生物质循环流化床锅炉尾部受热面积灰处理分析

张贵军

摘要：在对我国某一生物质电厂的直燃锅炉设备进行研究时可以发现，设备尾部受热面存在严重的灰渣沉积情况。根据电厂生物质原料的应用特性，结合设备的运行现状，对设备受热面沉积问题形成机理进行分析时可以发现。这项沉积问题的发生，受到了多种因素的影响。如果在进行设备使用的过程中，燃料特性不变，选用正确的燃烧方式，受热面一定会出现沉积问题。要想对这个问题进行解决，需要做好设备的性能优化，还要对烟道结构进行改进。本文就生物质循环流化床锅炉尾部受热面积灰处理进行相关的分析和探讨。

关键词：生物质循环流化床锅炉；尾部受热面；积灰处理；分析探讨

在进行生物质循环流化床锅炉设备使用的过程中，会受到燃料的影响，各个受热面容易出现结渣等问题，会对设备的正常使用，产生不良影响。近几年发电项目的不断增多，对锅炉设备的应用，提出了更高的要求。要想保证设备能够始终保持高效的运行状态，需要对受热面积灰问题，进行妥善的解决。可以使用添加剂或对燃料进行清洗，防止这项问题的发生。但因为相关技术在应用时，运行成本比较高，并未对其进行大量的推广和使用。要在现有技术的基础上，对其进行优化和完善^[1]。

一、锅炉设备尾部受热面积灰问题分析

（一）积灰现状

在对积灰问题进行研究时，可以对我国某一生物质电厂，锅炉设备运行情况进行研究。这一锅炉设备的受热面按照烟气流向进行了相应的设置。设备在运行的过程中，积灰问题主要发生在中温过热器的烟气进口区域。一般锅炉设备持续运行24小时之后，这个区域就会出现严重结渣等问题，并且造成下部烟道的堵塞。在对设备进行设计的过程中，省煤器管采用了顺列的布置形式，各个管道的节距比较小。一旦出现积灰问题，一些体积比较大的灰渣跌落，会导致管道出现堵塞问题。受热面结渣并不是简单的灰尘堆积，而是在灰渣的外面形成了一层硬壳。被包裹的灰渣分层比较明显，存在一些粘连的黄褐色颗粒，结构较为松散。因为外壳呈现烧结的形态，因此质地更加的坚硬。这些灰渣不仅会对设备的正常运行产生不良影响，而且会因为烟道的堵塞，导致设备出现故障问题，严重时会导致设备出现损坏等问题^[2]。

（二）影响因素

在对影响因素进行分析时可以发现，结渣问题主要发生于硫化床的炉内辐射受热面中，积灰主要存在于尾部的受热面。这两种故障问题的形成机理，存在一定的相似之处，是因为燃料的实际燃烧产生的积灰问题。这项问题的发生与多种因素有关，如果燃料中的碱金属含量比较高，容易出现积灰问题，还会受到燃料性质和设备运行温度的影响。积灰的程度、发生区域的变化，与设备的结构受热面布置形式，存在较大的联系。这项问题的发生，与燃料因素存在重要的关联性。如果燃料中的碱金属含量增加，就会引发积灰现象。积灰的厚度，与燃料中钾、钠的浓度存在一定的关系。不同类型的燃料除碱金属含量，存在明显的差异之外，溢出形式也有所不同^[3]。

如果在进行设备使用的过程中，采用了混合型燃料，但燃料的实际使用情况与设计存在偏差。那么燃料在使用的过程中，会增加积灰问题的发生几率，而且会加重灰渣的沉积程度。这项问题的发生还与燃烧温度以及设备结构、受热面设计形式，存在一定的联系。在进行设备使用的过程中，如果没有对运行温度进行严格的控制、设备的结构不合理、受热面设计存在问题，都会引发严重的积灰现象^[4]。

二、锅炉设备尾部受热面积灰问题处理措施

（一）采用积渣清除技术

生物质燃料在使用的过程中，性质比较特殊，还会受到锅炉设备运行温度的影响，受热面经常会出现积灰问题。为了避免严重结堵问题的发生，一般都采用燃料清洗技术，清除材料中的碱金属或者使用添加剂，防止出现结堵等问题。这些技术在应用时，整体投资成本比较高。在对这项问题进行研究时，可以清除积灰，防止出现硬壳。设备尾部存在积灰问题，主要是因为灰渣沉积之后，没有得到及时的处理，导致硬壳的产生。在进行吹灰技术应用的过程中，一些体积比较大的灰渣，会导致下部结构出现堵塞问题。因此要在灰渣沉积的过程中，对其进行有效的清除，避免形成硬壳，引发烟道的堵塞问题。可以对现有的吹灰技术应用形式进行改善和优化，选用更加高效的蒸汽吹灰或高压压缩空气吹灰等方式，对其进行有效的处理^[5]。

（二）对受热面进行优化布置

在对设备结构进行优化的过程中，可以将过热器的受热面，布置在膛口的区域。因为积灰问题，首先发生在膛口区域的受热面管中。悬挂受热面的积灰问题，比水平布置受热面的要少，因此清除时更加简便。清除之后渣块跌落到设备内部，不会造成烟道的堵塞。可以将部分受热面设置在旋风分离器的出口水平烟道区域，将积灰问题转移到水平烟道的受热面中，防止垂直水平烟道的受热面出现积灰问题，导致烟道的堵塞。在对设备性能进行优化的过程中，还要开展定期的清灰工作，才能对这些问题进行全面的解决

^[6]。

（三）对烟道进行优化设计

将省煤器和空预器所在的尾部烟道，整体向后挪移，与垂直烟道内的低温过热器，形成错位的设计形式。在中低温过热器的烟道底部，增加灰斗等构件，烟道错位的设计形式，可以避免灰渣的沉积。在对灰渣进行吹落之后，可以定期的开展清理工作。即使存在大块的灰渣，也不会导致烟道出现堵塞等问题，可以对尾部受热面结堵问题进行有效的改善。

结语：综上所述，在对锅炉设备受热面进行优化的过程中，可以在膛口位置布置受热面，从而对尾部受热面严重积灰问题进行有效的解决，可以保证设备的蒸发量，延长设备的持续运行时间。在对设备进行改造之后，即使设备处于高负荷的运行状态，也可以降低故障问题的发生几率，增加生产效益。为了防止因为积灰问题导致烟道堵塞，可以采用吹灰技术，并且对受热面和烟道进行针对性的设计。从而对这些问题进行有效的解决，提高设备的运行质量和效率，为相关企业带来更多的综合效益。

参考文献：

[1]初雷哲,张衍国,严矫平.多流程循环流化床生物质锅炉在园区集中供热中的应用[J].华电技术,2020,42(05):79-82.

[2]张自丽.循环流化床锅炉燃煤耦合污泥技术研究与展望[J].热力发电,2020,49(05):7-13.

[3]初雷哲,张衍国,康建斌.多流程循环流化床技术及其在生物质锅炉中的应用[J].生物产业技术,2019(05):15-21.

[4]陈勤根.生物质循环流化床锅炉尾部受热面积灰分析及处理[J].能源工程,2016(01):30-33.

[5]李诗媛,吕清刚,王东宇,包绍麟,尚琳琳,洪波,刘志斌,彭益成.生物质直燃循环流化床发电锅炉设计准则和运行分析[J].可再生能源,2012,30(12):96-100.

[6]肖惠平,徐荻萍.燃料特性对生物质循环流化床锅炉设计运行的影响[J].发电设备,2012,26(05):378-381.