影响生物质秸秆直燃锅炉飞灰可燃物高的原因有哪些

燃料在锅炉内迅速而完全燃烧的必要条件是：有相当高的炉内温度、合适的空气量、燃料和空气的良好混合和充足的燃烧时间。飞灰可燃物含量高低即取决于燃料完全燃烧程度。影响完全燃烧要素形成的原因很多，有设计缺陷造成的，也有运行调整因素，下面主要结合该秸秆锅炉的结构特点和现场运行实际对其一一进行分析。图1为该秸秆直燃锅炉本体布置及烟气流程。图1UG～75/3.82-J秸杆直燃锅炉本体布置及烟气流程。

图1 UG～75/3.82-J秸杆直燃锅炉本体布置及烟气流程

1 燃烧区温度和燃烬时间

相同粒径，温度越高，燃烬时间越短。当颗粒达到0.7mm时，在950℃的条件下燃烬时间为l0.5S，而在800cc时燃烬时间为71.5S，两者相差非常明显。但是受灰熔点限制，过高炉温易产生结焦、结渣现象。

1.1 燃料质量与颗粒度

该锅炉实际燃料构成为破碎树皮、花生壳和稻壳、稻麦秸秆等，配比6：2：2，有时树皮比例超过70%。设计燃料水分要求是≯25%，可品质好的树皮水分也在40%一45%以上。燃料中水分增大，进入炉膛后首先吸热，进行加热蒸发水分，导致炉排燃烧区温度下降，燃料挥发分析出缓慢，着火延迟;燃料水分增加，大大增加烟气容积，使炉膛内烟气流速增加迅速，缩短了燃料颗粒在炉膛内停留时间;水分增加，还会降低料层的松散透气性，增加通风阻力，使得燃烧需氧量得不到及时补充;另外，料层过厚，部分燃料挥发分和水分得不到很好挥发，延迟着火、延长燃烬等，这些都直接导致了飞灰可燃物的增加。

设计燃料粒度要求是小于80mm，实际运行中有一部分树皮长达300mm，减慢了燃烧速度。一些壳类散料细颗粒过多，还未燃烬就被高速烟气流带走，这些也将导致飞灰可燃物增加。

1.2 炉底漏风和空预器积灰、漏风

燃料给料口和炉底出渣口处的介质充满系数均不高，外部冷风的漏人直接降低了炉膛燃烧区温度;另外秸秆锅炉受热面积灰现象普遍严重，尤其是空气预热器，该厂两台炉的空预器几乎每个月都要停炉人工清理一次(之前该厂蒸汽吹灰装置未能正常投用，但是投用后也效果也不明显)，加之烟道有漏风，导致一、二次风风温偏低(只有90～100℃左右，比设计值低30～40℃)，间接降低了炉膛温度。2.1.3 过热器放灰门处烟气短路

过热器放灰门是多片铸铁板串联组装而成，由于缺少间隙余度和长期处于高温环境，经常发生卡涩、转轴变形和断轴。卡在关闭状态，放灰门上部转向室内会堆积大量飞灰，易发生二次燃烧和大面积结焦现象，所以运行中放灰门故障后只能设法使其处于开启状态。该放灰门与炉膛出渣为同一通道(见图1)，转向室与炉膛有压差，打开的放灰门使炉膛和转向室烟气发生短路，大量未燃烬颗粒失去了在炉膛的充足燃烬时问而直接进入烟道，导致飞灰可燃物增加。

2 过量空气系数

随着空气量增大，介质之间接触和传热系数增大，燃烧速度即增大，但当空气量增大到某一值后，燃烧速度达到极限。而空气量过多则降低了细颗粒在炉膛内的停留时间。实际运行中控制炉膛出口过量空气系数在一定水平，既能保证碳粒子的充分燃烧，又可防止截面流速过大。该锅炉设计过量空气系数是1.4～1.6。反映过量空气系数的参数是烟气含氧量，测点设在过热器后烟道中。过热器放灰门故障后漏人烟道的有部分是低温新风，除导致受热面热交换量减少、增加引风机电耗等之外，还引起氧量“虚高”，给运行人员错误的信息反馈，运行人员发现“氧量较高”，减少送风，实际造成炉膛供氧不足，直接增加飞灰可燃物含量。给料量控制不好，造成料层过厚或者炉排布料不均匀，一次风不能很好地穿透助燃，形成局部缺氧。还有，空预器区积灰增加了烟气阻力，受引风机出力的影响，送风量不能充足供应，也导致炉膛缺氧燃烧。

3 燃料与空气混合程度

燃料与空气的混合程度取决于燃烧调整的好坏。图2是常规炉排锅炉的炉排上沿炉排长度方向的烟气成分构成图(不含水汽)。炉排下方6个风室之间的风量配比不当，引起前后两端风量过剩、中间出现燃烧缺氧的情况，使飞灰可燃物上升。当部分挥发分和碳粒等可燃物颗粒随烟气进入炉排上部空间，布置在炉膛前后拱喉部的二次风风压过低，不能使可燃物质与空气很好的混合，也会影响燃料的完全燃烬。另外一、二次风的配供不当、不及时，挥发物裂解析出碳黑，不易烧烬的碳黑也增加了飞灰可燃物含量。

图2 沿炉排长度方向烟气成分构成