，同時(shí)細(xì)砂多，易造成局部缺氧、燃燒不完全。第五，純木塊。水分較大，不易燃，發(fā)熱量大，點(diǎn)燃后燃燒時(shí)間長(zhǎng)，不易燃盡。第六，鋸末。不可單獨(dú)燃燒，爐排震動(dòng)時(shí)，易造成爆燃，致使?fàn)t膛產(chǎn)生較大正壓。第七，麥糠。重量輕，燃燒時(shí)間短。不同的生物質(zhì)燃料應(yīng)進(jìn)行科學(xué)配比后進(jìn)行混燒，才可減少對(duì)鍋爐使用壽命的影響，提升生物質(zhì)燃燒效率。

　　二、生物質(zhì)鍋爐運(yùn)行調(diào)試

　　(一)鍋爐調(diào)整

　　1.鍋爐點(diǎn)火

　　通常鍋爐為冷態(tài)點(diǎn)火，不需大量助燃劑，利用火把等工具直接點(diǎn)燃燃料即可。需要注意的是，鍋爐進(jìn)料不宜過(guò)多，否則會(huì)導(dǎo)致?tīng)t溫提升過(guò)快，汽包上、下壁溫的溫差突然加大，導(dǎo)致鍋爐損耗增高等問(wèn)題。因此，當(dāng)鍋爐具備點(diǎn)火條件后，需同時(shí)啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，保持爐膛壓力在¯100Pa左右，再通過(guò)三、二、一級(jí)給料機(jī)進(jìn)行爐膛給料。當(dāng)燃料有少許堆積時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止進(jìn)料，待燃料燃燒均勻且爐膛溫度出現(xiàn)下降趨勢(shì)時(shí)，再啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)、振動(dòng)爐排，并繼續(xù)進(jìn)料。在鍋爐點(diǎn)火運(yùn)行階段，需及時(shí)調(diào)整給料量、振動(dòng)爐排時(shí)長(zhǎng)與頻率等，對(duì)燃燒速度進(jìn)行控制[1]。

　　2.負(fù)荷控制

　　在鍋爐運(yùn)行階段，需對(duì)鍋爐負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)調(diào)整鍋爐配風(fēng)與爐排工作，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證鍋爐燃燒的穩(wěn)定與燃料燃燒充分。通常情況下，是通過(guò)改變?nèi)剂先霠t量來(lái)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整。一次風(fēng)量應(yīng)保證爐排燃料的點(diǎn)火燃燒過(guò)程，二次風(fēng)量用于加強(qiáng)燃料點(diǎn)燃后的煙氣擾動(dòng)，同時(shí)補(bǔ)充氧量，達(dá)到燃料完全燃燒的目的。在進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整時(shí)，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)料倉(cāng)下一級(jí)給料機(jī)的給料量，來(lái)進(jìn)行鍋爐負(fù)荷調(diào)整。二級(jí)給料機(jī)的給料能力應(yīng)始終大于一級(jí)，有效預(yù)防燃料將給料機(jī)堵塞的情況。

　　例如某鍋爐使用說(shuō)明提出，過(guò)熱器后煙氣氧量需控制在4.5%~8%，低負(fù)荷下氧量需求降低。但在運(yùn)行調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，無(wú)論如何調(diào)整鍋爐，氧量根本無(wú)法達(dá)標(biāo)。而鍋爐本身存在漏風(fēng)現(xiàn)象，火焰充滿(mǎn)度差，氧量補(bǔ)充效率低，無(wú)法滿(mǎn)足鍋爐80%~100%的負(fù)荷目標(biāo)。后續(xù)經(jīng)過(guò)研究、調(diào)試，在負(fù)荷量增大時(shí)，先行增加送風(fēng)量，再增加燃料;在降低負(fù)荷時(shí)，則調(diào)整一次、二次門(mén)大小與爐排振動(dòng)頻率，解決了氧量不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，保證了鍋爐的整體負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　3.爐膛負(fù)壓

　　部分鍋爐工作時(shí)，需平衡通風(fēng)，在運(yùn)行時(shí)，爐膛出口煙氣壓力應(yīng)控制在¯50Pa~20Pa，以提升整體鍋爐工作效率，控制煙氣外冒量，還可保持鍋爐房的衛(wèi)生環(huán)境。而在鍋爐運(yùn)行時(shí)爐膛的負(fù)壓波動(dòng)較大，尤其在兩側(cè)爐排震動(dòng)時(shí)，波動(dòng)范圍在¯600Pa~100Pa。

　　通常情況下，爐膛燃燒時(shí)為防止?fàn)t膛產(chǎn)生正壓而引發(fā)火災(zāi)等問(wèn)題，其最高設(shè)定值不可超過(guò)0Pa;同時(shí)，為保證鍋爐效益，應(yīng)減少漏風(fēng)、減少熱損失、保護(hù)爐墻，因此設(shè)定的最低值不可超過(guò)¯1200Pa。當(dāng)超過(guò)上述兩個(gè)數(shù)值時(shí)，鍋爐會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)連鎖保護(hù)動(dòng)作，除送風(fēng)機(jī)其余設(shè)備均會(huì)跳閘，切斷燃料供應(yīng)，緊急停爐，需要進(jìn)行故障排查后，才能重新運(yùn)行，導(dǎo)致工作效率下降。因此，爐膛工作期間應(yīng)保持其較小負(fù)壓，減小爐膛漏風(fēng)，調(diào)整爐排振動(dòng)幅度，進(jìn)而避免爐膛承受正壓或較大負(fù)壓，保證鍋爐效率的同時(shí)，也保證人員與工作場(chǎng)地的安全[2]。

　　4.蒸汽負(fù)壓

　　通常由于爐前給料系統(tǒng)燃燒量難以精確計(jì)算，因此在調(diào)整蒸汽負(fù)壓時(shí)，要以爐膛出口的煙氣溫度變化與煙氣氧量的變化趨勢(shì)來(lái)進(jìn)行參照控制。同時(shí)，由于鍋爐汽壓調(diào)整具有較大的時(shí)間延遲，為防止鍋爐超壓，鍋爐在正常運(yùn)行時(shí)蒸汽負(fù)壓應(yīng)維持在比壓力標(biāo)準(zhǔn)值偏低的水平。

　　在蒸汽負(fù)壓調(diào)試過(guò)程中，由于部分汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的最大功率可到15MW，因此在鍋爐運(yùn)行中，蒸汽壓力還可通過(guò)調(diào)整機(jī)組發(fā)電功率來(lái)控制，應(yīng)減少傳統(tǒng)的對(duì)空排氣閥或安全閥的方式來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而減少機(jī)組熱損失。但是，在發(fā)生鍋爐蒸汽壓事故時(shí)，出現(xiàn)調(diào)整機(jī)組發(fā)電功率后蒸汽壓仍無(wú)法被有效控制，此時(shí)需要使用對(duì)空排氣閥泄壓的方法，同時(shí)減低送風(fēng)量與入爐燃料量，降低燃燒強(qiáng)度，確保人身與財(cái)產(chǎn)安全。

　　5.正常停爐

　　正常停爐時(shí)，應(yīng)要逐漸減少燃料，減小送風(fēng)機(jī)開(kāi)度，緩慢進(jìn)行停爐過(guò)程。其中，在鍋爐整體負(fù)荷下降至50%以下后才可停止增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，依據(jù)爐膛出口溫度再進(jìn)行一、二級(jí)減溫水調(diào)整。需要注意的是，送風(fēng)機(jī)全程不可迅速關(guān)停，需保持好爐膛負(fù)壓，避免尾部煙道的二次燃燒。對(duì)于鍋筒內(nèi)壓力也要注意緩慢降低，上下壁溫差不可超過(guò)50℃。溫度下降到規(guī)定數(shù)值后進(jìn)行汽機(jī)打閘，確保爐前料倉(cāng)內(nèi)燃燒結(jié)束。

　　此時(shí)應(yīng)注意根據(jù)不同燃燒料的燃燒特性來(lái)調(diào)整燃燒時(shí)間，否則容易造成爐膛內(nèi)產(chǎn)生正壓，減少鍋爐壽命，還可能導(dǎo)致火星從給料出口反進(jìn)儲(chǔ)料倉(cāng)，造成火災(zāi)。因而，在此階段調(diào)試中，應(yīng)在給料機(jī)系統(tǒng)中添加防火措施，防止回火;同時(shí)控制鍋爐送風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)，避免鍋爐過(guò)快冷卻，影響使用壽命。

　　三、結(jié)語(yǔ)

　　總而言之，目前的能源越儲(chǔ)備越來(lái)越緊張，而生物質(zhì)作為一種可再生能源，在整體能源系統(tǒng)中的地位日益加重。因此，在鍋爐的運(yùn)行調(diào)試上，應(yīng)遵循正確、合理、科學(xué)的調(diào)整方式。在保證電廠(chǎng)工作效益的同時(shí)，還為減少環(huán)境污染、實(shí)現(xiàn)能源可再生循環(huán)、實(shí)現(xiàn)我國(guó)可持續(xù)性發(fā)展等工作提供堅(jiān)實(shí)保障。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]周北安，張偉.某生物質(zhì)電廠(chǎng)運(yùn)行及設(shè)計(jì)問(wèn)題解析及改進(jìn)意見(jiàn)[J].鍋爐制造，2019(04)：37¯39.

　　[2]趙坤.循環(huán)流化床生物質(zhì)鍋爐的運(yùn)行問(wèn)題研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2019，9(06)：111¯112+120.