生物質(zhì)與煤的灰分中K20的含量,可以看出,與煤相比,生物質(zhì)顆粒燃料中含有較多的堿金屬,堿金屬含量是影響鍋爐受熱面灰沉積的一個重要的因素,不但降低了鍋爐的熱效率,增加了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用,同時使傳熱惡化,嚴(yán)重時會導(dǎo)致惡性事故的發(fā)生。有關(guān)資料表明,一臺全年燃燒生物質(zhì)成型燃料的鍋爐,至少每年停爐一次進(jìn)行清灰,以避免受熱面上沉積問題的加重。受熱面的灰沉積大大降低了燃燒設(shè)備的利用率,削弱了生物質(zhì)顆粒燃料的適用性及在設(shè)備能源市場上的占有率,成為大規(guī)模開發(fā)利用生物質(zhì)能源的瓶頸。加快對生物質(zhì)顆粒燃料特性的了解,研發(fā)出高技術(shù)含量、高效率、并適合國內(nèi)生物質(zhì)顆粒燃料的燃燒設(shè)備,成為我國亟待解決的問題。
根據(jù)形成條件,受熱面上的沉積可分為兩大類:結(jié)渣和積灰。由于燃料灰分的熔點(diǎn)較低,而爐膛溫度又很高,飛灰中呈熔融狀的粘性顆粒,遇到受熱面立即粘結(jié),形成結(jié)渣。結(jié)渣主要發(fā)生在輻射或半輻射受熱面以及與爐膛出口相鄰的對流受熱面。在這些部位表面的煙氣溫度較高,飛灰顆粒受熱軟化熔融,更容易粘結(jié)在受熱面上,隨著燃燒的進(jìn)行,不斷在受熱面上積累生長,由于經(jīng)歷了相變,結(jié)渣具有緊密的結(jié)構(gòu),因此難以去除;積灰是由于燃料含有的易揮發(fā)物質(zhì)(主要為堿金屬)在高溫燃燒時產(chǎn)生的氧化物升華,與煙氣中的二氧化硅等物質(zhì)化合生成低熔點(diǎn)的共晶體,遇到較冷的受熱面冷凝后形成的。
積灰主要發(fā)生在對流受熱面,這個部位的煙氣溫度低于飛灰的軟化溫度,沉積多以固態(tài)顆粒形式堆積而成,顆粒間有清晰的界限。燃料燃燒在金屬受熱面產(chǎn)生的結(jié)渣和積灰,除了影響熱量的傳遞,還會帶來嚴(yán)重的腐蝕問題。
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