生物質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是造成結渣的重要原因。在低于灰的變形溫度t1時,灰粒一般不會結渣,但燃燒溫度高于t1甚至達到軟化溫度t2時,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渣。當然,如果鍋爐設計的風速不合理,造成爐內火焰向一邊偏斜,引起局部溫度過高,使部分燃料層的溫度升高達到灰熔點,冷卻不及時也會造成結渣。另外,燃燒設備超負荷運行,或者爐膛層燃爐內的燃料直徑、燃料層厚度較大等都會使層燃中心的局部溫度過高,使燃料層的溫度達到燃料的灰熔點,同樣會造成結渣。在以下幾種工況下可能具有形成結渣的條件,
秸稈顆粒機壓制的
玉米秸稈顆粒燃料如下圖所示:

1)爐膛溫度過高形成結渣
作者通過對玉米秸稈成型顆粒燃料燃燒研究發現,玉米秸稈成型顆粒燃料結渣率隨爐膛溫度的增高而增大,在溫度為800~900℃時結渣增加緩慢,在溫度達到900~1000℃時結渣現象明顯增加,在T>1000℃以后結渣率逐漸增大。考慮到燃燒裝置運行安全性,作者研究認為,爐膛溫度過高較易形成爐排及換熱面結渣,生物質成型顆粒燃料燃燒設備的爐膛溫度在900℃以下時,結渣率較低。
2)燃料粒徑及料層厚度過大形成結渣
研究發現,隨著生物質成型顆粒燃料粒徑的增大,結渣率逐漸增大。這是因為隨著粒徑的增大,燃料燃燒中心溫度升高,灰渣溫度達到灰熔點,因而易發生結渣。
隨著燃料層厚度的增大,結渣率增大。主要由于隨著燃料層厚度的增大,燃燒層內氧化層與還原層的厚度增大,燃燒中心溫度增高達到灰熔點,形成結渣。
3)運行整體工況惡劣形成結渣
運行工況影響爐內溫度水平和灰粒所處氣氛環境。爐內溫度水平是由調整和控制爐內燃燒工況來實現的。若燃燒調整和供風控制不當,使爐內溫度水平升高,易引起爐膛火焰中心區域受熱面或過熱面結渣。運行時,在保證充分燃燒和負荷要求的情況下,通過調整和控制燃燒風量、燃料量來降低爐內溫度,防止或減輕結渣。
生物質燃燒裝置通常過量空氣系數在1. 5~2.0運行。若過量空氣系數過大或過小,則爐膛內煙氣中含有的CO量增多,火焰中心的灰粒處于還原性氣氛中,Fe3+還原成Fe2+,會引起灰粒的熔融特性降低,加大爐內結渣的傾向。運行時,應調整風速、風量,改善燃燒質量,將爐內煙氣中還原性氣氛降低,使結渣降低到最低水平。
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