生物燃料特性对锅炉运行的影响

摘要：随着社会经济的快速发展和传统能源的日益稀缺，新能源的开发已成为当代的一个重要课题。生物质能具有良好的再生能力和丰富的储能能力，在新能源中占有重要地位。根据生物质燃料的主要特点，分析了生物质发电厂运行中遇到的主要问题，提出了相应的解决方案，为生物质发电厂锅炉的安全稳定运行提供了可靠的依据。

1。总结认为，传统能源日益稀缺，极大地制约了社会经济的发展。太阳能、风能、生物质能等新能源已成为发展的重点方向。其中，可开发的生物质能总量极为丰富。近年来，国内生物质能发展迅速，各能源企业继续发展生物质能，积极抢占市场。因此，生物质能作为新能源的重要组成部分，开始逐步发展。2011年8月，湛江生物质发电项目两台50兆瓦机组投入运行。自投料试车以来，发生了许多与贵州生物燃料特性密切相关的设备和运行事故。本文以调试过程中遇到的问题为载体，分析生物质燃料对机组锅炉运行的影响，分析存在的问题，采取相应措施，确保机组长期安全经济运行。生物质能概要

2.1将生物质能定义为除有机物质中的化石燃料外，所有来自动植物的可再生物质。生物质能主要是指植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存的能量。

2.2主要分为森林生物量、农业生物量、水生植物、城市有机质和粪便。

2.3特点：

（1）分布广，产量大；

（2）可再生性好；

（3）生物质能是绿色能源；

（4）转化技术相对容易发展。

2.4生物质燃料的主要特点是：

（1）颗粒大小和形状；

（2）杂质和灰份；

（3）水分含量；

（4）碱金属含量。与传统燃料相比，生物质燃料特性对循环流化床锅炉运行的影响在不同种类生物质燃料的密度、发热量和水分等方面存在差异。根据生物质燃料的特点和我厂生物质循环流化床锅炉运行中出现的问题，找出两者之间的因果关系，为解决锅炉运行中出现的问题提供参考，有利于生物质循环流化床锅炉的稳定运行。

3.1粒径和形状对循环流化床锅炉运行的影响是指粒径，即空间所占的线性尺寸。生物质燃料是由大量单个颗粒组成的一组颗粒，颗粒的形状是指颗粒轮廓或表面点的图像。生物质燃料的颗粒形状有球形、针状、粒状、片状和各种不规则形状[1]。在实际生产中，所收集的燃料种类和形状差别很大，其干燥度、湿度和硬度也各不相同。造成的一些运行问题是：

（1）输送物料时，输送带损坏，特别是输送带头部磨损严重；

（2）炉前料仓进料口和出料口堵塞；

（3）料仓一级进料。棉被缠绕导致过载卡住，无法转动；

（4）炉内进料口频繁堵塞；

（5）进料仓一、二级进料口架桥。

上述问题在我厂运行初期经常发生。为避免上述问题，我厂采取的主要措施是：

（1）对破碎机进行改造，使其适用于各种生物质燃料；

（2）暂时不收集不能破碎和直接燃烧的物料；

（3）扩大进料时一、二级进料机下入口的容量。提高料仓口的适应能力，使其能够适应少量未破碎的原材料，并有资格进入炉子；

（4）提高给料机的入炉能力。在炉前料仓中下部安装六台承重螺旋给料机，螺旋给料机垂直于一次给料机方向，间距相等。

3.2杂质和灰份影响循环流化床锅炉的运行。贵阳生物燃料一般在分散采办后集中运输，其采收程序复杂，种类繁多。在收集、收集、储存和运输过程中，进厂燃料与沉积物、石块和砖块等杂质混合。这些生物质中的不可燃矿物杂质对锅炉有很大的影响，主要有以下几个问题：

（1）破碎机磨损严重，影响了正常的破碎效率和质量，甚至损坏；

（2）螺旋给料机堵塞，叶片变形损坏，甚至造成轴、叶片断裂。加料器的加入；

（3）炉内流态化差，燃烧不稳定，床层压力波动。大；

（4）风帽磨损严重；

（5）锅炉排渣不畅，排渣管及排渣机堵塞。

针对上述问题，我厂采取的主要措施是：

（1）提高燃料收集的科学性，加强对材料收集第一步的要求和控制；

（2）对厂外供应商的资质进行评价和确认；

（3）加强硬件改造，提高燃料收集的科学性。工厂材料堆场，减少储存中混入的杂质；

（4）通过质量检验和取样控制，严格控制进炉燃料的质量；

（5）检查进炉燃料的质量；

（6）加强材料堆场的硬件改造，进行工厂手册预检。在工厂进料前进行清洗，以清除明显的杂质。

3.3水分对循环流化床锅炉运行的影响。在生产过程中，生物燃料颗粒水分主要是指生物质燃料中随季节、气温、湿度变化而被雨水淋湿或存在于生物质燃料中的外部水。这对锅炉的运行有很大的影响。我厂燃料水分过多造成的主要问题有：

（1）锅炉给水系统的料仓和螺旋给料机堵塞；

（2）锅炉燃烧后烟气积聚较大，引风机出力不足，炉内正压恒定，造成给水系统堵塞和回火；

（3）水分含量增加，热值降低。同时，运输成本增加，水分含量高的燃料不易破碎和粘附在设备上；

（4）燃料水分含量高导致点火困难，降低了炉内温度，增加了机械不完全燃烧损失和化学不完全燃烧。燃烧损失导致锅炉尾部废气温度升高，废气热损失增加，飞灰含碳量增加。

针对上述问题，采取了以下措施：

（1）对进厂燃料进行水试验，含水率超过60%的燃料一律不准进厂；

（2）新建干料棚。购买的燃料应有序存放，以防雨水淋湿。树木只能露天存放。第一种燃料不易吸收水分；

（3）新建日晒场对含水率较高的燃料进行机械化空气干燥；

（4）根据燃料含水率的不同制定详细的燃烧方案，使燃料水分稳定进入炉内。采取上述措施，我厂锅炉运行的经济效益明显提高，

见表1。由表1可以看出，随着燃料含水率的增加，燃料热值逐渐降低，飞灰中可燃物含量明显增加，锅炉的效率和经济性也相应降低。

3.4碱金属含量对循环流化床锅炉运行的影响高于煤。同时，生物质燃料中氯含量较高，导致锅炉高温过热器严重腐蚀，造成泄漏和爆管事故，影响锅炉的安全稳定。只要燃料中含有碱金属和氯元素，就不可避免地会发生腐蚀。碱金属和氯的含量只会影响腐蚀速率。当过热器蒸汽温度在490～520℃之间时，管壁腐蚀速率明显加快；当蒸汽温度高于520℃时，腐蚀速率急剧增加。只要发生腐蚀，它就会继续，不会停止。我厂投产以来，由于腐蚀性爆管的严重泄漏问题，提出了以下措施：

（1）高温过热器管排清焦清灰时，不宜采用机械清灰方式，以免损坏管壁保护层；

（2）严格控制燃料进入炉内的质量，严禁腐蚀性元素含量高的燃料进入炉内。同时，要加强入炉燃料的燃烧分配，兼顾燃料的燃烧性、粒径、水分、灰份和热值，保证入炉燃料质量的稳定性。生物质燃料的粒径、杂质、水分、碱金属等物理性质对循环流化床锅炉的正常运行有很大影响，包括给料系统不稳定、燃烧条件不稳定、设备损坏、主要设备腐蚀严重等。为了提高生物质单元锅炉的安全稳定和经济效益，必须严格控制生物质燃料的获取、运输和储存，全面控制进料系统改造、运行调整和合理的燃烧分配，确保长期安全。生物质循环流化床锅炉运行稳定。