75噸秸稈直燃鍋爐飛灰可燃物高的原因分析

燃料在鍋爐內迅速而完全燃燒的必要條件是：有相當高的爐內溫度、合適的空氣量、燃料和空氣的良好混合和充足的燃燒時間。飛灰可燃物含量高低即取決于燃料完全燃燒程度。影響完全燃燒要素形成的原因很多，有設計缺陷造成的，也有運行調整因素，下面主要結合該秸稈鍋爐的結構特點和現場運行實際對其一一進行分析。圖1為該秸稈直燃鍋爐本體布置及煙氣流程。圖1UG～75/3.82-J秸桿直燃鍋爐本體布置及煙氣流程。

圖1 UG～75/3.82-J秸桿直燃鍋爐本體布置及煙氣流程

1 燃燒區溫度和燃燼時間

相同粒徑，溫度越高，燃燼時間越短。當顆粒達到0.7mm時，在950℃的條件下燃燼時間為l0.5S，而在800cc時燃燼時間為71.5S，兩者相差非常明顯。但是受灰熔點限制，過高爐溫易產生結焦、結渣現象。

1.1 燃料質量與顆粒度

該鍋爐實際燃料構成為破碎樹皮、花生殼和稻殼、稻麥秸稈等，配比6：2：2，有時樹皮比例超過70%。設計燃料水分要求是≯25%，可品質好的樹皮水分也在40%一45%以上。燃料中水分增大，進入爐膛后首先吸熱，進行加熱蒸發水分，導致爐排燃燒區溫度下降，燃料揮發分析出緩慢，著火延遲;燃料水分增加，大大增加煙氣容積，使爐膛內煙氣流速增加迅速，縮短了燃料顆粒在爐膛內停留時間;水分增加，還會降低料層的松散透氣性，增加通風阻力，使得燃燒需氧量得不到及時補充;另外，料層過厚，部分燃料揮發分和水分得不到很好揮發，延遲著火、延長燃燼等，這些都直接導致了飛灰可燃物的增加。

設計燃料粒度要求是小于80mm，實際運行中有一部分樹皮長達300mm，減慢了燃燒速度。一些殼類散料細顆粒過多，還未燃燼就被高速煙氣流帶走，這些也將導致飛灰可燃物增加。

1.2 爐底漏風和空預器積灰、漏風

燃料給料口和爐底出渣口處的介質充滿系數均不高，外部冷風的漏人直接降低了爐膛燃燒區溫度;另外秸稈鍋爐受熱面積灰現象普遍嚴重，尤其是空氣預熱器，該廠兩臺爐的空預器幾乎每個月都要停爐人工清理一次(之前該廠蒸汽吹灰裝置未能正常投用，但是投用后也效果也不明顯)，加之煙道有漏風，導致一、二次風風溫偏低(只有90～100℃左右，比設計值低30～40℃)，間接降低了爐膛溫度。2.1.3 過熱器放灰門處煙氣短路

過熱器放灰門是多片鑄鐵板串聯組裝而成，由于缺少間隙余度和長期處于高溫環境，經常發生卡澀、轉軸變形和斷軸。卡在關閉狀態，放灰門上部轉向室內會堆積大量飛灰，易發生二次燃燒和大面積結焦現象，所以運行中放灰門故障后只能設法使其處于開啟狀態。該放灰門與爐膛出渣為同一通道(見圖1)，轉向室與爐膛有壓差，打開的放灰門使爐膛和轉向室煙氣發生短路，大量未燃燼顆粒失去了在爐膛的充足燃燼時問而直接進入煙道，導致飛灰可燃物增加。

2 過量空氣系數

隨著空氣量增大，介質之間接觸和傳熱系數增大，燃燒速度即增大，但當空氣量增大到某一值后，燃燒速度達到極限。而空氣量過多則降低了細顆粒在爐膛內的停留時間。實際運行中控制爐膛出口過量空氣系數在一定水平，既能保證碳粒子的充分燃燒，又可防止截面流速過大。該鍋爐設計過量空氣系數是1.4～1.6。反映過量空氣系數的參數是煙氣含氧量，測點設在過熱器后煙道中。過熱器放灰門故障后漏人煙道的有部分是低溫新風，除導致受熱面熱交換量減少、增加引風機電耗等之外，還引起氧量“虛高”，給運行人員錯誤的信息反饋，運行人員發現“氧量較高”，減少送風，實際造成爐膛供氧不足，直接增加飛灰可燃物含量。給料量控制不好，造成料層過厚或者爐排布料不均勻，一次風不能很好地穿透助燃，形成局部缺氧。還有，空預器區積灰增加了煙氣阻力，受引風機出力的影響，送風量不能充足供應，也導致爐膛缺氧燃燒。

3 燃料與空氣混合程度

燃料與空氣的混合程度取決于燃燒調整的好壞。圖2是常規爐排鍋爐的爐排上沿爐排長度方向的煙氣成分構成圖(不含水汽)。爐排下方6個風室之間的風量配比不當，引起前后兩端風量過剩、中間出現燃燒缺氧的情況，使飛灰可燃物上升。當部分揮發分和碳粒等可燃物顆粒隨煙氣進入爐排上部空間，布置在爐膛前后拱喉部的二次風風壓過低，不能使可燃物質與空氣很好的混合，也會影響燃料的完全燃燼。另外一、二次風的配供不當、不及時，揮發物裂解析出碳黑，不易燒燼的碳黑也增加了飛灰可燃物含量。

圖2 沿爐排長度方向煙氣成分構成

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