生物质颗粒结焦原因和解决措施

生物质颗粒结焦的危害生物质颗粒的结焦是一个很普遍的现象，我在上一篇文章《生物质颗粒结焦的原因分析及解决办法》已经说明了，感兴趣的可以去搜一下。

这篇文章主要针对生物质颗粒结焦的危害做一些分析并提出针对性的解决办法。

一、生物质颗粒结焦的危害1.影响锅炉燃烧效率生物质颗粒结焦后会堵住炉排，影响送风，这样热量就难以到达换热器位置。

另外结焦灰份会有一定的粘附性，时间长了会粘附在换热器上影响换热相率，造成颗粒用量增加。

我们在安徽一家工厂现场，他们的锅炉采用自动送料来添加生物质颗粒，使用结焦的生物质颗粒时需要2小时清理一次，这时送料面板显示的速度数据是11。

使用同一个厂送来解决结焦问题后的颗粒燃烧，使用6小时才清灰一次，这时送料面板显示的速度数据是9，也就是说在满足同样的蒸汽量的情况下颗粒添加量明显减少了18%。

2.增加锅炉维护成本由于焦块堵塞炉排，热量会堆积在炉排位置，温度会越高，就越容易结焦，一直不处理就会造成熄火而造成意外停产。

所以要隔一段时间就打开炉排口清理炉膛，由于焦块冷却后粘结在炉膛位置，很难清理，很容易造成炉体破坏。

我们在江阴的一家服装厂，锅炉蒸汽主要用于熨烫服装。

平时没有专门的锅炉工维护锅炉，颗粒加入料仓后就没有人管理了，经常会出现锅炉熄灭现场造成蒸汽供应不上。

该厂本来打算专门招聘一个锅炉工来定时清理炉膛。

在解决结焦问题后，只需要一个熨烫工兼职添加颗粒就行了，两三天才需要清理一下锅炉。

二、生物质颗粒结焦解决办法既然生物质颗粒结焦原因是灰熔点的问题，就要通过灰熔点来解决。

可以通过改进生物质锅炉的配风比来控制炉内温度，使得温度不至于过高而出现结焦现象。

但是一般来说生物质锅炉由于较小，受成本等影响，很难实现精准控制。

通过添加生物质颗粒结焦抑制剂（vulcan 1610）是目前生物质颗粒结焦解决办法中有效而经济的方式。

生物质颗粒结焦抑制剂的原理就是提高灰熔点。

从目前的实验和应用数据来看灰熔点可以提升至1400℃仍然不结焦。

生物质成型燃料锅炉结渣机理和预防措施一、结渣形成分析锅炉结渣是个复杂的物理化学过程，它涉及燃料的燃烧、炉内传热、传质、燃料的潜在结渣性、煤灰粒子在炉内运动以及煤灰与管壁间的粘附等复杂过程。

结渣过程主要是生物质中的灰分在燃烧过程中的形态变化和输送作用的结果，也就是灰粒沉积的过程。

影响灰粒沉积主要有四个方面:热迁移、惯性撞击、凝结、化学反应。

这也可以分为与固体颗粒有关的因素(热迁移和惯性撞击)以及与气体有关的因素(凝结和化学反应)。

灰粒在水冷壁的输运过程是结渣的重要环节。

灰颗粒的输运机理主要有三类:第一类是挥发性灰的气相扩散;第二类是灰粒的热迁移(热迁移是由于炉内温度梯度的存在而使小粒子从高温区向低温区运动，它是造成灰分沉积的重要因素之一);第三类是灰粒的惯性迁移，惯性力是造成灰粒向水冷壁面输运的重要因素，当含灰气流转向时，具有较大惯性动量的灰粒离开气流而撞击到水冷壁面使灰渣在管壁上粘接和结聚长大。

由于灰粒的形成机理及输运机理不同，灰渣在管壁上沉积存在两个不同的过程:一个为初始沉积层的形成过程。

对于具有潜在结渣性的燃料，初始沉积层主要是由挥发性灰组分在水冷壁上冷凝而形成。

对于潜在结渣性小的燃料，初始沉积层由挥发性灰组分的冷凝和微小颗粒的热迁移沉积共同作用而形成。

初始沉积层具有良好的绝热性能使管壁外表面温度升高。

另一个沉积过程为较大灰粒在惯性力作用下冲击到管壁的初始沉积层上，当初始沉积层具有粘性时，它捕获惯性力输运的灰颗粒并使渣层厚度迅速增加。

由惯性输送的灰粒在初始沉积层上的粘接还与撞击灰粒的温度水平有关，当撞击灰粒的温度很高而呈熔融状液态时，很容易发生粘接使结渣过程加剧，对锅炉安全运行构成威胁。

可以总结为结渣主要是有烟气中夹带的熔化或半熔化的灰粒(碱金属硅酸盐)接触到受热面凝结下来，并在受热面上不断生长、积聚而成，也就是燃料灰沉积到受热面上即形成结渣。

结渣形成过程的示意如图1所示。

结渣是由熔融和半熔融颗粒撞击到受热面引起的，炉管上灰沉积物迅速聚结的基本条件是存在一个粘性表面，粘性表面一般认为由:硫酸钠、硫酸钙或钠、钙与硫酸盐的共晶体等基本物质组成，其中低熔点物质的生成和存在为结渣创造了条件。

生物质锅炉结焦、结灰分析及应对措施秸秆、稻草等生物质类燃料发电在我国是一种全新的火力发电原料，中国近年来已经投产了一批生物质发电厂，生物质锅炉指的是以生物质能源为燃料的锅炉，生物质秸秆燃料中的易挥发性物质在高温条件下容易挥发成气相，与烟气、灰尘在燃烧受热面上会发生一系列复杂的气、固相物理化学反应，最终凝结、沉降、粘附于受热面管壁，生物质锅炉普遍容易出现焦化和灰分现象，影响了锅炉安全稳定的运行，经过几次结焦检修，并进行了灰分检查，了解其燃料的灰分特性，了解了生物质燃料结灰结焦的现象。

本文将分析基础生物质燃料锅炉的相关特性，提出处理结焦和结灰的相关对策。

1 生物质锅炉结焦的原因1.1生物质锅炉配风比在某些情况下生物质团块，在锅炉内分布不规则，燃烧期间形成局部的高温燃烧团块，也成为了锅炉加热的焦点成分，降低通风压力，无法满足其燃烧的锅炉通风量，会降低或提高焦化程度，因此想要避免生物质锅炉结焦，控制空气通入分配的比例非常重要。

去除生物质本身会导致团块和生物质锅炉的空气分配比，炉内锅炉加料原料的设计也可能引起焦化。

因此，需要逐步满足焦化问题的排除问题，不要盲目地认为问题是颗粒物引起的，生物质锅炉故障也是造成焦化的重要因素。

1.2生物质成型燃料本身灰分以及掺杂质后形成的结焦结焦生物质锅炉主要表示燃料燃烧产生的灰，主要是在升高的温度下以液体形式，或者如果灰分由于冷却而在整个加热表面上保持软化，呈软化状态。

粘合剂的加热表面结焦形成。

影响灰分熔点的主要因素是灰化学成分和周围环境的高温环境，两者相互接触，一旦锅炉燃烧就不能进行调整，产生不完全燃烧的产物，使环境变弱还原，还原由焦化产生的灰熔炉。

由于较低的生物质锅炉燃烧了生物质燃料的燃烧点，因此容易附着在炉内，如果水过大，过热器管壁，燃料就会燃烧，燃烧过程中产生的水会使钾（以灰分的形式，主要成分是钾）软化，钾加热时引起焦化。

炉面的卧式加热表面温度。

在某些情况下，灰尘成分的熔点，炉的温度和分布成为焦化发生的重要因素。

生物质颗粒结焦的原因及解决方法一、生物质锅炉配风比:在一定的生物质燃料下，炉膛内鼓风分布不均匀，形成局部高温也是造成炉膛结焦的原因。

降低鼓风压力和安装或加强锅炉排风也会降低结焦程度，因此选择合适的配风比非常重要。

除了生物质燃料本身的原因和生物质锅炉的配风比例的原因，生物质锅炉的炉膛设计和给料速度也会造成结焦。

因此，结焦问题需要逐步调查。

不要盲目的认为是颗粒原料或者生物质锅炉的问题。

操作不当也会是结焦的重要因素。

二是生物质燃料本身的灰分和掺杂后形成的结焦。

(1)生物质锅炉的结焦主要是指燃料燃烧后产生的灰，大部分被熔化成液体或在高温下软化。

如果灰渣仍保持软化状态并接触到受热面，就会因冷却而粘结在受热面上，形成结焦。

a、影响灰熔点的主要因素是灰的化学成分及其周围的高温环境介质，二者相互作用。

一旦锅炉燃烧调整不到位，就会出现不完全燃烧产物，使周围介质弱还原性，降低灰熔融性，导致炉内结焦。

由于生物质锅炉燃烧的生物质燃料灰熔点低，积灰容易粘附在炉膛和过热器管壁上。

如果燃料水分过大，燃烧产生的水蒸气会软化钾(因为灰分的主要成分是钾)，钾长时间加热会导致结焦。

b、炉内受热面的温度水平。

当灰熔点一定时，炉内温度水平及其分布成为结焦的重要因素。

经验表明，锅炉结焦主要发生在烟道和过热器表面。

液态或软质灰粒由于惯性向受热面移动的过程中，灰粒移动快，冷却效果差，熔融灰粒容易粘附，使渣层迅速堆积长大。

研究表明，随着温度的升高，结焦程度呈指数增加。

结焦不仅影响锅炉受热面传热，而且堵塞烟气通道，增加烟气流速，形成烟气走廊，加剧受热面磨损，影响正常生产。

(2)燃料掺杂后形成的结焦。

燃料在炉内燃烧后，容易在锅炉受热面上结焦积灰。

a、由于生物质燃料在制造过程中无法保证由一种原料加工而成，种类多，杂质多(混有土和细砂)，灰分高，碱金属含量高，所以在生产过程中不可避免地会在燃料中混入土和细砂。

这些杂质的存在改变了燃料的成分、存在形式和熔化温度，加剧了受热面的结焦。

减少木质生物质颗粒结渣的方法
减少木质生物质颗粒结渣的方法：
1.加入抗结剂：在生物质颗粒的生产过程中，添加一定量的抗结剂，例如矿物添加剂或有机添加剂，可大大减少结渣问题。

2.控制过热：生物质颗粒在加工时需要足够的温度，但要避免过热，控制好加热的时间和温度，可有效减少结渣的发生。

3.优化燃烧设备：使用优质的燃烧设备，例如高效燃烧炉和锅炉，可以极大地减少结渣，在运用这些设备时应遵循厂家的指导。

4.控制湿度：在生物质颗粒的生产和贮存过程中，应控制好湿度，保证颗粒的干燥，以避免水分过高导致结渣。

5.定期清洁：要对燃烧设备和管道进行定期清洁，以去除残留的颗粒和燃料，保持设备内部的清洁和顺畅。

以上是减少木质生物质颗粒结渣的一些方法，需要注意的是，这些方法在实际应用过程中应根据实际情况进行调整和优化，以达到最佳效果。

生物质颗粒燃烧不充分原因是什么？生物质颗粒燃烧不充分的原因如下：(1)炉膛温度不够，一般情况下低于600℃时，就不能建立良好的燃烧结构。

(2)所供给的空气量不能满足燃料中可燃成分完全燃烧的需要。

(3)所供给的空气量足够，由于混合接触不好，燃烧紊乱。

(4)出现异常事故。

(5)收到生物质颗粒燃料水分太大，水分超过45%以上的燃料很难保证燃烧正常。

(6)燃料颗粒太大，不利于燃烧反应的进行。

(7)燃烧的反应时间不够，炉排振动幅度过大、间隔过短，燃烧时间短。

(8)灰分太大，灰分包裹焦炭颗粒，使燃烧速度缓慢，(9)进料太多，炉排上面料层太厚，气一固不能良性混合。

(10)进料少或者炉排料层薄蓄热能力不强。

生物质颗粒燃料完全燃烧需要具备以下几点：1．足够高的温度：足够高的温度以保证着火需要的热量，同时保证有效的燃烧速度。

生物质颗粒燃料的燃点约为250℃，其温度的提高有燃烧良好的后续燃料供给，点火过程中热量逐渐积累，使更多的燃料参与反应，温度也随之升高，当温度达到800℃以上时，生物质颗粒便能很好地燃烧了2．合适的空气量：若空气量太少，可燃成分不能充分燃烧，造成不完全燃烧损失；但若空气量过多，会降低燃烧室温度，影响完全燃烧的程度，此外会造成烟气量大，降低锅炉热效率。

3．充分的燃烧时间：燃料燃烧具有一定的速度，达到最大的燃烧程度，以使燃烧完全需要一定的时间。

燃烧调整最大的问题，就是尽量保持燃烧在炉内的停留时间，有了足够的燃烧时间，才能做到完全燃烧。

4．氧量的及时混入：一次风足以吹动、穿透搅拌燃料；二次风强劲、快速进入，在燃烧最剧烈的燃烧中心不能缺氧，在炉膛上部燃尽区，保持足够的氧（上层二次风尽量开大，以三级过热器不超温为使用界线，在炉膛内火焰中心以后，形成一个递次减弱的温度场）。

生物质颗粒在燃烧过程中只要满足上述四点时，就能够保证燃烧的良好、完全。

从以上的分析来看，生物质颗粒充分燃烧的因素主要还是生物质锅炉的温度控制和合理的氧气供应，以及炉膛的设计。

生物质颗粒燃烧机一般故障原因及解决办法2017-05-15 17:34目前市场上各个企业纷纷响应国家号召，取缔燃煤锅炉，随着越来越多的燃煤锅炉改造成生物质燃料，最近接到不少采用生物质燃烧机改造的客户的咨询电话，主要是很多客户刚开始使用这种环保的新型设备，操作不熟练或者操作不当，造成一些故障，之前小编写过一篇文章《为您指点迷津——生物质燃烧机为什么结焦？》，可以点击学习了解一下。

今天主要给大家讲讲常见故障原因及解决的办法。

改造后的生物质燃烧机和锅炉一般常见故障原因及排除方法1、改造后的锅炉烟囱突然有黑烟排放原因：主要是送料太多，炉膛不能及时燃烧消化，造成燃烧不充分冒黑烟。

处理办法：停止送料几分钟，观察烟囱正常排气后才开始正常送料；降低送料速度，以烟囱无黑烟排放为准；2、锅炉炉口有火星回弹原因：使用的生物质燃烧机设备系统堆积灰渣太多、排风不畅或燃烧机出火嘴积碳堵塞。

处理办法：清理疏通生产线转热系统堆积灰渣或清理燃烧机出火嘴堆积灰渣。

一般8小时/工作日的情况下使用，设备炉膛或管道转热系统积渣3个月清理疏通一次。

另外切记不要购买劣质的便宜颗粒，具体颗粒行情参阅《2017年5月份生物质成型燃料市场价格稳定，供货正常》。

生物质颗粒燃烧机操作运行特别注意事项1、燃料必须使用直径6-8mm的纯木屑生物质颗粒，不要使用颗粒碎屑和杂质、灰分太多的颗粒燃料。

生物质料仓加料时防止金属等异物进入料箱！若由于燃料过差或有铁质物件进入料箱造成设备损坏将影响设备使用寿命及保修。

2、改造后的燃煤锅炉或其它烘干线设备的炉膛最好是负压，严禁正压过大。

若正压过大，应该加装引风设备；3、生物质燃烧机运行时必须关闭料箱盖，以防挥霍。

停炉时，一定要关闭隔料阀以防回火；4、运行中若出现阻料、卡料现象时，（一般由于颗粒过长造成）用木棍来捅下即可，千万不要用铁丝、钢筋，以防卷入螺杆，造成螺杆损坏；5、火嘴清焦注意事项：在燃烧机长时间运行的情况下，在喷火嘴附近会产生结焦。

0引言生物质能具有清洁、低碳、可再生的特点，在保护生态环境、缓解能源供需矛盾、应对全球气候变化等方面发挥着重要的作用，是县城、中小城镇及农村地区供热的首选方式。

我国又是一个农业种植和生产大国，生物质能资源丰富，年生物质总产量约4.6亿吨标准煤［1］，完全可以满足生产生活的需要。

生物质燃料燃烧过程中结渣成因分析太原市热力集团有限责任公司裴俊强摘要：我国生物质资源丰富、种类繁多，是重要的可再生能源。

生物质能在供热和发电领域实现产业化利用一直是研究者们重点关注的问题。

然而在生物质的燃烧利用过程中，结渣已成为影响锅炉安全、高效、经济运行的关键。

因此，开展生物质结渣性研究对于其燃烧利用技术突破尤为重要。

本文主要对生物质燃烧过程中结渣的形成过程及理论进行深入的分析和解释，对影响结渣的因素进行了详细说明，并有针对性地提出解决方法，可以对生物质选择和缓减结渣提供有利的指导。

关键词：生物质；添加剂；结渣；灰熔点DOI编码:10.16641/11-3241/tk.2021.01.013Cause analysis of slagging during biomass fuel combustionTaiyuan Heating Group Co.Ltd.Pei JunqiangAbstract：Biomass resources are abundant and various in China，which are important renewable energy sources.Biomass resources industrialization in the fields of heating and power generation has always been the concern of researchers.During the combustion and utilization of straw biomass，slagging has become the key to the safe and efficient operation of the boiler.Therefore，it is very important to study the technological breakthrough of straw biomass.In this paper，the formation process and theory of biomass slagging are deeply analyzed and explained.The factors affecting slagging are described in detail，and the solution is proposed.The results of this paper provide favorable guidance for biomass selection and alleviating slagging.Keywords：biomas；additive；slagging；ash melting point在我国北方农村地区建筑采暖面积已达91.4亿m2，采暖耗能占全年生活总耗能的80%左右［2，3］，农村采暖普遍采用污染严重的散煤和柴薪，其燃烧排放大量的污染物。

生物质颗粒结焦原因分析及解决办法生物质颗粒的结焦是一个很普遍的现象，网上可以查到很多关于结焦的原因，很多是说和混入木屑的杂质有关，有些说是原料里面的胶水，也有一些说是燃烧不充分等等，其实这些都比较片面。

我们经过三年时间研究和大量实地调研，以此篇文章来总结生物质颗粒结焦的原因，并且提出相应的解决办法。

一、生物质颗粒的原料生物颗粒一般都是以木屑为主，木屑的来源很多，有家具厂的废料、木材加工港口的锯末和树皮、模板厂的废料等。

由于木屑来源有限，有些颗粒厂也会在木屑中掺入一定的花生壳、稻谷壳、秸秆、竹子等。

大部分的纯木屑颗粒燃烧值比较高，一般可以达到4000-4500大卡，有些受原料本身的影响热值会比较低，在3500-4000大卡。

由于原料来源复杂，来源的渠道也非常丰富，原料种类繁多，目前还没有研究表明哪些原料是不结焦，而哪些原料是结焦的。

一般颗粒厂都是通过经验来判断，很多时候并不准确。

即使有不结焦的原料，数量也是有限的，而且价格也会比普通原料高。

二、生物质颗粒结焦原因归根到底一句话：生物质颗粒结焦原因的本质是颗粒原料中含有灰熔点较低的钾、钠等碱金属元素。

我们在专业的燃烧实验室用马沸炉做燃烧实验，我们取样山东、浙江、江苏、云南、福建、广东等地的生物质颗粒做结焦实验，结果发现63%的结焦颗粒在500℃左右时灰开始慢慢软化成半球状，到600℃左右时已经成为完全的流动态。

30%的结焦颗粒会到750℃以上才会出现流动态。

即便是不结焦的颗粒，随着温度的不断升高会份也会出现软化等现象，到了1300℃以上几乎所有的颗粒都会出现流动态。

灰融化后呈现的是流动的玻璃态，待冷却后就成了坚硬的玻璃态，这就是我们见到的焦块。

由于在流动态时有一定的粘黏性，冷却后很难清理，清理时很容易破坏炉体。

根据光谱分析，焦样中主要是K、Na、Cl、Si、O等元素，焦属于一种复杂的混合态物质，这和我们判断的灰熔点低的元素是完全符合的，这才是生物质颗粒结焦的本质原因。

生物质低温热解结垢的原理今天来聊聊生物质低温热解结垢的原理。

我是在研究生物质能源的时候接触到这个生物质低温热解的，在这个过程中发现结垢这个现象特别有趣又有点让人头疼。

就好比我们在家里烧水，烧久了水壶底部就会有一层水垢，生物质低温热解过程中的结垢也有点类似的感觉呢。

先给不太了解的朋友解释一下什么是生物质低温热解，简单来说，就是在相对比较低的温度下对生物质（比如说木材、农作物秸秆这些都是生物质）进行分解处理的一个过程。

而结垢就是在这个热解过程里，在反应设备的壁面上会慢慢形成一些沉积物，就像水壶里的水垢。

那这些结垢是怎么形成的呢？这就要说到生物质里面的成分了。

生物质里面含有像碱金属（比如说钾、钠这些元素）之类的物质。

打个比方，这些碱金属就像一个个调皮捣蛋的小颗粒，在低温热解的过程中，因为反应环境的温度、压力等各种条件的作用，它们就开始“搬家”，从生物质里头跑到反应设备的那些壁面上去了。

而且啊，我个人理解呢，在热解过程中还会产生一些粘性的物质，这就像是胶水一样，把那些调皮的碱金属小颗粒，还有热解反应产生的其他一些杂质，像是炭颗粒之类的，都粘在一起，附着在设备壁面上，这样结垢就慢慢形成了。

有意思的是，它的结垢速率还受到反应温度、生物质种类等因素影响。

比如说，不同的农作物秸秆里面碱金属的含量就不太一样，那结垢的程度也会有所不同。

我一开始也不明白为什么有的生物质热解的时候结垢特别严重，有的就相对好一点。

后来看书学习和做一些小实验才知道是和它们内部成分的差别有关系。

实际应用里，这个结垢就很麻烦。

比如说，结垢太多会影响热传递效率，就像我们的水壶要是水垢太厚，烧水的速度就会慢很多。

所以呢，我们得想办法来解决这个问题。

一种方法是在热解前对生物质进行预处理，尽量减少里面碱金属等容易导致结垢的成分。

不过呢，说真的，关于生物质低温热解结垢还有很多值得研究的地方。

就拿这个预处理来说，虽然能减少结垢，但会不会影响热解最终产物的质量呢？这还是个问号。