燃料在爐排燃燒時(shí),氧化層或還原層內(nèi)局部溫度達(dá)到灰的軟化溫度,這時(shí)灰粒就會(huì)軟化,灰中的鈉、鈣、鉀以及少量硫酸鹽就會(huì)形成一個(gè)黏性表面,隨著爐溫繼續(xù)升高,這些硫酸鹽就形成一個(gè)較大共熔體,較大共熔體下落到下面的水冷壁就會(huì)很快冷卻,形成團(tuán)體大塊而結(jié)附在水冷壁上形成結(jié)渣。通常可以根據(jù)灰成分綜合比值判斷結(jié)渣性能,
秸稈顆粒機(jī)壓制的
玉米秸稈顆粒燃料如下所示:
1、硅比(G)
G=(SiO
2*100)/(SiO
2+CaO+MgO+Fe
2O
3)
式中
Fe
2O
3= Fe
2O
3+1.11FeO+1.43Fe
硅比中分母大多為助熔劑,SiO
2較大意味著灰渣黏度和灰熔點(diǎn)較高,因而硅比越大,結(jié)渣傾向越小。
2、鐵鈣比(Fe
2O
3/CaO)
由于玉米秸稈成型顆粒燃料燃燒時(shí)揮發(fā)分較高,與煙煤更相近,故按煙煤型灰判斷。美國(guó)近年來(lái)用鐵鈣比作為判斷煙煤型灰(Fe
2O
3>CaO+MgO)的結(jié)渣指標(biāo)之一,推薦的界限值為
Fe
2O
3/CaO<0.3 不結(jié)渣
Fe
2O
3/CaO為0.3~3 中等或嚴(yán)重結(jié)渣
Fe
2O
3 /CaO>3.0 不結(jié)渣
計(jì)算可得出玉米秸稈成型顆粒燃料的Fe203/Ca0≈0.9。由此判斷,玉米秸稈成型顆粒燃料具有中等或嚴(yán)重結(jié)渣性。
3、堿酸比(B/A)
B/A=(Fe
2O
3+ CaO + MgO +Na
2O+K
2O)/(SiO
2+Al
2O
3+TiO
2)
式中,B為灰中堿性成分含量;A為灰中酸性成分含量;Fe
2O
3、SiO
2等分別為干燥基各種灰組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
堿酸比中分子為堿性氧化物,分母為酸性氧化物。在高溫下,灰中的這兩種氧化物會(huì)互相影響、相互作用形成低熔點(diǎn)的共熔鹽。這些共熔鹽通常具有較為固定的組合形式。因此,當(dāng)灰中酸性成分與堿性成分比值過(guò)高時(shí),燃料的灰熔點(diǎn)增高。使用B/A來(lái)判斷燃料結(jié)渣傾向時(shí),推薦的界限值見(jiàn)下表。
堿酸比 |
中國(guó) |
國(guó)外 |
結(jié)渣傾向 |
B/A |
<0.2 |
<0.4 |
輕微 |
0.2~0.4 |
0.4~0.7 |
中等 |
>0.4 |
>0.7 |
嚴(yán)重 |
按國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)判斷,玉米秸稈成型顆粒燃料B/A≈O. 32,具有中等結(jié)渣性;按國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)則為輕微結(jié)渣性。
4.堿性氧化物指數(shù)AI
采用堿性氧化物指數(shù)判斷結(jié)渣,即燃料中每吉焦(GJ)熱量含有堿性氧化物(K
2O+Na
2O)的質(zhì)量,來(lái)判別生物質(zhì)燃料的結(jié)渣特性,該方法對(duì)多種生物質(zhì)的判別結(jié)果與結(jié)渣試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
AI=((K
2O+Na
2O)/Q
ar,gr)*A
ad
式中,Q
ar,gr為燃料干燥基高位發(fā)熱量,MJ/g; A
ad為燃料中灰分含量,%;K
2O,Na
2O為燃料灰中K
2O,Na
2O成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù),%。
當(dāng)堿性氧化物指數(shù)值大于0. 34 kg/GJ時(shí),會(huì)出現(xiàn)顯著的積灰或結(jié)渣現(xiàn)象。
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