生物质锅炉防止受热面结渣的降低烟温方法分析

生物质锅炉较燃煤锅炉存在诸多问题：受热面结渣、磨损、积灰，燃烧层结焦（结渣），挥发物燃尽，进料困难等（不同生物质燃料，程度不同）。对于常用的生物质燃料（豆秸、棉秸、麦秸、稻壳、玉米秸、向日葵杆等），由于灰熔点（常指灰的软化温度ST）较低，受热面“结渣”是突出的问题。

按我国锅炉设计方法的建议，为防止结渣，炉膛出口烟气温度应不高于灰的开始变形温度DT，另外，从技术经济（辐射受热面与对流受热面佳匹配）与有利于燃烧考虑又不宜低于950℃。这对于上述常用生物质燃料（灰的开始变形温度DT较低）不采取专门措施是不可能同时兼顾到的。生物质锅炉首先应满足技术经济与有利于燃烧的基本要求，而受热面结渣可采取其它措施来防止。目前，防止结渣的直接有效且技术经济可行的措施是降低烟气温度方法。

习惯上采用的降低烟气温度方法是烟气再循环（将尾部低温烟气靠再循环风机抽出并引入于对流受热面前部或炉膛下部）。此方法尽管基本不影响锅炉热效率，但需要增加再循环风机与烟气管道，并需考虑它们在锅炉房的布置，也要关注再循环风机能耗问题。掺冷空气（靠烟道负压自行吸入外界空气）方法也可达到同样目的，而且颇为简易，由于担心热效率下降，故习惯上不采用。但如果热效率下降值不大，仍能满足节能规范对热效率的要求，未尝不是一种可行措施（我国“TSG G0002-2010锅炉节能技术监督管理规程”是针对以煤、油、气为燃料的锅炉，而其它燃料参照执行）。实际上，有些直接加热式热风炉为防止空气加热器壁温过高，采用掺冷空气方法来降低烟温时，热效率虽有些下降，但仍能满足热风炉技术条件对热效率的要求 。有些水泥窑余热锅炉为防止受热面结渣，掺冷空气也是一种有效措施。

本文以10t/h新型水火管燃煤锅炉改烧棉秸（段）——即燃煤、燃生物质通用锅炉（二者仅炉拱有些差异）为例，对这两种降温方法进行详细对比分析。

本文给出的计算方法也适用于新设计的各种燃料锅炉，对于高温烟气加热空气的直接加热式热风炉换热器，本文给出的计算分析方法同样适用。

本文计算依据是我国现行锅炉热力计算方法，此方法源于原苏联锅炉热力计算标准（炉膛辐射传热公式验证了近千个试验数据，标准适用燃料甚广，就影响辐射传热的发热量、挥发分、成分等而言，也涵盖了各种生物质燃料）。生物质燃料锅炉热力计算可以参照我国现行锅炉热力计算方法[4]进行。因而，本文计算结果具有足够可靠性。