生物質(zhì)成型顆粒燃料燃燒過程中,燃料層燃燒的溫度高于灰的軟化溫度t2是造成結(jié)渣的重要原因。在低于灰的變形溫度t1時(shí),灰粒一般不會(huì)結(jié)渣,但燃燒溫度高于t1甚至達(dá)到軟化溫度t2時(shí),灰粒熔融的灰渣形成共熔體便黏在爐排或水冷壁上造成結(jié)渣。當(dāng)然,如果鍋爐設(shè)計(jì)的風(fēng)速不合理,造成爐內(nèi)火焰向一邊偏斜,引起局部溫度過高,使部分燃料層的溫度升高達(dá)到灰熔點(diǎn),冷卻不及時(shí)也會(huì)造成結(jié)渣。另外,燃燒設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行,或者爐膛層燃爐內(nèi)的燃料直徑、燃料層厚度較大等都會(huì)使層燃中心的局部溫度過高,使燃料層的溫度達(dá)到燃料的灰熔點(diǎn),同樣會(huì)造成結(jié)渣。在以下幾種工況下可能具有形成結(jié)渣的條件,
秸稈顆粒機(jī)壓制的
玉米秸稈顆粒燃料如下圖所示:

1)爐膛溫度過高形成結(jié)渣
作者通過對玉米秸稈成型顆粒燃料燃燒研究發(fā)現(xiàn),玉米秸稈成型顆粒燃料結(jié)渣率隨爐膛溫度的增高而增大,在溫度為800~900℃時(shí)結(jié)渣增加緩慢,在溫度達(dá)到900~1000℃時(shí)結(jié)渣現(xiàn)象明顯增加,在T>1000℃以后結(jié)渣率逐漸增大。考慮到燃燒裝置運(yùn)行安全性,作者研究認(rèn)為,爐膛溫度過高較易形成爐排及換熱面結(jié)渣,生物質(zhì)成型顆粒燃料燃燒設(shè)備的爐膛溫度在900℃以下時(shí),結(jié)渣率較低。
2)燃料粒徑及料層厚度過大形成結(jié)渣
研究發(fā)現(xiàn),隨著生物質(zhì)成型顆粒燃料粒徑的增大,結(jié)渣率逐漸增大。這是因?yàn)殡S著粒徑的增大,燃料燃燒中心溫度升高,灰渣溫度達(dá)到灰熔點(diǎn),因而易發(fā)生結(jié)渣。
隨著燃料層厚度的增大,結(jié)渣率增大。主要由于隨著燃料層厚度的增大,燃燒層內(nèi)氧化層與還原層的厚度增大,燃燒中心溫度增高達(dá)到灰熔點(diǎn),形成結(jié)渣。
3)運(yùn)行整體工況惡劣形成結(jié)渣
運(yùn)行工況影響爐內(nèi)溫度水平和灰粒所處氣氛環(huán)境。爐內(nèi)溫度水平是由調(diào)整和控制爐內(nèi)燃燒工況來實(shí)現(xiàn)的。若燃燒調(diào)整和供風(fēng)控制不當(dāng),使?fàn)t內(nèi)溫度水平升高,易引起爐膛火焰中心區(qū)域受熱面或過熱面結(jié)渣。運(yùn)行時(shí),在保證充分燃燒和負(fù)荷要求的情況下,通過調(diào)整和控制燃燒風(fēng)量、燃料量來降低爐內(nèi)溫度,防止或減輕結(jié)渣。
生物質(zhì)燃燒裝置通常過量空氣系數(shù)在1. 5~2.0運(yùn)行。若過量空氣系數(shù)過大或過小,則爐膛內(nèi)煙氣中含有的CO量增多,火焰中心的灰粒處于還原性氣氛中,F(xiàn)e3+還原成Fe2+,會(huì)引起灰粒的熔融特性降低,加大爐內(nèi)結(jié)渣的傾向。運(yùn)行時(shí),應(yīng)調(diào)整風(fēng)速、風(fēng)量,改善燃燒質(zhì)量,將爐內(nèi)煙氣中還原性氣氛降低,使結(jié)渣降低到最低水平。
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