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生物質(zhì)燃料結(jié)渣的影響因素

發(fā)表時間：2024-11-10 瀏覽次數(shù)：4852

生物質(zhì)燃料的灰熔融特性對結(jié)渣有著重要的影響，生物質(zhì)的種類和來源不同，經(jīng)生物質(zhì)鍋爐燃燒后形成的結(jié)渣灰樣成分也各不相同。關(guān)于生物質(zhì)燃料的結(jié)渣現(xiàn)象，從本質(zhì)上來說，結(jié)渣是由灰化學組分引起的，除此之外，生物質(zhì)鍋爐的爐膛設計、鍋爐運行工況，也是生物質(zhì)燃料結(jié)渣的主要影響因素，因此要減少結(jié)渣問題的產(chǎn)生，選對鍋爐產(chǎn)品非常關(guān)鍵。大成生物質(zhì)鍋爐專家介紹，生物質(zhì)燃料結(jié)渣的影響因素主要有以下三個：

一、生物質(zhì)鍋爐的爐膛設計對結(jié)渣的影響

生物質(zhì)鍋爐設計不合理，如爐膛結(jié)構(gòu)、送料速度、風煙管道布置和組織燃燒不合理等。仍然采用傳統(tǒng)燃煤鍋爐的結(jié)構(gòu)，沒有考慮到生物質(zhì)燃料的特性，極易造成爐膛空間溫度分布不均勻，爐內(nèi)出現(xiàn)局部高溫和局部還原氣氛，使鍋爐燃燒時發(fā)生結(jié)渣的機率、速度和程度增大。嚴重影響生物質(zhì)燃料的使用，對于生物質(zhì)鍋爐來說，在設計時要充分考慮結(jié)渣的問題。

二、生物質(zhì)燃料的化學組成成分對結(jié)渣的影響

在相同的運行工況和爐膛溫度下，生物質(zhì)燃料的化學組分對鍋爐結(jié)渣有決定性作用。生物質(zhì)灰分組成較為復雜，不同氧化物的含量變化對灰熔點的影響呈現(xiàn)出不確定性，在高溫下互相發(fā)生化學反應，形成低熔點的共晶化合物或受熱分解為高熔點礦物質(zhì)。生物質(zhì) 的主要灰成分有 Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、Ti2O 等?；胰廴跍囟鹊淖兓饕怯捎谏镔|(zhì)燃料灰化學成分產(chǎn)生了變化。根據(jù)灰中化學成分的離子勢，一般將生物質(zhì)燃料中的灰化學成分為兩類：一類為酸性氧化物，即 Al2O3、SiO2；另一類為堿性氧化物，即 MgO、CaO、Fe2O3、Ti2O、Na2O、K2O等。大量文獻研究表明：生物質(zhì)灰熔融溫度會隨其酸性氧化物的升高而升高。但是研究發(fā)現(xiàn)，在生物質(zhì)灰中存在大量的堿性氧化物，尤其是 Na2O、K2O 的大量存在，使得灰熔點極低，在酸性灰渣中每增加 1% 的 Na2O、K2O，灰熔點降低17℃。這使得堿金屬含量大的生物質(zhì)燃料在燃燒過程中容易結(jié)渣。在高溫下，硅酸鹽容易與堿金屬及其化合物反應，生成不同類型的無機鹽和熔點較低的共晶化合物，引起生物質(zhì)的結(jié)渣。

三、生物質(zhì)鍋爐的運行工況對結(jié)渣的影響

除了生物質(zhì)燃料化學組分對結(jié)渣的影響外，鍋爐運行工況對結(jié)渣也有很大的影響，爐內(nèi)空氣動力場、速度場和溫度場分布不合理均會導致結(jié)渣的形成。具體表現(xiàn)為：

第一，爐膛空氣量不足即過量空氣系數(shù)比較低，這導致燃料燃燒含氧量不足，燃燒不完全使鍋爐爐膛出現(xiàn)還原氣氛，在高溫還原層內(nèi)高價的Fe2O3被還原成低價的FeO。而在高溫下低價 FeO 會與 SiO2、CaO 等化合物反應，生成低熔點共晶化合物。這些具有骨架作用的共晶化合物熔融溫度下降，使灰熔融溫度進一步降低，使鍋爐更容易出現(xiàn)結(jié)渣。如果過量空氣系數(shù)過大致使火焰中心上移，可能造成爐膛出口處結(jié)渣。

第二，爐內(nèi)超溫，隨著燃料在爐膛的燃燒，爐膛燃料層的溫度升高極快。當爐膛燃料層的溫度超過灰分顆粒的軟化溫度時，灰分顆粒表面形成具有粘性的氣溶膠層。處于熔融或半熔融狀態(tài)的灰渣粘附在焦炭或顆粒外層，逐漸粘結(jié)成塊導致結(jié)渣的形成。

以上是大成生物質(zhì)鍋爐對生物質(zhì)燃料結(jié)渣的影響因素詳細介紹，針對以上常見因素，采取對應的方針，能有效減緩生物質(zhì)鍋爐的結(jié)渣問題。