关于降低生物质锅炉的排烟温度技术措施的探讨

关于降低生物质锅炉的排烟温度技术措施的探讨

王峰

山东丰源生物质发电股份公司，山东 枣庄 277300

摘要 :本文以山东丰源生物质股份发电厂两台 2.5MW 纯燃用生物质燃料的水冷振动炉排锅炉为例，分析生物质水冷振动炉排在运行中经常出现排烟温度 过高、燃料燃烧不充分、燃烧过剩等现象的原因以及处理措施，以减少生物质燃 料的损失，进一提高生物质锅炉的使用效益，延长锅炉的使用寿命并促进生物质 水冷振动炉排锅炉安全、经济运行。

关键词 :生物质 ;排烟温度 ;水冷振动炉排锅炉

1.前言

山东丰源生物质发电股份有限公司总装机容量为 2×2.5MW。锅炉设计燃料为

稻秆、麦秆、玉米秆等，也可掺烧部分其它种类的秸秆、树枝条等。锅炉采用水冷振动炉排 的燃烧方式，有利于燃烧低灰熔点的秸秆在炉排面上结渣。烟气流向采用四回程“M”型。燃 烧系统采用设备由秸秆给料机、二次风管等设备组成。秸秆经破碎后由双螺旋给料机输送进 入锅炉，秸秆在落进炉膛后被炽热的烟气加热，迅速将水份蒸发，并气化、着火燃烧;一部 分秸秆在空中燃烧，一部分落在炉排上继续燃烧，并在倾斜炉排振动下不断向前翻滚、燃烧， 直至燃烬。燃烧生成的灰渣从炉后排入渣斗，经冷却水冷却然后由刮板捞渣机输出。锅炉布 风由两部分组成:一次风从两侧墙炉排下各分三个风管送入风室，再经过炉排上的风孔进入 炉膛。风室中有隔板分隔成六个独立的风室，进风管上设有调节挡板，可根据燃料和燃烧情 况进行调节。二次风布置在前、后墙炉拱处，在炉排的上方，前墙布置了三层二次风，后墙 布置了三层二次风。二次风管上装有调风门。过热器由低温过热器、中温过热器和屏式、高 温过热器组成。

锅炉投入运行后，发现锅炉排烟温度比设计值偏高很多，严重影响锅炉的 安全、经济运行， 更不利于锅炉的稳定运行。锅炉热损失由排烟热损失、机械 不完全燃烧热损失、灰渣物理热损失、化学不完全燃烧热损失、散热损失组成， 在锅炉的各项热损失中排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,一般约为 5%一 12%,占锅炉热损失的 60%一 70%。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度, 一般情况下,排烟温度每增加 10°C,排烟热损失增加.06%一 1.0%,相应多耗生物质 燃 料 1 .0 % 一 .2 2 % 。 我 国 许 多 电 站 锅 炉 的 排 烟 温 度 高 于 设 计 值 ,约 比 设 计 值 高 10~30°C。所以,降低排烟温度同时对于节约燃料、降低污染具有重要的实际意义。 因此，在面对这种现状下，应分析锅炉排烟温度高的原因，再有针对性的做出相 应的处理措施，保证锅炉安全经济稳定的运行。

2.锅炉排烟温度高原因分析

2.1燃料性质 锅炉在运行的过程中，会根据运行情况选择相应的生物质燃料品种。生物质

锅炉对于生物质燃料质量的要求比较高，锅炉烟气量和烟气特性与生物质燃料的 成分有直接的关系，而运行期间燃料在燃烧的过程中出现排烟温度过高的现象 时，排烟温度的变化会根据燃料的水分和发热量变化而变化，即排烟温度与燃料 水分成正比，与发热量成反比。燃料水分过高会导致燃料不能够充分燃烧，尤其 是在锅炉内部，会导致高温蒸汽的产生，同时燃烧的烟气与产生的高温蒸汽混合， 飞灰易附着在受热面上，影响传热效果，从而导致锅炉当中的排烟温度升高。此 时，燃料水分过高直接影响排烟温度，导致烟气的酸漏点的 提升，使炉膛受热 面和排烟道等出现腐蚀损伤，直接导致锅炉运行安全性与可靠性的下降，甚至影 响锅炉的使用寿命。

 2.2给水温度

省煤器是锅炉运行的重要结构部分，省煤器的传热量直接受到给水温度变化 的影响，并进而影响排烟温度。锅炉排烟温度随锅炉给水温度升高而升高 。当机 组负荷变化或是高压加热投停，都会影响到给水温度的变化。在高低压加热器全 部投运的情况下，给水温度下降时，排烟温度也会随之降低。

2.3 炉膛和对流烟道的严密性

锅炉设备的通风型式一般都为平衡通风方式 ，炉膛和烟道系统均处于负压 状态，对于采用这种运行方式的锅炉，炉膛和对流烟道的严密性对锅炉的排烟温 度有很大的影响，炉膛漏风主要指炉顶密封、观火孔、人孔门、给料机卸料机以 及炉底捞渣机密封水处漏风，烟道漏风指烟道负压运行外界空气沿炉墙及烟道不 严密处漏风。炉膛漏风使过量空气系数增加，促使排烟量和排烟度均增加，炉膛 中的漏风，尤其是捞渣机缺水状态下，会从捞渣机处进入炉膛大量的冷空气，为 维持炉膛负压会加大引风机输出，同时因振动炉排，大量灰渣落入捞渣机冷却水 中产生的蒸汽也会进入炉膛，燃烧的烟气与产生的蒸汽混合会降低炉内的燃烧温 度，不仅增加了烟气流量，还吸收大量热量，使排烟温度上升。

2.4引风机出力不足，一二次风压调整不合理

由于生物质燃料水分高或机组长时间运行受热面积灰与结焦严重，引风机出 力不足，为了维持炉膛负压及降低不完全燃烧损失，只能减少二次风量，实际运 行中，二次风量低，造成二次风的穿透力不足，不能很好地压住锅炉火焰， 使 锅炉火焰中心偏高，引起排烟温度升高。

炉排中燃料过多造成燃烧时消耗的风量大，烟气容积变大，锅炉出口烟气量 增大，由于一次风穿透力减弱，二次风量不足，锅炉经常缺氧燃烧， 使得锅炉 不完全燃烧损失增大，大量未燃烬的燃料进入尾部燃 烧，造成排烟温度升高。

2.5受热面积灰与结焦

受热面旳积灰与结焦还会影响受热面与高温烟气的传热效果，使烟气不能及 时冷却，尤其是正常运行情况过热器及省煤器、空预器积灰结焦会使引风机不能 正常出力，若维持炉膛负压只能减少一二次风出力，不仅引起排烟温度升高，而 且加大不完全燃烧损失。

3控制锅炉排烟温度高的技术措施

1.燃料掺配 在生产过程中，生物质燃料在送入炉膛内之前，需要对燃料进行掺配，以防

出现因单一燃料水分过高而导致锅炉运行效率受阻的现象发生。在实际运行期 间，应当确保生物质燃料的平均热值在 2000kcal以上，并且在燃料稳定以及床 温正常的情况下，排烟的温度有效降低。在合理掺配燃料期间应 当明确掺配料 的类型和掺配料的比例，例如高热值的燃料可以和低热值的燃料进行掺配，高水 分的燃料可以和低水分的 燃料进行掺配，高挥发性的燃料也可以和低挥发性的 燃料进行掺配。这样的掺配方式可以更好地提升炉膛内燃料燃烧的效率，同时也 可以有效改善锅炉排烟温度过高的问题，降低排烟温度，提高锅炉的经济效益。 在具体的操作中，可以降低入炉燃料的灰分。在入炉燃料期间，可以按照 15% 的 粗粒度+ 65% 中粒度+ 25% 细粒度的比例进行调配。保证燃料掺配质量的管 理，控制燃料当中的灰分，因为燃料当中的灰分减少了，受热面的积灰情况也会 随之下降，此时热传导效率会有明显提升。泥沙等杂质的减少也促使锅炉的排渣 热损失相对减少，从而可以更好地降低排烟的温度，促使锅炉的热效率得到提高。

 2炉膛和对流烟道的严密性

  及时消除锅炉本体及上料系统各处漏风，加强巡检防止捞渣机密封水缺失，

保持正常炉膛负压，避免压力过负使漏风增大。

3合理调整一二次风压严格控制料层厚度

正常运行时，可适当调整炉排料层厚度，降低火焰中心，改变辐射吸热量和 对流吸热量的比例从而达到调整排烟温度的目的。

加强一二次风的配合，风料的配合，在降低不完全燃烧损失并保证锅炉蒸发 量及给料机进料充足且不堵塞的情况下，适当降低一次风压加大二次风量保持锅 炉氧量维持在合理范围之间，利于排烟温度的降低。

4及时消除锅炉各处积灰结垢

运行期间加强受热面乙炔除灰和蒸汽除灰，并增加吹灰的次数。定期对锅炉 进行停机检修保修，防止受热面积灰严重引起排烟温度升高

5提高监盘质量

针对燃料情况来对一二次风和引风机的风量进行调节，有效的保证炉膛风量 控制的合理性。及时根据燃料变化调整锅炉出口温度控制 ;及时根据机组负荷 情况调整一次风开度，降低炉排漏风量，稳定燃烧保持汽温汽压在稳定范围内。

4结语

综上所述，生物质锅炉在运行期间经常会出现锅炉内排烟温度过高的现象， 这一现象直接影响锅炉的使用效率和锅炉的使用寿命。通过分析表明，导致锅炉 排烟温度过高的原因比较多，主要原因有生物质燃料质量差、水分高、锅炉严密 性差、风量调整不合理以及锅炉的受热面结垢等。对此，在降低排烟温度时，需 要充分考虑多方面因素，高度重视锅炉的燃烧调整以及燃料质量等问题。山东丰 源生物质电厂通过采取以上的措施后，排烟温度有明显 的下降。现在机组满负 荷运行，在高加全投的情况下，锅炉的排烟温度可控制在 160°C以下，锅炉效率 明显提高，燃料消耗量比之前减少了 20%，这说明上述采取的措施是有效可行 的。今后， 我们将继续研究，进一步降低排烟温度，以提高生物质锅炉经济效 益和使用寿命。

参考文献

[1]李二伟 .锅炉排烟温度高的原因及解决措施探讨 [J].化工设计通讯， 2017，14(11):244-245.