摘要:生物质即为通过光合作用形成的各种有机体,包括动植物与微生物。生物质能则是直接或间接地通过光合作用,将太阳能转化为化学能储存在生物质中的一种能量形式。生物质能是仅次于石油、天然气、煤炭的一种可再生资源,也是我国近年来大力推行的一种能源。
关键词:生物质;电厂锅炉;燃烧特性
引言
生物质锅炉属于一种以生物质作为能源进行燃烧的锅炉,生物质的秸秆燃料在燃烧过程中涉及到的各种易挥发性物质在高温环境之下容易出现易挥发的气相,和烟气、飞灰在燃烧受热面会形成一个复杂的气、固相的物理化学反应,最终出现沉降、凝结、粘附在受热面管壁上形成积灰,这也是生物质秸秆燃料燃烧过程中存在的一种相对棘手的问题,从而导致锅炉无法正常使用。结焦主要是在锅炉内烟气侧的受热面出现危害性较高的一种故障现象,一般情况下秸秆当中的矿物质与无机成分可以通过锅炉燃烧,并转变为灰渣,此时灰渣会出现沉积,并在受热面上形成结焦。在锅炉运行期间,因为结焦会导致蒸发量随之下降,此时排烟的温度以及烟气的上升阻力均会明显提升,从而导致锅炉运行工况随之下降,热效率也会随之下降,严重情况下还会导致管壁烧毁,导致锅炉运行安全性遭受威胁。
1生物质燃料燃烧特性
第一,玉米秸秆。发热量低,燃烧后易粘结。因此当受热面灰粘结后,会导致导热阻力增大,大面积结焦。第二,小麦秸秆。水分通常较高,成包麦草容易板结,易产生堵塞推料机的情况。第三,稻壳。易燃但不易烧尽,会造成热损失、加速尾部受热面磨损,同时质轻,在负压作用下会有部分稻壳在炉膛内形成悬浮燃烧,造成锅炉负压、参数不稳。第四,花生壳。杂质多,易造成炉排后部结焦,同时细砂多,易造成局部缺氧、燃烧不完全。第五,纯木块。水分较大,不易燃,发热量大,点燃后燃烧时间长,不易燃尽。第六,锯末。不可单独燃烧,炉排震动时,易造成爆燃,致使炉膛产生较大正压。第七,麦糠。重量轻,燃烧时间短。不同的生物质燃料应进行科学配比后进行混烧,才可减少对锅炉使用寿命的影响,提升生物质燃烧效率。
2锅炉运行过程中出现的问题
2.1燃料问题
我们国家的电厂生产电能的主要方式是利用锅炉燃烧产生热能以此来不断供应日常生活和生产所需,煤炭作为最主要的燃料,是电最关键的因素也是电厂最直接的影响条件,它对电厂的生产力有着密切的联系。电厂锅炉在运行的时候,一般采用的煤炭最主要是以原煤为主,这就与采购部门在进行燃料采购时如何选择原煤有着密切的关系,采购部门在采购时应当选择质量有足够保证的煤炭,保证煤炭在燃烧时不会出现煤炭难以燃烧或者燃烧不尽以及煤炭不易产生热量和降低产热效能的效果。除此之外,品质较高的煤炭在燃烧时产生的煤渣较少,不会导致大量的浪费和能源消耗。
2.2锅炉结焦
据实际调查分析,锅炉炉膛中心火焰的温度最高可达到1600℃,此阶段煤灰处于熔融状态,然而周围水冷腔墙附近的烟气温度相对较低,若烟气灰尘与水冷墙接触,则会产生结焦的现象。除此之外,燃煤锅炉结焦的现象具有一定的差距,结焦严重时还会出现脱落的现象,严重影响炉内的正常气流运行,从而使炉底产生大量的水蒸气,促使炉内温度急剧下降,同时还会导致锅炉出现其他的问题,严重影响正常供热。
2.3锅炉的排烟温度过高
电厂锅炉效率与锅炉运行过程中的烟气温度直接相关。如果锅炉内的排烟温度过高,会导致锅炉尾部受热不均,部分受热面清灰不合格,导致锅炉内烟气增多。随着我国科学技术的不断进步,工作人员在对锅炉的排烟温度进行了相关的研究,对锅炉结构进行了改进,从而改善锅炉状况,保证锅炉在燃烧过程中更加稳定,这种方法不仅可以降低烟气温度,还可以有效提高锅炉运行效率,电厂提高工作效率。
3控制火电厂锅炉运行的措施
3.1锅炉点火
通常锅炉为冷态点火,不需大量助燃剂,利用火把等工具直接点燃燃料即可。需要注意的是,锅炉进料不宜过多,否则会导致炉温提升过快,汽包上、下壁温的温差突然加大,导致锅炉损耗增高等问题。因此,当锅炉具备点火条件后,需同时启动引风机,保持炉膛压力在-100Pa左右,再通过三、二、一级给料机进行炉膛给料。当燃料有少许堆积时,应及时停止进料,待燃料燃烧均匀且炉膛温度出现下降趋势时,再启动送风机、振动炉排,并继续进料。
3.2对锅炉进行定期的除焦
在对锅炉内部进行除焦前,要先得到锅炉运行值班员同意。在对锅炉除焦时,要保持锅炉内部燃烧的稳定,然后适当提高燃烧室的负压。在工作人员对锅炉内部进行除焦时,在锅炉运行值班员操作处,应有明显的“正在除焦”的标志,保障工作人员的安全。如果在除焦时,锅炉运行值班员发现锅炉内燃烧不稳定或有炉烟向外喷出时,要停止或者禁止打焦。如果发现锅炉内的结焦严重或者锅炉内有大量结焦往下掉时,必须停止打焦。
3.3负荷控制
在锅炉运行阶段,需对锅炉负荷进行监视,同时调整锅炉配风与炉排工作,及时进行调整,以保证锅炉燃烧的稳定与燃料燃烧充分。通常情况下,是通过改变燃料入炉量来进行负荷调整。一次风量应保证炉排燃料的点火燃烧过程,二次风量用于加强燃料点燃后的烟气扰动,同时补充氧量,达到燃料完全燃烧的目的。在进行负荷调整时,还可以通过调节料仓下一级给料机的给料量,来进行锅炉负荷调整。二级给料机的给料能力应始终大于一级,有效预防燃料将给料机堵塞的情况。
3.4减少排烟中热能的损失
目前,在电厂锅炉运行过程中,热量损失过大,浪费煤的现象更加严重。为了提高锅炉运行过程中的热量利用效率,减少热能的丧失,工作人员要在优化煤炭质量、优化煤炭比例等方面多下功夫,有条件的电厂应建立自己的煤能量研究室,设计出一种更高效的燃煤方式。在蒸汽热能的二次利用方面,工作人员应重视锅炉排烟的处理,增加空气系数分配的工作量,并对排风表进行监测。应控制好风量的输入和漏风的发生,以保持炉内气压的稳定。减少锅炉内部和底部漏风、烟道漏风以及制粉系统漏风。要保持锅炉内合理的空气系数,要定期的对锅炉内部进行打扫,尤其是锅炉内的空预器和各个受热面,对锅炉内部进行定期吹灰,保持锅炉内部受热面的清洁。
3.5正常停炉
正常停炉时,应要逐渐减少燃料,减小送风机开度,缓慢进行停炉过程。其中,在锅炉整体负荷下降至50%以下后才可停止增压风机运行,依据炉膛出口温度再进行一、二级减温水调整。需要注意的是,送风机全程不可迅速关停,需保持好炉膛负压,避免尾部烟道的二次燃烧。对于锅筒内压力也要注意缓慢降低,上下壁温差不可超过50℃。温度下降到规定数值后进行汽机打闸,确保炉前料仓内燃烧结束。
结束语
总而言之,目前的能源越储备越来越紧张,而生物质作为一种可再生能源,在整体能源系统中的地位日益加重。因此,在锅炉的运行调试上,应遵循正确、合理、科学的调整方式。在保证电厂工作效益的同时,还为减少环境污染、实现能源可再生循环、实现我国可持续性发展等工作提供坚实保障。
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