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技术文章

秸秆是一种清洁的可再生资源, 是生物质燃料的一种, 具有CO2 “零排放”的特性。但是, 秸秆氯元素含量高, 灰渣中钾、钠成分高, 熔点低, 锅炉运行中容易造成结渣、腐蚀和堵灰。因此, 燃用秸秆的锅炉需要解决炉前燃料输送、破碎、储存、防火以及锅炉本体的结渣、堵灰、腐蚀等问题。 1  输送、破碎 目前秸秆的输送和破碎主要有4 种方式: (1)在收购站将秸秆破碎之后再运至电厂, 此方式可保持电厂环境清洁, 但是运输成本较高; (2)在收购站打包, 运送至电厂料场堆放, 在入炉前破碎, 此方式运输成本相对较低, 但需要注意料场防火; (3)不破碎, 在收购站打包后运送至电厂直接入炉, 此方式对锅炉燃烧技术要求极高, 燃料入炉后不易烧透, 会增加机械不完全燃烧损失; (4)将秸秆压块, 将松散的秸秆压成颗粒状, 其能量密度可增10 倍左右, 大幅度降低运输和存储成本。目前, 国内外常用第2 种方法。 2  低灰熔点结焦 同传统燃料相比, 秸秆燃烧的低灰熔点问题尤其突出(某些秸秆灰熔点变形温度约为650 ~ 700 ℃)。对此, 可从以下几方面解决: (1)水冷振动炉排与纯风冷的炉排相比, 冷却效果更佳, 更适合生物质燃料的燃烧。水冷振动炉排具有自拨火功能, 落在炉排上燃烧的秸秆能够随着振动频率和振动周期进行翻滚, 防止外部生成的焦炭互相搭桥、结渣、粘结在炉排面上。炉排面积热负荷可达3200 W/(m2 /h)。 (2)对于强结焦性秸秆, 应该选取较低炉膛容积热负荷。由于采用分段送风技术, 炉膛断面热负荷可以达到1 700 kW/m² , 炉膛容积热负荷可达140 kW/m³ 。 (3)生物质燃料的燃烧属于扩散燃烧, 燃烧温度较低, 其燃烧速度主要取决于氧气到达碳粒表面的速度。因此, 送风应具有一定的刚度, 同时考虑在炉膛下部尽可能形成风帘, 加大风与碳粒的接触面积, 增加秸秆在炉膛的停留时间。为防止结焦, 送风地点不宜过分集中, 风口的布置和送风方向应保证与之发生燃烧反应的燃料所释放的热量不足以产生结焦现象。 3  堵灰 生物质燃料的灰量按质量计不高, 但是由于比重轻, 所以体积大。在锅炉尾部, 烟气温度较低, 灰中含有Cl 、S 、K 、N a 等元素组成的复杂混合物, 具有较强的粘结性和腐蚀性, 一旦粘在金属表面就容易产生腐蚀。因此, 尾部受热面的设计可考虑采用屏式布置形式, 此时烟气尽管速度较低, 但是由于节距过大, 所以灰无法搭桥, 不易产生堵灰。 4  高温、低温腐蚀 秸秆的高温腐蚀主要与Cl2 和HCl 有关。金属表面在氧化环境中会形成一层Fe3O4 氧化膜, 可以对金属起到防止氧化反应向金属纵深发展的保护作用。但是, 由于Cl2 和HCl 的存在, Cl 元素在整个反应链中起到催化剂的作用, 具体化学反应式如下: M(s)+Cl2(g) MCl2(s) M(s)+2HCl(g) MCl2(g)+H2(g) MCl2(s) MCl2(g) 式中,M 代表Fe ,Cr ,Ni 。 金属剥落层表面的金属氯化物与氧气发生如下反应: 3MC l2(g)+2O2(g) M3O4(s)+3Cl2(g) 2MC l2(g)+(3/2)2O2(g) M2O3(s)+3Cl2(g) 由此可见, 气态氯在几乎没有消耗的情况下不断将金属由金属表面传递到氧气分压力高的剥落层表面。同时, 还伴有碱金属氯化物的硫酸化与金属氧化膜直接反应等一系列的化学反应。其腐蚀反应式如下: 4M(s)+3Cl2(g) 2M3O2(s) 高温腐蚀在金属壁温470 ~ 600 ℃之间速度较快,而目前国内燃烧秸秆锅炉主蒸汽温度多在此温度范围, 高温腐蚀不可避免, 因此应尽可能地延缓高温腐蚀。 延缓高温腐蚀的措施主要为合理布置受热面, 严格控制受热面金属壁温和选取抗高温腐蚀能力较强的材料。 当金属壁面温度低于150 ℃时, 低温腐蚀的速度非常快。这种腐蚀属于电化学腐蚀, 是由于烟气中的HCl 和SO3 在露点以下形成盐酸和硫酸, 这些酸对受热面金属产生腐蚀。防止低温腐蚀的方法是将排烟温度控制在露点所确定的烟气出口温度之上。在按照常规布置方式无法满足要求的情况下, 空气预热器采用蒸汽或水作为换热介质是较好的解决方法。在经济性无法满足的情况下, 可以考虑采用耐低温腐蚀性能较好的材料。

发布日期:2022-04-25 09:02:19

通过对低温腐蚀机理的分析,总结影响低温腐蚀和堵灰的各种因素,结合现场实际情况,有针对性的采取预防措施,改善空预器运行环境,提高设备连续运行的能力。  1、提高受热面壁温是防止空气预热器低温腐蚀的最有效的方法。要提高壁温,可以从提高排烟温度和入口空气温度两方面入手。由于提高排烟温度增加了排烟损失,使锅炉热效率降低,因此,提高排烟温度是有限的。在实践中常用的提高壁温的方法是提高空气入口温度,采用暖风器或热风再循环。但暖风机或热风循环都会增加电耗,影响经济性。我们将一次风机入口由室外改到室内,由于进风的环境发生改变,一次风温度可以提高2~3℃,对减缓腐蚀也有积极作用。  2、低温受热面采用耐腐蚀材料      我们尝试用搪瓷材料作为空气预热器冷端传热元件。实践表明很有效。我公司在2014年10月将#2炉一次风空预器最底层管箱整体更换为搪瓷管材质,冷端改造之前考登钢材质,使用寿命为1.5年,改为搪瓷管后已经运行1.5年,这种搪瓷管子没有发现腐蚀现象。改造费用并不高,效果很好,延缓了低温腐蚀的速度。 3、改变空预器管束结构:    之前空预器管(φ51×2最上面两排为φ51×3)错列排布,管子间距10mm容易发生堵灰,技改后管子42×3为顺列排布后,管子间距20mm堵灰情况有很大好转。由于管子间距扩大,不仅积灰减少,而且便于尾部积灰的定期清理工作。 4、采用低氧燃烧方式       烟气中的过剩氧会增大SO3的生成量。研究表明,过量空气系数在1.05以下,可以有效地减轻低温腐蚀,同时,低氧燃烧时,排烟热损失降低,有利于提高锅炉效率。但是,低氧燃烧也可能带来如下不利影响,如化学未燃尽损失有所增加,所以,运行中加强燃烧调整,控制锅炉氧量在3~5%,可以减弱空预器的低温腐蚀。 5、避免漏风  烟道的漏风会促进SO3生成。同时,低温受热面区段的漏风,会造成局部低温,导致低温腐蚀。定期做好漏风试验,对尾部漏风点进行及时修补减少漏风量。空预器管束也要定期检查堵漏,对腐蚀严重的管子进行封堵或更换。搪瓷管空预器一般为卡箍式安装方法,便于单根更换。     6、定期清理尾部积灰     加强空气预热器的清灰工作 掌握积灰规律,定期除灰。既可增大烟气流通面积,减少烟气阻力,又相应减少受热面的腐蚀。在经过五年多的运行总结,现在锅炉运行3个月进行尾部高压水清洗,效果很好。既预防了空预器的腐蚀和积灰,同时减少了空预器的阻力,引风机电耗明显降低,重新前后约节省1kwh/吨汽,经济效益十分可观。

发布日期:2022-04-26 14:29:37

1入厂燃料种类繁多入厂燃料一般有树皮、稻草、麦草、玉米杆、树枝、木屑等。由于热值不一样,燃烧起来特性也不一样,而生物质锅炉的入炉燃料多以混合料的形式为主,加之燃料掺配人员责任心不强,因此,入炉燃料的燃料品种比例随时都在变化,运行调整工作较复杂。 2燃料水分高设计值与实际运行时偏差太大,由于早期的生物质锅炉在设计时经验缺乏,参照燃煤锅炉水分设计在15%以内,而实际运行中入炉混合料的水分均在45%左右,因此燃料进入炉膛中产生的烟气量远大于设计值,存在引风机出力不足的问题,导致锅炉一二次风风量不能按需配给,燃料燃烧不充分;其次燃料中的水分偏大,刚进入炉膛中不易着火,经过一段时间的烘烤后,水变成水蒸汽,一旦炉排振动,聚集在料层下的水蒸气瞬间释放,极易形成正压,燃料将从炉排上掀起进入到出渣系统中,同时大量热烟气反串,经给料机进入料仓,引起料仓爆燃,进而造成停炉的事故现象时有发生。 3杂质较多由于追求经济利益最大化,因此一旦燃料入场把关不严或稍有松懈,就会在燃料中掺有泥土、细沙,这些细颗粒的物体进入到炉膛中在燃烧后随烟气流动,在锅炉烟气流速较快的省煤器弯头部位形成局部磨损,由于锅炉设计人员一般认为,草木灰的硬度远小于粉煤灰,且质地轻不易造成磨损,因而多数不设防磨装置。 4灰分高、碱金属含量高等特点由于生物质燃料灰熔点的影响,燃料在炉膛内燃烧后,极易在锅炉受热面上结焦与积灰,而且形成灰垢后影响锅炉的换热,据实验所得的数据:积灰层的导热系数为0.0 581~0.116 w/m2?℃,而锅炉受热面金属管壁的导热系数为46.5~58.1 wm2?℃,导热系数相差500~800倍,因此在运行中不采取相应的技术措施,一般清洗后启炉运行20 d以后主汽温度就难以维持,与额定值偏差越来越大。 5输送系统故障率高由于生物质燃料的韧性较大,比重小,料仓不能存较高的料位,否则会发生料仓卡堵,因此输送系统正常是运行24 h,转动部件易磨损,故障率高;同时草料切碎后的长度难以保证在正常值8~15 cm,在炉前给料机处极易发生卡堵现象,而清理较困难,对于锅炉的负荷影响较大。 6布袋除尘器布袋损坏较多由于生物质锅炉的燃料水分大,而布袋的材料(一般材质为PPS)在高温、高湿度的情况下发生水解、氧化,导致布袋的基布强度下降,进而导致布袋损坏;此外燃料水分大,在炉膛内不能完全燃烧,以致在除尘器中发生燃烧,也是导致布袋损坏的一个重要原因。

发布日期:2022-04-27 17:42:31

生物质颗粒,烟煤,木材这些燃料,不像无烟煤一样经过处理后,固定碳含量高,挥发分产率低燃烧不会产生烟。品质好的生物质颗粒跟无烟煤有共同点,就是它们两都是密度高,硬度高,但在挥发物 和固定碳上,生物质木屑颗粒用木材压制而成,碳含量少,挥发物多。 生物质颗粒燃料纯度高,不含其他不产生热量的杂物,其含炭量75—85%,灰份3—6%,含水量1—3%。 生物质颗粒燃料在点火时,颗粒在慢慢碳化,燃烧不完全,产生水蒸气、一氧化碳、二氧化碳及等碳氢化合物和氮氧化合物混合的烟气,鼓风和引凤作用下将这些烟气经过锅炉烟道和烟囱排入大 气,因此我们会看到锅炉冒黑烟。 当锅炉内生物质颗粒完全燃烧时,炉内温度高达800-1000度,甚至更高,生物质颗粒中所含的水、灰分等挥发物,在高温下迅速碳化燃烧,产生的一氧化碳等可燃碳氢化合物和氮氧化合物跟氧气 充分按时转化成不可燃烧气体,黑烟中的杂质已被高温燃烧殆尽,这样就看不到有黑烟,这就是大家都说没烟。 生物质锅炉炉内冒黑烟有多种原因: 1、生物质颗粒燃料品质差,含杂质多; 2、锅炉进料过快,燃烧不充分; 3、未清理过炉灰; 4、使用时间久,烟管堵塞;

发布日期:2022-04-29 16:56:17

生物质锅炉包括燃生物质蒸汽锅炉、燃生物质热水锅炉形式,随着冬季供暖季节的到来,燃生物质蒸汽锅炉用于供暖的需求逐渐增加。然而我们在使用时,如果燃料水分过大、锅炉内的热值过低,就会严重影响正常的燃烧,造成炉膛爆燃、碳量过高,锅炉效率降低等一系列问题。 目前,绝大多数的生物质锅炉都不能适应水分大于60%的入炉燃料。因此,如果使用含水量过高的燃料就会造成锅炉不能正常的燃烧的情况。其主要表现在以下两个方面: 首先,生物质锅炉燃烧冒正压、炉灰含碳量高。一旦生物质燃料发热量低于7000kj/kg左右,水分大于50%,锅炉内会先形成水蒸气来释放吸热,然后进行燃烧放热,并导致锅炉频繁的冒正压。由于锅炉内大量的水蒸气降低了炉膛温度,在加入的氧在水蒸气的环绕下,形成屏障,从而难以与火焰进行充分混合,以致燃烧缺氧。 其次是尾部烟道飞灰的问题。当大量未完全燃烧的飞灰进入了尾部烟道,导致在预除尘器和灰库放灰时,灼热的飞灰遇到空气就会有明显的火星,很容易烧坏除尘器布袋,并加速引风机叶轮的磨损。  

发布日期:2022-04-30 18:32:01

1、生物质燃料从上料机构均匀地进入高温裂解燃烧室,着火后,燃料中的挥发份快速析出,火焰向内燃烧,在气(固)相燃烧室内迅速形成高温区,为连续稳定着火创造了条件。 2、高温裂解燃烧室内的燃料在高温缺氧的条件下不断地快速地分解为可燃气体,并送往气相燃烧室内进行气相燃烧。 3、在气相燃烧的同时,90%以上挥发份被裂解为炙热燃料,由输送系统输送到固相燃烧室内进行固相燃烧,完全燃烬后的灰渣排往渣池或灰坑。 4、在输送过程中,小颗粒燃料和未燃烬的微粒在风动的作用下于气(固)相燃烧室内悬浮燃烧。 5、未完全燃烧,从多个配氧处可按比例自动调配、补充所需量的氧气,为炉膛出口的燃烧助燃,完全燃烧后的高温烟气通往锅炉受热面被吸收后,再经除尘后排往大气。

发布日期:2022-05-01 08:25:41
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