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混合生物质燃料循环流化床锅炉受热面结焦机理研究

2021-09-03赵小军孙锦余薛东发

洁净煤技术 2021年4期

赵小军,孙锦余,薛东发,刘 义

(南电能源综合利用有限公司,广东 广州 510670)

0 引 言

生物质能是除煤、石油和天然气之后的第四大能源[1]。我国每年生物质能资源可折合15亿t标准煤,主要包括农业废弃物、林业废弃物和生活垃圾等[2]。生物质能由于具有资源丰富、可再生、分布广泛等优点,受到广泛关注[3]。生物质发电兼具经济、生态与社会等综合效益,不仅能大大减少我国能源结构中对煤炭资源的依赖程度,而且可废物利用,有利于社会可持续发展[4-5]。

目前循环流化床掺混多种生物质废弃物燃烧过程中,由于生物质含有较多的氯和钾等元素,导致生物质锅炉内严重结焦、积灰[6-7]。冯砚厅等[8]研究了某生物电站水冷壁腐蚀机理,爆管的管壁外表存在大量碱金属氯化物和少量硫化物,是造成腐蚀的主要原因。Li等[9]通过某生物质循环流化床高温过热器的沉积研究,发现沉积物内层主要成分为KCl和K2SO4,大块的沉积物是由其气态在高温下黏附在受热面管壁并不断捕获灰颗粒形成。在生物质燃烧过程中,易挥发的碱金属氯化物在高温下进入气相,与烟气、飞灰共同流经锅炉受热面后,在受热面上凝结、吸附灰颗粒[10- 11]。不同生物质混燃过程中,生物质灰可能会形成低熔点物质[12],导致更为严重的结焦[13]。生物质燃烧中烟气的氯化物浓度不高,且腐蚀结焦的发生大多具有区域性。因此,直接的气相反应腐蚀在生物质燃烧中不是主要矛盾,而由高温导致的颗粒物黏性增大而形成的沉积层中引起的腐蚀更为关键[14]。……

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