浅谈燃生物质锅炉对流管束清灰装置的应用及发展

朱帅帅

摘 要：生物质废料是人造板行业锅炉最合适的燃料，但生物质燃烧因其燃烧特点，会产生大量的灰分，高温烟气携带大量的灰分进入锅炉对流换热管束进行换热，烟气中的灰分容易集结在锅炉对流受热管束上，产生种种不利影响，因此，对流管束受热面清灰是必要且非常重要的一道工序，随着社会发展科技进步，清灰装置也在不断的革新换代，以达到更好的换热效果，节能环保，安全运行的要求。

关键词：生物质  锅炉管束  清灰  发展

一 概述

近年来，中国人造板行业迅猛发展，因其产品制造的特点，在木材加工生产过程中不断地产生大量废材，包括树皮、板边、锯屑、碎片、砂光粉等各种废木料;考虑到环保、成本等因素，生物质废木料是该行业锅炉最合适的燃料。

生物质燃料在其燃烧过程中，主要有以下几个特点：

1、燃烧后烟气里水分多，烟气体积大;

2、燃料密度小，燃烧易被吹起，悬浮段燃烧份额大;

3、灰熔点低，易在受热面积灰;

4、燃料在挥发份释放之后的残炭，由于受到灰烬的包裹，空气很难渗透，要采取必要的措施，使这部分充分的燃尽。

通过以上特点可知，高温烟气中携带大量的灰分与锅炉对流换热管束进行接触换热时，灰分极易粘接或包裹在对流管束的表面，当锅炉管束积灰后会造成如下危害：

1、诱发安全事故

由于结渣的热阻很大，高温结渣后，锅炉需超温运行，极易诱发“爆管”事故;

2、降低锅炉热效率

积灰导致整体热效率下降。

3、降低锅炉出力

4、降低锅炉寿命

5、积灰、结焦严重时，会堵塞管束之间的流道，被迫停炉检修，增加检修费用，降低企业的生产效率及经济效益

因此，如何在线进行锅炉管束的清灰尤为重要，随着社会进步与科技发展，在线清灰装置也在不断的进步与完善。

二 在线清灰装置的应用与发展

1、压缩空气（或蒸汽）吹灰器

工作原理：由空气压缩机制备压缩空气，压缩空气储存在储气罐内，当需要吹灰时，吹灰器进气阀打开，压缩空气进入到吹灰器内部，同时吹灰器的传动部分开始动作，控制吹灰管一边旋转一边伸入到锅炉管束内部，吹灰管上开许多小孔，压缩空气经由小孔对管束表面的积灰进行吹扫，以达到清灰的目的

主要技术参数：

①  吹灰行程：根据管束尺寸定制

②  吹灰介质：蒸汽或压缩空气

② 进退速度：0.9-3.5m/min

③ 吹灰半径：2m

④ 吹灰角度：360°

⑤ 吹灰压力：1.0-1.6Mpa

优点：安全可靠、智能控制

缺点：1、空压机、储气罐、吹灰器等设备占用空间大，安装不方便;

2、吹灰器内部传动机构较多，故障率高;

3、压缩空气在进行吹灰过程中，气压衰减过快，吹灰效果差;

4、锅炉内部温度高，吹灰管过长容易变形，吹灰管易损坏，严重的会损坏炉管。

2、声波吹灰器

工作原理：将压缩空气（或蒸汽）转换成大功率声波送入炉内，当对流管束表面的积灰受到以一定频率交替变化的疏密波反复拉、压作用时，因疲劳疏松脱落

主要技术参数：

① 吹灰介质：蒸汽或压缩空气

② 有效吹灰距离：<2m

③ 气源压力：0.5-0.8Mpa

优点：吹灰器本身体积小，安装方便，稳定性强

缺点：1、能量小，对粘结性积灰作用差，后期运用后发现特别不适合木材灰;

2、作用距离有限，作用范围小，相比较其他吹灰器，配置数量多等等;

3、设备需要经常维护

3、燃气脉冲吹灰器

工作原理：可燃气体（通常是乙炔、天然气等）在特殊结构混配点火装置中，与空气混合，被点火器点燃，产生爆燃，爆燃使火焰锋面后的燃烧气体在瞬时升至高压，并在火焰的锋面前形成压缩波，在经过燃气导管时火焰压缩波被不断加强，形成一道稳定的激波，这道激波进入脉冲发生器引爆罐体内的可燃混合气，爆燃气体受罐体内特殊结构的调制瞬间产生冲击波。当冲击波作用于积灰表面时，其声能和动能将对灰粒子产生冲击和加速扰动，使之与受热表面分离，从而脱落。

主要技术参数：

① 声压：10～15㎏/㎝2

② 脉冲速度：300～350m/s

③ 脉冲角度：前后70°，左右70°

缺点：有安全隐患，存在哑炮、回火现象;安装角度及高度要合适，如不当有损伤炉墙的隐患。

优点：1、吹灰力度大，尤其对有粘性的木材灰效果好

2、设备简单，占地面积小，安装方便

3、不耗电，只消耗极少的可燃气体，运行成本低

4、系统简单，无转动机械，运行程序自动化，操作简单，不需经常维护，效率高，经济性好

三、结束语

每种形式的设备都有它的优缺点，分别适用于不同的工况环境。在工程应用中，应该充分考虑设备特性与工况环境的适配性，以保证良好的吹灰效果;同時对于设备的投资金额、运行成本、维护费用也要充分考虑。事实证明，脉冲吹灰器在燃生物质废料的锅炉清灰问题上能够满足以上两点要求，但仍然有它的缺点，还需要不断地改进和完善，同时，我们相信，科技的发展进步也推动着更新的产品形式涌现出来，更好的服务于人造板行业的锅炉系统。

参考文献：

[1]张小金. 锅炉吹灰器的选择与技术应用[C]. 中国电力企业联合会科技开发服务中心、全国发电机组技术协作会.全国火电100MW级机组技术协作会第五届年会论文集.中国电力企业联合会科技开发服务中心、全国发电机组技术协作会：中国电力企业联合会科技开发服务中心，2006：61-62.

[2]赵旺初.声波吹灰器的原理和应用[J].青海电力，2002（02）：48-49+18.