秸秆成型颗粒燃料燃烧过程中，原料的成分、形状及受热面温度等因素对沉积的形成有重要影响。这里所指原料的成分就是沉积形成的物质条件，高含量的碱金属存在是沉积形成的主要因素，非金属如Cl等元素是帮助碱金属流动、不断向沉积层补充碱金属的运载工具。温度是碱金属析出、迁移、流动的热动力。它们严重影响着沉积的形成状况，本节将扼要叙述，富通新能源生产的
秸秆颗粒机、
木屑颗�；�压制的生物质颗粒燃料如下图所示：
1、原料成分对沉积形成的影响
秸秆燃烧过程中，燃料成分是影响受热面上沉积形成的主要因素之一。与煤等化石燃料相比，秸秆中氧的含量较高，大量的含氧官能团为无机物质在燃料中驻留提供了可能的场所，对这一类物质的包容能力比较强，因此秸秆中内在固有无机物元素的含量一般较高，其中导致锅炉床料聚团、受热面上沉积的主要元素有Cl、K、Ca、Si、Na、S、P、Mg、Fe等，尤其是氯元素、碱金属和碱土金属。
燃烧过程中，碱金属和碱土金属在高温下以气体的形态挥发出来，然后与硫或氯元素结合以硫酸盐或氯化物的形式凝结在飞灰颗粒上，降低了飞灰的熔点，增加了飞灰表面的黏性，在炉膛气流的作用下，粘贴在受热面的表面上，形成沉积。很显然，没有这些碱金属的存在就不可能形成沉积。秸秆生物质比煤含有的碱金属高得多，因此比煤的沉积严重，相应带来的腐蚀等问题也多。一般秸秆中钾的含量是煤的10倍，氯的含量是煤的20～40倍，钙的含量也是煤的2倍多。而且K、Cl、Na在植物体中都是以离子状态存在的，具有很高的可移动性，并具有受热进入气相中的倾向性，为沉积创造了很好的物质条件。
下表列出了经实验分析得到的几种常见的秸秆及木料燃烧灰分中氯元素和主要碱金属氧化物成分。
|
种类 |
灰中各元素含量/% |
碱金属含量/（kg/GJ） |
|
Na2O |
MgO |
SiO2 |
Cl |
K2O |
CaO |
Fe2O3 |
P2O5 |
|
麦秆 |
1.71 |
1.06 |
55.32 |
0.23 |
25.6 |
6.14 |
0.73 |
1.26 |
1.07 |
|
稻秆 |
0.53 |
1.66 |
77.45 |
0.58 |
11.66 |
2.18 |
0.19 |
1.41 |
1.64 |
|
玉米秆 |
0.49 |
5.67 |
84.16 |
0.779 |
0.9 |
4.49 |
0.19 |
2.72 |
0.16 |
|
杂交白杨 |
0.13 |
18.40 |
5.90 |
0.01 |
9.64 |
49.92 |
1.10 |
1.34 |
0.14 |
|
柳木 |
0.94 |
2.47 |
2.35 |
＜0.01 |
15 |
41.20 |
0.73 |
7.4 |
0.14 |
上表中可以看出在三种秸秆中，稻秆和麦秆内的碱金属含量远远高于木材燃料，其中麦秆灰渣中的钾含量达到25.6%，稻秆灰渣中钾为9.68%；三种秸秆共同的特点是氯的含量都较高，其中玉米秸秆中含量最高，达到0.779%，而两种木质燃料中的氯含量均不超过0.01%。这解释了燃烧秸秆比木材更易在受热面上形成沉积。
2、炉膛温度对沉积形成的影响
炉膛温度的变化直接影响烟道气中飞灰颗粒和受热面的温度，从而影响受热面上沉积的形成。温度对沉积的影响主要表现在三个方面，一是影响碱金属的析出，温度越高，碱金属析出的量越大，且析出速度加快；二是形成炉膛高温环境，使析出的碱金属挥发分具有流动和热迁移的动力；三是受热面、沉积体上的热化学反应必须有相应的温度，温度低形不成熔融体，黏结力小，形成的沉积强度小容易脱落。根据试验，炉膛温度低于600℃左右时，受热面上的沉积呈现灰黑色，手感光滑，主要是未完全燃烧的炭黑融人了沉积体中；随着炉膛温度的升高，碱金属从燃料中逸出，逸出的碱金属凝结在飞灰上，从而降低了飞灰熔点，受热面上的沉积变为银灰色，表面呈玻璃状，有烧结现象。与此同时，沉积中Si02的含量也上升，使碱金属与S102结合生成低熔点的共晶体，增加了沉积的强度。
3、供风量对沉积形成的影响
供风速度影响炉膛内的空气动力场、改变烟气中飞灰颗粒的运动速度、方向，影响沉积量。风速增大时，烟气中的飞灰与受热面撞击百分比增加，沉积量上升，但当风速超过12 m/s时，烟气中含有较多气体组分的飞灰来不及与受热面接触，就随烟气排出；而初始粘在受热面上的颗粒在较大风速的作用下重新回到烟气中，受热面上的沉积量开始下降。
另外，供风速度对飞灰颗粒的沉积位置也有重要的影响，在燃烧秸秆成型颗粒燃料的锅炉中，沉积不仅在受热面上的迎风面形成，在风速产生的漩涡作用下，背风面上也经常出现沉积。
因此，在秸秆成型颗粒燃料燃烧过程中，合适的供风速度不但有利于燃料的燃烧，对受热面上沉积的形成及其成分也有重要的影响。
这里需要指出的是，供风量的大小对于氯，钾、钠释放没有太明显的影响，只有风量影响到温度时才产生作用。风动力和热动力共同形成了颗粒在空气动力场中流动的驱动力，没有了空气动力，粉尘、碱金属颗粒就没有足够的撞击力，沉积形成的数量和强度都会受影响。
这一特征提示我们，严格控制供风量，使碱金属析出后没有足够的移动动力，是减少沉积的重要技术手段。
4、受热面温度对沉积形成的影响
受热面温度对飞灰沉积率的影响至今尚未深入探讨，这一参数一般取决于其他设计参数的考虑，如过热器和再热器温度控制范围，还涉及材料选用在内的经济因素。
当受热面温度较低时，烟气中飞灰颗粒遇到温度较低的受热面会迅速凝结，形成沉积，使受热面上的沉积率升高；随着受热面温度的升高，若低熔点的飞灰仍处于气相状态，就会随烟气排出炉外，受热面上的沉积率会逐渐下降，如温度使初级沉积表面出现熔融态，烟道气中的颗粒物就会碰击后被黏接，使沉积层增厚。但是一旦黏性最大的沉积层全面形成后，受热面温度对沉积率的影响就会因导热率的下降而下降，最终随着沉积物的增长温度的影响力大大下降。
受热面温度对沉积形成的影响，由图可以看出，温度在550℃以下是碱金属大量析出的过程，这一段在其他条件具备时很容易形成沉积，是值得我们研究、预防的温度段。随着受热面温度的提高，沉积率呈逐渐降低的趋势。这种趋势形成的原因很复杂，概括起来有三个方面，一是碱金属的挥发，氯化物的形成都不是温度越高越多；二是在燃烧室空气场中供风量与原料燃烧温度是有最佳匹配关系的，风量对温度起决定作用，也就是说风量充足时温度最高，或者说，在这个范围内，温度最高时的风量最大，在这样的条件下，许多挥发物颗粒随高速空气流失，没有了沉积的机会，因此温度高不一定沉积多；三是当温度达到600℃以后沉积层厚度就会逐渐加大，达到一定程度，受热面的温度对碱金属挥发物的影响就越来越小了。对沉积率的作用也是越来越微弱了。
5、燃料形状对沉积率形成的影响
生物质（秸秆）成型颗粒燃料燃烧过程中沉积率随燃烧时间变化的关系。
在燃烧早期，秸秆成型颗粒燃料表层挥发分开始燃烧，在炉膛内气流的扰动下，表层松散的飞灰颗粒离开秸秆成型颗粒燃料进入烟道气，粘贴在受热面上，沉积率最大；表面挥发分燃烧完成后，温度向成型颗粒燃料内部传导，内部的可燃挥发物开始持续析出燃烧。但由于秸秆成型颗粒燃料结构密实，很快就形成结构紧密的焦炭骨架，运动的气流不能使骨架解体，飞灰颗粒减少，受热面上的沉积率逐渐下降，然后稳定在一定值。沉积的形成过程与燃料燃烧规律是吻合的。
未经成型的原生秸秆燃烧试验也证明符合这个递减规律。秸秆原料在燃烧过程中，由于炉膛内扰动气流的作用，燃烧后形成的松散的灰分很容易离开秸秆表面，进入炉膛烟道气中，在炉膛内高温下，粘贴在受热面上，随着燃烧的进行，飞灰颗粒减少，沉积也逐渐减少。由此得出沉积率早期最大，然后递减的规律的结论。
试验表明，生物质（秸秆）成型颗粒燃料燃烧过程中在受热面上形成的沉积率明显低于原生秸秆燃烧试验的结果。主要因为：一是生物质成型颗粒燃料燃烧后形成了焦炭骨架，飞灰颗粒减少，从而降低了受热面上的沉积率；二是生物质压缩成型后，灰分的熔融特性发生了变化，生物质成型颗粒燃料飞灰的软化温度、流动温度均高于生物质原始原料直接燃烧时灰分的软化温度和流动温度，降低了熔融灰粒在飞灰中的比例，减少了碱金属和氯化物与灰粒黏结的概率，从而降低了粘贴在受热面上的飞灰颗粒的数量。
（转载请注明：富通新能源颗�；�
www.3zw6g.cn）
