在生物質鍋爐的運行過程中,省煤器發揮著余熱回收、提升熱效率的重要作用。然而,積灰問題卻常常困擾著省煤器的正常運行,成為影響其性能的一大難題。深入了解省煤器積灰問題,對于保障生物質鍋爐高效穩定運行意義重大。
一、積灰的原因
1.生物質燃料特性:生物質燃料種類繁多,成分復雜。其中含有大量的揮發分、灰分以及堿金屬元素。在燃燒過程中,揮發分迅速析出并燃燒,而灰分中的部分顆粒會隨著煙氣流動。同時,堿金屬在高溫下會發生氣化反應,生成氣態的堿金屬化合物,這些化合物在遇到溫度較低的省煤器管束時,會發生凝結,與飛灰顆粒相互作用,形成粘性較強的積灰。例如,秸稈類生物質燃料中富含鉀元素,燃燒后產生的氧化鉀容易與煙氣中的二氧化硅等物質反應,形成粘性積灰。
2.燃燒工況影響:若生物質鍋爐的燃燒工況不穩定,如燃燒不充分,會導致更多的未燃盡碳顆粒進入煙氣。這些碳顆粒表面具有吸附性,容易吸附飛灰和其他雜質,加速積灰的形成。此外,爐膛內的氣流組織不合理,使煙氣在省煤器內的流速分布不均勻,局部流速過低的區域,飛灰更容易沉降,從而促進積灰的積累。
3.省煤器結構因素:省煤器的管束布置方式、管徑大小以及管束間距等結構參數,對積灰也有顯著影響。當管束排列過于緊密時,煙氣在管束間的流動阻力增大,流速降低,飛灰更容易沉積。管徑較小的管束,表面積與體積比較大,也更容易吸附飛灰。而且,若省煤器內部存在局部的氣流死角,飛灰就會在這些區域不斷堆積,形成積灰。
二、積灰的危害
1.降低傳熱效率:積灰在省煤器管束表面形成一層隔熱層,阻礙了熱量從煙氣向水的傳遞。隨著積灰厚度的增加,傳熱熱阻增大,傳熱效率大幅下降。這意味著省煤器回收余熱的能力減弱,進入鍋爐的給水溫度無法有效提高,從而導致鍋爐整體熱效率降低,燃料消耗增加。
2.增加運行阻力:積灰會使省煤器管束間的流通截面積減小,煙氣流速增加,從而導致煙氣流動阻力增大。為了維持正常的煙氣流量,引風機需要消耗更多的電能來克服阻力,這不僅增加了運行成本,還可能導致引風機因負荷過大而損壞。
3.加速設備腐蝕:積灰中往往含有一些腐蝕性物質,如生物質燃料燃燒產生的酸性物質。這些物質在積灰層中積聚,當遇到水分時,會對省煤器管束產生腐蝕作用。而且,積灰導致的局部過熱,也會加速金屬材料的腐蝕,縮短省煤器的使用壽命。
三、解決方法
1.優化燃料選擇與預處理:盡量選擇灰分、堿金屬含量較低的生物質燃料,并對燃料進行預處理,如篩選、干燥等,減少雜質和水分含量,降低積灰的可能性。
2.改善燃燒工況:通過調整燃燒器的參數、優化爐膛結構等方式,確保生物質燃料充分燃燒,減少未燃盡碳顆粒的產生。同時,合理設計爐膛內的氣流組織,使煙氣在省煤器內均勻流動,避免局部積灰。
3.定期清灰維護:采用合適的清灰方法,如機械振打清灰、蒸汽吹灰、聲波清灰等,定期對省煤器進行清灰。根據積灰情況,合理確定清灰周期,及時清除積灰,保持省煤器的良好運行狀態。
生物質鍋爐省煤器積灰不重視將影響鍋爐的整體運行效率,只有有效應對積灰問題,才能充分發揮省煤器的效能,保障生物質鍋爐的高效穩定運行。