直擊生物質鍋爐運行困境：常見問題及處理方法

在全球能源結構加速綠色轉型的大背景下，生物質鍋爐因具備利用可再生生物質燃料、降低對化石能源依賴以及顯著減少碳排放等突出優勢，于工業供熱與區域供暖等領域得到廣泛應用。然而，生物質燃料成分繁雜、特性差異大，加之鍋爐自身結構與運行工況的獨特性，致使生物質鍋爐在實際運轉過程中遭遇諸多棘手難題。透徹了解這些常見問題，并掌握有效的應對策略，對確保生物質鍋爐持續穩定運行意義重大。

一、燃料相關問題：結焦、堵塞與品質波動

（一）結焦問題

生物質燃料通常富含堿金屬，像鉀、鈉等元素。在高溫燃燒時，這些堿金屬會與硅、鋁等元素發生反應，生成低熔點的共熔物。倘若爐膛內溫度分布不均，一旦局部溫度超過共熔物的熔點，這些物質便會附著在鍋爐受熱面、爐排以及爐墻等部位，進而形成結焦現象。結焦不僅會致使受熱面的傳熱效率大幅降低，增加排煙熱損失，造成鍋爐熱效率下滑，情況嚴重時，還會堵塞煙氣通道，干擾鍋爐的正常通風與燃燒，甚至迫使鍋爐停機進行清焦作業。

處理方法：

· 優化燃燒工況：精準調控爐膛溫度，將其維持在 850 - 950℃這一適宜區間，防止局部超溫現象的出現。

· 合理選型設備：選用諸如循環流化床鍋爐這類設備，其強勁的物料循環與擾動特性，有助于減輕結焦狀況。

· 開展燃料預處理：在生物質燃料中添加固硫固氯劑、高嶺土等添加劑，以此降低堿金屬的活性，抑制結焦反應的發生。

· 定期清焦作業：運用機械清焦工具，或者采用蒸汽、壓縮空氣吹掃等方式，定期對鍋爐進行清焦，保持鍋爐內部清潔。

（二）堵塞問題

當生物質燃料形狀不規則、濕度偏高或者雜質較多時，極易在燃料輸送管道、進料口以及爐排等部位引發堵塞。例如，經破碎后的生物質顆粒尺寸過大，或者在儲存期間受潮結塊，都會致使進料受阻；而輸送管道內壁粗糙、彎道過多，也會加大物料堵塞的風險。一旦發生堵塞，燃料供應就會中斷，影響鍋爐的穩定燃燒，甚至導致鍋爐負荷出現波動。

處理方法：

· 精細燃料預處理：嚴格把控生物質燃料的粒度與濕度，一般要求顆粒直徑不超過 8mm，濕度控制在 10% - 15%。

· 改進輸送系統：采用管徑適配、內壁光滑的管道，減少彎道與直角連接，并安裝振動器或空氣吹掃裝置，以便及時疏通堵塞部位。

· 定期清理維護：定期對進料口、爐排等易堵塞部位進行清理，清除雜物與積料。

· 設置進料篩網：在進料口安裝合適的篩網，阻擋大顆粒物料與雜質進入鍋爐，保障進料順暢。

（三）燃料品質波動問題

生物質燃料來源廣泛，不同種類、產地以及收割季節的燃料，其成分與特性存在較大差異。比如，木質類燃料熱值較高，而秸稈類燃料熱值相對較低且灰分含量較高；潮濕的燃料會增加水分蒸發所需熱量，降低燃燒溫度與效率。燃料品質的不穩定，會使鍋爐燃燒工況產生波動，難以維持穩定的熱輸出與蒸汽參數。

處理方法：

· 建立檢測制度：構建嚴格的燃料質量檢測體系，對進廠燃料的熱值、水分、灰分、揮發分等關鍵指標進行檢測，依據檢測結果合理調配不同品質的燃料，確保混合燃料性質穩定。

· 穩定供應渠道：與可靠的燃料供應商建立長期合作關系，簽訂質量保證協議，從源頭保障燃料品質的相對穩定性。

· 實時參數調整：在鍋爐運行過程中，依據燃料品質的變化，及時對燃燒參數進行調整，像調整給料量、送風量、引風量等，維持良好的燃燒狀態。

二、燃燒系統問題：燃燒不充分與污染物排放超標

（一）燃燒不充分問題

生物質燃料揮發分含量高，著火溫度低，但倘若燃燒設備設計欠佳或者運行參數調整不當，就容易引發燃燒不充分的問題。舉例來說，爐排轉速過快，會使燃料在爐排上的停留時間過短，來不及充分燃燒；一次風量不足，燃料無法獲取足夠的氧氣，難以實現充分燃燒；二次風布置不合理，無法有效擾動煙氣，致使可燃氣體與未燃盡碳顆粒不能充分燃盡。燃燒不充分不僅會降低燃料利用率，增加燃料消耗，還會產生大量的一氧化碳、碳氫化合物等污染物。

處理方法：

· 優化設備結構：合理設計爐排的形狀、尺寸與運動方式，確保燃料在爐排上擁有充足的燃燒時間。

· 精準參數調節：根據燃料特性與鍋爐負荷，精準分配一次風和二次風的風量、風速與風向，促使燃料與空氣充分混合。

· 引入智能控制：安裝先進的燃燒控制系統，實時監測燃燒過程中的各項參數，自動調節給料量、風量等，實現燃燒過程的優化控制。

· 定期清理維護：定期清理爐排、爐膛等部位的積灰與結渣，保證燃燒空間暢通無阻，改善燃燒條件。

（二）污染物排放超標問題

生物質鍋爐在燃燒過程中，主要產生的污染物包含顆粒物、二氧化硫以及氮氧化物等。由于生物質燃料中含有一定量的硫、氮元素，燃燒時會生成二氧化硫和氮氧化物；而燃燒不充分所產生的大量煙塵與未燃盡碳顆粒，則會導致顆粒物排放超標。這些污染物若排放不達標，不僅會對環境造成污染，企業還將面臨環保部門的處罰，影響正常生產經營。

處理方法：

· 采用高效除塵：運用布袋除塵器、靜電除塵器等高效除塵設備，對煙氣中的顆粒物進行高效過濾與捕集。

· 實施爐內脫硫：在燃料中添加石灰石等脫硫劑，使其在燃燒過程中與二氧化硫發生反應，生成硫酸鈣等固體物質，實現爐內脫硫。

· 控制氮氧化物：采用分級燃燒、煙氣再循環等低氮燃燒技術，降低燃燒溫度與氧氣濃度，抑制氮氧化物的生成。

· 深度煙氣處理：安裝選擇性催化還原（SCR）脫硝系統、濕法脫硫系統等煙氣脫硫脫硝裝置，對煙氣進行深度凈化處理，確保各項污染物排放符合國家標準。

三、設備故障問題：磨損、腐蝕與泄漏

（一）磨損問題

在生物質鍋爐運行時，燃料顆粒、高溫煙氣中的飛灰等會對受熱面、風機葉片、爐排等部件產生強烈的沖刷磨損。尤其是在煙氣高速流動區域以及燃料輸送設備中，磨損情況更為嚴重。長期的磨損會使部件壁厚逐漸減薄，強度降低，甚至出現穿孔、斷裂等故障，嚴重影響設備的正常運行與使用壽命。

處理方法：

· 選用耐磨材料：采用高鉻合金、陶瓷等耐磨性能優良的材料制造易磨損部件，如受熱面管、風機葉片等。

· 加裝防護裝置：在易磨損部位加裝耐磨襯板、防磨瓦等防護設施，延長部件的使用壽命。

· 優化運行參數：合理調整鍋爐運行參數，降低煙氣流速，減輕顆粒對部件的沖刷力度。

· 定期檢查更換：定期對易磨損部件的磨損狀況進行檢查，及時更換磨損嚴重的部件，保障設備正常運行。

（二）腐蝕問題

生物質燃燒產生的煙氣中含有水蒸氣、二氧化硫、氯化氫等腐蝕性氣體。在高溫、高濕環境下，這些氣體會與金屬部件發生化學反應，導致腐蝕現象。例如，二氧化硫與水蒸氣反應生成亞硫酸，亞硫酸進一步氧化生成硫酸，會對金屬產生強烈的腐蝕作用；氯化氫氣體在高溫下會破壞金屬表面的氧化膜，加速腐蝕進程。腐蝕會使設備部件損壞，引發泄漏等安全事故。

處理方法：

· 進行防腐處理：對鍋爐受熱面等金屬部件實施防腐處理，如噴涂防腐涂層、選用耐腐蝕合金材料等。

· 控制運行環境：嚴格控制鍋爐運行中的煙氣溫度與濕度，避免在露點溫度以下運行，減少酸性氣體的凝結。

· 安裝再熱裝置：安裝煙氣再熱器，提高排煙溫度，降低煙氣中水蒸氣的凝結程度。

· 定期檢查維護：定期對設備進行防腐檢查與維護，及時處理發現的腐蝕問題，確保設備安全運行。

（三）泄漏問題

鍋爐的管道、閥門、法蘭等連接部位以及受熱面管，由于制造質量缺陷、安裝不當或者長期運行產生的疲勞損傷等原因，容易出現泄漏現象。泄漏不僅會造成能源浪費，還可能導致高溫高壓介質噴出，引發燙傷、火災等安全事故。

處理方法：

· 確保安裝質量：在鍋爐安裝與檢修過程中，嚴格依照規范要求施工，確保管道、閥門等部件的安裝質量，保障連接部位的密封性能。

· 選用優質密封件：選用質量可靠的高溫密封墊片、密封膠等密封材料，并定期檢查與更換老化、損壞的密封件。

· 加強巡檢力度：加大對設備的巡檢頻次，及時發現泄漏點。對于輕微泄漏，可采用帶壓堵漏技術進行處理；對于嚴重泄漏的部件，應及時予以更換。

· 開展定期檢測：對受熱面管進行定期檢測，如運用超聲波探傷、射線探傷等方法，及時發現潛在的缺陷與損傷，提前采取預防措施。

生物質鍋爐在運行過程中面臨的問題復雜多樣，涉及燃料、燃燒系統、設備等多個層面。通過深入剖析這些常見問題的成因，并采取針對性的處理措施，能夠有效化解運行困境，提升生物質鍋爐的運行性能與可靠性。與此同時，企業還應強化運行管理，建立健全設備維護制度與應急預案，不斷總結經驗，持續優化運行參數與操作方法，推動生物質鍋爐朝著持續穩定運行的方向發展。