生物质锅炉作为清洁能源利用的重要装备,在工业生产和供热领域应用广泛。其运行负荷常随用能需求波动,低负荷运行场景较为常见,但此状态下锅炉易出现一系列问题,不仅影响运行效率,还可能埋下安全隐患。
1、燃烧不稳定是低负荷运行时最突出的问题。
生物质燃料本身具有热值波动大、挥发分含量高的特点,低负荷状态下,锅炉给料量减少,炉膛内燃料燃烧强度降低,炉膛温度随之下降。当温度低于燃料着火临界温度时,会出现着火困难、燃烧不充分的情况,甚至引发炉膛熄火。同时,燃烧不充分还会导致炉膛内积碳增多,增加不完全燃烧热损失,进一步降低锅炉热效率。此外,燃烧不稳定还可能造成炉膛压力波动过大,影响锅炉负压运行平衡,引发烟气倒灌等现象。
2、受热面结渣与积灰问题加剧。
低负荷运行时,炉膛烟气流速降低,燃料燃烧产生的飞灰颗粒无法及时被烟气带走,易在炉膛水冷壁、对流管束等受热面表面沉积。同时,炉膛温度降低会导致烟气中未完全燃烧的生物质颗粒附着在受热面上,形成粘性积灰,长期积累会逐渐形成结渣。结渣和积灰会阻碍受热面的热量传递,降低传热效率,增加排烟热损失;严重时还会堵塞烟道,导致烟气流通阻力增大,进一步影响锅炉正常运行。
3、排烟热损失显著增加。
为维持低负荷下的燃烧稳定,锅炉通常需要加大过量空气系数,大量冷空气进入炉膛后,会降低烟气温度,但同时也会增加排烟体积。烟气流速降低导致的积灰结渣,会使受热面换热效果下降,进一步提高排烟温度。排烟温度升高和排烟体积增大的双重作用,使得排烟热损失大幅上升,显著降低锅炉运行的经济性。
4、自动控制系统失调问题凸显。
生物质锅炉的自动控制系统需根据负荷变化调节给料量、送风量、引风量等参数,以维持燃烧和运行稳定。低负荷状态下,各参数的调节范围缩小,系统调节余量不足,易出现调节滞后或超调现象。例如,给料量微小波动就可能导致炉膛温度大幅变化,而送引风量调节不及时则会破坏燃烧平衡,引发炉膛压力、烟气成分等参数紊乱,增加人工干预难度。
5、引发受热面低温腐蚀。
低负荷运行时,排烟温度降低,若温度低于烟气露点,烟气中的酸性物质会凝结在受热面表面,对金属管壁造成腐蚀。长期的低温腐蚀会削弱受热面管壁厚度,降低设备使用寿命,严重时可能导致管壁泄漏,引发安全事故。
综上,生物质锅炉低负荷运行时面临燃烧、换热、控制、腐蚀等多方面问题。企业需针对性采取优化燃料预处理、改进燃烧调整策略、加强受热面清灰、优化自动控制系统等措施,以缓解低负荷运行弊端,保障锅炉安全高效运行。