研究生物质锅炉低温过热器结焦和预防措施

研究生物质锅炉低温过热器结焦和预防措施

高贵臣

国能宁阳生物发电有限公司

摘要：锅炉安全稳定运行，对保障生产效益起到关键影响，必须要高度重视。现针对生物质锅炉低温过热器结焦问题，采取实例分析的方法，展开具体的论述，提出防范与处理的策略。首先，论述了生物质锅炉运行管理重要性。其次，对生物质锅炉低温过热器结焦问题进行具体分析。最后，根据结焦的原因提出防范与应对的措施。

关键词：生物质；锅炉；低温过热器；结焦

生物质锅炉低温过热器运行环境恶劣，同时受到原材料因素与其他因素的影响，常出现故障问题，影响生产效益。从运行管理的角度来说，深度分析生物质锅炉低温过热器结焦的原因，贯彻针对性解决理念，有效处理结焦问题，进而保障生产效益。

1 生物质锅炉运行管理的重要性

基于生态环保背景下，生物质能源作为能源资源，不仅为循环能源，同时也是可再生能源，有着突出的环保效益和生态效益以及经济效益，因此被积极推广应用。从生物质锅炉运行的角度来说，若想实现运行效益，必须做好运行管理，保障生产效益。

2 生物质锅炉低温过热器结焦原因的实例分析

2.1 案例概述

以某企业为例，配置了生物质锅炉，总装机容量为2×50MW，使用的是生物质燃料，包括甘蔗渣和树根以及树皮等。从运行情况来说，反复出现低温过热器结焦的情况，使得阻力增加，给机组运行带来影响，呈现带负荷运行的状态。现结合低温过热器结焦处理实践，进行具体的分析。

2.2 锅炉设备的情况

从生产工艺来说，采用的是循环流化床燃烧技术，配置的锅炉为HX220/9.8-IV1，属于高温高压、单汽包、汽水自然循环以及平衡通风的设备。额定出力（T/h）220；额定压力（MPA）9.8；炉膛床温为650-850℃；排烟温度为140℃；炉膛出口烟温为650-900℃；最低流化风量为55km3/h。

2.3 低温过热器结焦的原因

物电镜扫描试验结果。为了掌握低温过热器结焦的原因，组织开展试验分析，对1号锅炉低温过热器结焦物进行取样和电镜分析。通过对结焦物样品进行横截面分管侧和中间层以及气侧，开展电镜扫描。根据结焦物的扫描结果现实，在管侧和中间层以及气侧，都出现了熔融的情况，分析是因为温度过高造成。深度分析得知，结焦物的元素以K和CI为主，因为生物灰中含有很多的碱金属，所以使得灰熔点降低，在670℃时出现熔融结焦。

温度因素的影响分析结果。对1号机组选择一个运行周期分析参数，结果如图1所示。从低温过热器阻力情况来说，反映了结焦的程度，阻力值越大则意味着结焦越严重，观察图1可以得知，阻力和烟温存在紧密关系，入口烟温小于650℃时，随着烟温的增加，过热器的阻力没有出现显著的变化。当入口烟温小于650℃时，随着烟温的增加，过热器的阻力出现显著的变化，阻力大幅度增加。除此之外，低温过热器的阻力也增加，增加到1.3kPa，温度没有出现显著变化，不过阻力增加速率有所增加。综合分析得知，入口温度超过650时，过热器开始出现结焦的情况，过热器阻力超过1.3kPa，阻力的增加不单单和温度有关，可能是因为流通界面被焦块阻塞造成阻力增加速率加快。

图1 烟温与阻力关系分析结果

烟温控制对比试验结果。试验期间，保持1号机组过热器入口温度小于650℃，2号过热器保持670℃运行，分析不同温度水平给低温过热器阻力增加速率带来的影响，试验结果如图2所示。从试验初期的情况来看，1号锅炉低温过热器阻力值为1.2kPa，2号锅炉为1.3kPa，相差不大。运用插值法，进行阻力变化的线性拟合分析，获得拟合分析结果。1号锅炉低温过热器阻力增加速率显著小于2号锅炉，1号锅炉处于650℃状态下运行，过热器阻力增加速率为0.03kPa/天。锅炉处于670℃状态下运行，过热器阻力增加速率为0.05kPa/天。综合分析，低温过热器结焦的原因主要为温度大于灰熔点造成灰熔，如果将过热器入口烟温控制在650以下，则可以有效缓解结焦速率。

图2 不同温度水平低过阻力增加趋势图

2.4 控制结焦的措施

根据结焦的处理情况来说，采取以下措施可以获得不错的成效：1）控制入口烟温。因为低温过热器结焦阻力增加和烟温有着显著关系，如果烟温不超过650℃，低温过热器阻力没有出现变化，结焦不显著。如果温度超过650℃，过热器的阻力会出现快速增加的情况，加速结焦问题的出现。将温度控制在650℃以下，能够有效控制阻力增加。2）保证有氧燃烧。低温过热器结焦问题的处理，采取保证锅炉有氧燃烧，有重要的意义，可减缓结焦的速率^[1]。3）加强吹灰。采取乙炔弱爆吹灰方法，可获得不错的吹灰效果。通过增加吹灰的频率，来减少管壁上的灰，进而降低熔融的几率，达到减缓结焦速率的目的。4）优化过热管结构以及布置方法。为有效处理结焦的问题，增加过热管的屏与屏间距，采用立式布置，来避免大面积结焦，达到防范的效果与效益

^[2]。

3 生物质锅炉低温过热器结焦的防范经验

3.1 精准分析结焦的原因

低温过热器结焦的原因有很多，要结合采用的工艺与使用的原材料等具体情况，做好综合分析，明确结焦的主要原因，为结焦问题的处理提供依据与支持，保障生物质锅炉高效化运行。从低温过热器结焦原因分析的角度来说，具有较强的专业性，需要借助技术力量，来完成低温过热器结焦原因的分析，提出优化处理的措施，保障锅炉安全稳定运行，实现技术分析的价值与作用^[3]。在进行分析时，要做好数据信息质量的控制，保障低温过热器结焦问题得到有效防范与处理。

3.2 采取针对性的结焦处理办法

锅炉日常运行管理实践中，必须要做好低温过热器结焦问题的分析，切实保障稳定运行。对燃料的质量做好监控与管理，采取观察或者实验的方法，确定燃料的品质和级别。严格控制很容易产生结焦问题的燃料使用量，保证锅炉运行的效果^[4]。做好锅炉运行负荷的控制，有效降低温度与熔融的状态，切实保障锅炉及低温过热器稳定运行。根据锅炉运行情况，制定完善的运行管理制度与办法，积极探索有效控制措施，避免低温过热器结焦情况的发生。遇到低温过热器结焦的情况，要结合故障调查与分析的结果，采取针对性的应对措施，着力解决存在的问题，消除运行隐患与威胁，保障锅炉安全稳定运行，实现生产的效益目标。充分利用信息化技术与专业人员力量，实现对低温过热器运行情况的监测，分析结焦出现的原因，提出防范和应对的措施，切实保障锅炉稳定运行^[5]。

4 结语：

综上所述，锅炉低温过热器结焦问题的出现，影响锅炉运行效益与安全，因此必须要做好严格控制。文中结合实例，分析了低温过热器结焦原因分析的过程与结果，总结了低温过热器结焦防范与处理的措施，共享给相关人员参考借鉴。

参考文献：

[1]沈碧璟.300 MW锅炉防止结焦技术措施[J].现代工业经济和信息化,2021,11(02):164-166.

[2]王帅,吴新,路昆,王凯,李学飞.燃煤锅炉受热面结焦及掉焦灭火机理分析[J].动力工程学报,2020,40(11):865-871+905.

[3]吉森辉.燃煤锅炉脱硝工艺存在问题及优化[J].冶金动力,2020(09):34-36.

[4]胡双南,龙志云,高雷,商雨薇.某对冲旋流燃烧器200MW锅炉节能减排改造探析[J].科学技术创新,2020(24):6-7.

[5]李衍平.机组启动过程中锅炉结焦原因分析[J].东北电力技术,2020,41(07):25-26+56.

作者简介：高贵臣，1985.5.1出生，男，汉族，籍贯山东泰安，学历本科，职称：助理工程。