生物质直燃锅炉防止过热器结渣的结构设计贺辉宝

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过热器结构设计， 防止了结渣， 提高了锅炉运行的可靠性。 关键词： 循环流化床； 锅炉； 生物质； 过热器 中图分类号： TK223.3+2 文献标识码： A 文章编号： 1003-773X （2013） 01-0093-02
0 引 言 生物质能源是一种源于太阳、 储存于生物的清洁 可再生能源， 包括树木、 农作物及有机肥料等。由于在 生长和燃烧中不增加二氧化碳的排放量， 用其作为燃 料发电还可以替代部分化石燃料， 从而减少了温室气 体的排放。我国生物质能资源非常丰富， 农作物秸秆 资源年产量超过 7 亿 t， 可供直燃发电的秸秆资源量每 年至少达 2 亿 t， 折合标准煤 1 亿 t。国家 “十二五” 规划 纲要提出， 到 2015 年生物质发电装机达到 1 300 万 kW， 《可再生能源中长期发展规划》 确定了 2020 年生物质 发电装机 3 000 万 kW 的发展目标。 由于生物质燃料的特殊性， 目前投入运行的生物 质能直燃锅炉大多均出现了高温过热器运行不到一个 月后， 结渣并堵塞烟道， 导致被迫停炉， 严重影响电厂 的正常运行[1]。过热器结渣已成为生物质直燃锅炉迫 切需要解决的首要问题。 1 过热器结渣的原因分析 1.1 生物质燃料的特性造成 生物质燃料碱金属含量高， 灰中富含钾和钠， 它 生成低熔点的共晶体， 熔化的 们的化合物与 SiO2 反应， 晶体沿灰的缝隙流动， 将灰粒粘结， 形成结块， 烟气中 夹带的熔化或半熔化的灰粒 （碱金属硅酸盐） 接触到高 温过热器并凝结下来， 不断生长积聚， 同时生物质中易 挥发物质 （主要是碱金属盐） 在高温下挥发进入气相 后， 流经高温过热器时， 由于管壁温度高， 通过气固相 间的复杂的物理化学过程， 发生凝结、 黏附、 沉降[2]。 1.2 过热器结构设计不适应生物质燃料 锅炉在设计时， 没有充分考虑到生物质燃料的特性， 仍然采用了传统的燃煤锅炉结构， 不适应生物质燃料。 过热器布置于炉膛出口水平烟道， 导致该部位的 的松散灰渣无法排出， 堆积造成烟道堵塞； 过热器采用 错列布置， 并且管子节距小， 加剧了结渣问题。 1.3 燃烧室配风不合理性 由于生物质挥发份含量高， 比重轻， 炉膛上部燃烧 份额大,在燃烧组织不佳的情况下， 在高温过热器部位 发生后燃现象， 加剧结渣问题。 2 防止过热器结渣的结构设计 2.1 重新布置高温过热器位置 重新布置高温过热器位置， 使其适应于生物质燃
第1期 （总第 131 期）
机 械 等： 管 数控机床电动刀架维修实例分析 理 开 发 闫存富，
2013 年 2 月
例 4：故障现象 CK6140 数控机床换刀时 2 号刀 转不到位。 故障分析与处理。换刀时能够转动， 则说明机械 和强电部分正常， 故障原因多为电气控制和信号方 面。一般有两种原因： 第一种是电动机相位接反， 但调 整电动机相位线后故障不能排除； 第二种是磁钢与霍 尔元件高度位置不准。拆开刀架上盖， 发现 2 号磁钢 与霍尔元件高度位置相差距离较大， 用尖嘴钳调整 2 号磁钢与霍尔元件高度与其他刀号位基本一致， 重新 [3] 启动系统， 故障排除 。 3 故障诊断的一般思路步骤 根据上述故障实例维修过程结合实际工作经验， 归纳数控机床故障诊断的一般思路和步骤如下[4]： 1）确认故障现象， 调查故障现场， 充分掌握故障 信息。数控机床发生故障时， 维护维修人员应首先对 故障进行确认， 特别是在操作人员不熟悉机床时更要 注意； 其次是要查看故障记录， 向操作人员询问故障出 现的全过程； 最后在确认通电对数控系统无危险的情 况下， 再通电亲自观察， 特别要注意掌握主要故障信息 如数控系统有何异常、 CRT 显示的报警内容是什么 等。切记不要急于动手， 盲目处理， 以免造成故障的进 一步扩大。 2）分析故障原因， 制定排除故障的方案。根据所 掌握的故障信息， 明确故障的复杂程度， 把故障问题正 确地罗列出来， 并列出故障部位的全部疑点。在分析 故障时， 维修人员要注意保持思路开阔， 要将有可能引 起故障的原因以及每一种解决的方法全部列出来， 进 行综合判断和筛选， 在对故障进行深入分析的基础上， 预测故障原因并拟定检查的内容、 步骤和方法， 制定故 障排除方案。
(a) （a）干散灰 错列布置
图 2 不同燃料管排防积灰推荐结构
(b) （b）粘结灰渣
顺列布置
收稿日期： 2012-07-30 作者简介： 贺辉宝 （1971-） ， 男， 山西稷山人， 工程师， 硕士， 从事各种锅炉设计研发工作。
3 结束语 采用新型结构的锅炉在内蒙某生物质直燃电厂运 （下转第 95 页） ·93·
料。如图 1 所示， 最易发生结渣的高温过热器采用屏 式结构， 置于炉膛前上部， 避免其布置于水平烟道的堆 灰现象， 同时由于炉膛内 烟气对高温过热器的纵向 3 冲刷， 管壁上不会发生 结渣。 2 2.2 采用新型的蒸发管束 4 从图 1 看出， 尾部烟道 上方布置蒸发管束， 由于 管 壁 温 度 低 ，管 子 间 距 1 大， 蒸发管束上不易发生 结渣， 烟气被蒸发管束冷 却， 温度降低后再进入低 温过热器， 避免灰渣在壁 2-高温过热器； 3-蒸发 温 较 高 的 低 温 过 热 器 上 1-二次风； 管束； 4-低温过热器 粘结。 图 1 新型过热器及 2.3 改 进 二 次 风 及 送 料 蒸发管束结构 风结构 二次风设计比例 55%， 采用单层布置， 设计风速 80 m/s， 下倾进入燃烧室， 烟气扰动强烈， 二次风穿透能力强， 氧气与可燃成分混合充分， 燃烧完全， 避免由于生物质 后燃造成对流受热面结渣[3]。 2.4 低温过热器采用新结构 不同燃料管排放积灰结果通常有 2 种， 如图 2 所 示2 （a） 、 2 （b） 。此低温过热器采用顺列布置结构， 管 间距是常规燃煤锅炉的 3 倍以上， 烟气流通顺畅， 避免 挂渣及搭桥现象产生[4]。
第1期 （总第 131 期） No.1 （SUM No.131）
机 械 管 理 开 发 MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2013 年 2 月 Feb.2013
生物质直燃锅炉防止过热器结渣的结构设计
贺辉宝
（太原锅炉集团有限公司技术中心， 山西 太原
摘
要： 循环流化床生物质锅炉过热器的结渣问题， 是由燃料特性及锅炉结构不适应燃料造成的， 通过采用特殊的