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【摘 要】 介绍了一例SZL14-1.0/115/45-T生物质锅炉出力不足、排烟温度过高的事故分析及解决方案。
【关键词】 生物质锅炉；出力不足；排烟温度高；能耗
某供热公司的一台SZL14-1.0/115/45-T的锅炉在运行过程中主要存在以下问题：
1、燃用设计燃料锅炉出力不足，14Mw的锅炉正常运行出力仅5～7Mw，严重影响了供暖。
2、锅炉排烟温度过高，排烟温度在300℃以上，最高时达到390℃，远远超过了TSGG0002《锅炉节能技术监督管理规程》中规定的排烟温度不得超过170℃，锅炉效率低，能耗大。
3、除尘器出力不足，无法满足要求。
以上问题严重影响了锅炉的正常运行。
针对以上问题我们进行了如下的分析
一、针对问题1分析如下：
锅炉炉排挡料板最高开启高度420mm，炉排有效宽度2960mm，炉排运转最高时速17.9m/h，锅炉最大进料量为22.25m3/h。查阅资料锅炉使用木片的堆积密度约250㎏/m3，每小时进料量为6070㎏，锅炉理论燃料消耗量为5690㎏/h。若堆积密度稍有偏差，将有可能造成燃料供应不足，燃用木片将造成锅炉出力不足。建议测量木片堆积密度。
生物质燃料的特性与褐煤接近，根据《工业锅炉设计计算标准方法》推荐参数炉排面积热负荷为600～850×103W/㎡，该锅炉炉排面积热负荷为518×103W/㎡。炉排面积满足使用需要。
生物质燃料进料厚度不应超过0.3m，否则很难烧透，生物质在炉排上的燃烧长度一般为4～5m，炉排行进速度15～18m/h，该锅炉炉排有效长度为7.8m，炉排长度满足需要。
二、针对问题2分析如下：
根据理论分析与现场经验，对造成锅炉排烟温度高的原因进行了分类，原因主要有：受热面污损，尾部烟道二次燃烧，燃料性质变化，漏风、掺冷风量多，炉水品质，炉墙砌筑有误及受热面布置原因等。下面就这几方面原因作简要的分析：
1、受热面积污损
当受热面结渣、积灰时，传热热阻会变大，减小传热系数，降低传热效率，导致排烟温度过高。
【根据有关资料，受热面积灰1～2mm，传热量下降约1/3；积灰3mm时，排烟温度能升高100℃左右】
2、尾部烟道二次燃烧
当司炉调整不当时，炉内的过量空气系数偏大或偏小，或者炉膛内负压不当时，使未完全燃烧的燃料进入尾部烟道，造成燃料在尾部烟道内二次燃烧，导致排烟温度过高。
3、燃料性质变化
燃料的性质变化时，也会对排烟温度造成影響：水分降低会造成烟气量减少、灰分增加会造成烟气量和烟气比热增加、挥发份减少会增加燃烧时间造成排烟温度升高、发热量增加会造成烟气量减少等等。
4、漏风、冷风量多
炉膛、烟道、除渣机水封处等漏风，或者锅炉配风不当，使冷风量偏大，使传热温压减小，导致排烟温度升高。
5、炉水品质
若炉水品质不合格，炉水内含杂质多时，会降低炉水的循环，易造成管内结垢，降低水侧吸热量，导致排烟温度升高。
6、炉墙砌筑有误
炉膛内的炉墙为现场砌筑，若砌筑不当会现场砌筑出多余的炉墙遮挡住部分锅炉对流受热面，使锅炉吸热量降低，导致排烟温度升高。
7、受热面积布置
锅炉设计时，对炉膛沾污系数估算不足，使得受热面布置不足，导致排烟温度升高。【用户质疑此点】
根据以上分析，结合用户提供的现场数据，技术部认为保加利亚这台SZL14锅炉排烟温度过高主要体现在锅炉本体出口烟气温度过高，最大的可能原因有三：受热面污损、尾部烟道二次燃烧、炉墙砌筑有误。详细分析如下：
1）受热面污损：
①生物质燃料本身的灰烬较轻，飞灰量大，容易导致积灰；
②用户实际使用的燃料（瓜子壳）不同于设计燃料（木材），瓜子壳飞灰的粘结性大于木材，易附着在水管外壁上沾污受热面；
③用户没有投入吹灰器。
2）尾部烟道二次燃烧
此台锅炉在和用户的前期交流中，就已经确定为多管+布袋两级除尘，燃烧含水量较大的鲜木材片，所以在选取引风机时，风压、风量的参数都较高。而用户所用的燃料是瓜子壳发热值（大于17MJ/kg）远高于设计燃料木材（小于12MJ/kg），同时使用的是多管单级除尘，所需的引风机的风压、风量参数都远低于实际使用的引风机，易造成未完全燃烧的燃料被吸入尾部烟道、二次燃烧，进而导致排烟温度高。
同时引风机参数的偏高，极易吸引更多的飞灰进入尾部烟道、加重尾部烟道的积灰。
3）炉墙砌筑有误
若炉膛内现场砌筑的那部分炉墙未按图纸、施工有误，极有可能会多砌筑部分炉墙遮挡住部分对流管束，不仅减少了锅炉受热面积，而且易积灰。
以上三种原因互相影响、恶性循环，最终导致排烟温度过高。
【至于用户怀疑受热面布置不足：当初设计时已考虑可能存在比较重的污染，但即使哪怕用重油做燃料、污染系数也不过0.013，受热面的布置也是足够的；而若要形成目前运行参数的情况，其污染系数需按0.17～0.2考虑】
三、针对问题3分析如下：
该锅炉设计时，烟气流速较低，烟气中的大颗粒粉尘在锅炉受热面中大部分已经沉降，烟气中携带的应为小颗粒的粉尘。而多管除尘器对于小颗粒粉尘基本起不到除尘作用。建议选用原设计的多管+布袋除尘器。
根据以上分析我们到现场之后，结合现场实际情况制定了如下的处理方案：
1、针对问题一
SZL14-10.4-115/45-T该锅炉炉排有效宽度2.96m，炉排挡料板最高开启高度0.42m，炉排运转时速17.9m/h，燃料堆积密度350Kg/m3；实际运行中料层厚度不足0.3m，锅炉每小时进料量为5563Kg，锅炉理论燃料消耗量为5690㎏/h。进料量不足，要求用户使用高发热值燃料。
2、针对问题二
现场积灰比较严重、炉墙砌筑没有错误，尾部无二次燃烧现象，用户使用水质满足锅炉要求。我们认为受热面换热不足，增加一个外部省煤器，并增加5台吹灰器。
3、针对问题三
对除尘器落灰位置进行了改造，除尘效果已达到用户要求。
通过以上改造，该锅炉已能正常使用，完全满足了用户的需要。
四、结语
锅炉设计是一种理论结合实践的行业，对于常规普通锅炉设计可以根据经验和理论来设计，对于新型和特殊燃料的锅炉，必须根据实际情况进行设计，并根据运行适时做出调整。
参考文献：
1、TSGG0001《锅炉安全技术监察规程》
2、TSGG0002《锅炉节能技术监督管理规程》
3、《工业锅炉烟风阻力计算方法》
4、《工业锅炉设计计算标准方法》
【关键词】 生物质锅炉；出力不足；排烟温度高；能耗
某供热公司的一台SZL14-1.0/115/45-T的锅炉在运行过程中主要存在以下问题：
1、燃用设计燃料锅炉出力不足，14Mw的锅炉正常运行出力仅5～7Mw，严重影响了供暖。
2、锅炉排烟温度过高，排烟温度在300℃以上，最高时达到390℃，远远超过了TSGG0002《锅炉节能技术监督管理规程》中规定的排烟温度不得超过170℃，锅炉效率低，能耗大。
3、除尘器出力不足，无法满足要求。
以上问题严重影响了锅炉的正常运行。
针对以上问题我们进行了如下的分析
一、针对问题1分析如下：
锅炉炉排挡料板最高开启高度420mm，炉排有效宽度2960mm，炉排运转最高时速17.9m/h，锅炉最大进料量为22.25m3/h。查阅资料锅炉使用木片的堆积密度约250㎏/m3，每小时进料量为6070㎏，锅炉理论燃料消耗量为5690㎏/h。若堆积密度稍有偏差，将有可能造成燃料供应不足，燃用木片将造成锅炉出力不足。建议测量木片堆积密度。
生物质燃料的特性与褐煤接近，根据《工业锅炉设计计算标准方法》推荐参数炉排面积热负荷为600～850×103W/㎡，该锅炉炉排面积热负荷为518×103W/㎡。炉排面积满足使用需要。
生物质燃料进料厚度不应超过0.3m，否则很难烧透，生物质在炉排上的燃烧长度一般为4～5m，炉排行进速度15～18m/h，该锅炉炉排有效长度为7.8m，炉排长度满足需要。
二、针对问题2分析如下：
根据理论分析与现场经验，对造成锅炉排烟温度高的原因进行了分类，原因主要有：受热面污损，尾部烟道二次燃烧，燃料性质变化，漏风、掺冷风量多，炉水品质，炉墙砌筑有误及受热面布置原因等。下面就这几方面原因作简要的分析：
1、受热面积污损
当受热面结渣、积灰时，传热热阻会变大，减小传热系数，降低传热效率，导致排烟温度过高。
【根据有关资料，受热面积灰1～2mm，传热量下降约1/3；积灰3mm时，排烟温度能升高100℃左右】
2、尾部烟道二次燃烧
当司炉调整不当时，炉内的过量空气系数偏大或偏小，或者炉膛内负压不当时，使未完全燃烧的燃料进入尾部烟道，造成燃料在尾部烟道内二次燃烧，导致排烟温度过高。
3、燃料性质变化
燃料的性质变化时，也会对排烟温度造成影響：水分降低会造成烟气量减少、灰分增加会造成烟气量和烟气比热增加、挥发份减少会增加燃烧时间造成排烟温度升高、发热量增加会造成烟气量减少等等。
4、漏风、冷风量多
炉膛、烟道、除渣机水封处等漏风，或者锅炉配风不当，使冷风量偏大，使传热温压减小，导致排烟温度升高。
5、炉水品质
若炉水品质不合格，炉水内含杂质多时，会降低炉水的循环，易造成管内结垢，降低水侧吸热量，导致排烟温度升高。
6、炉墙砌筑有误
炉膛内的炉墙为现场砌筑，若砌筑不当会现场砌筑出多余的炉墙遮挡住部分锅炉对流受热面，使锅炉吸热量降低，导致排烟温度升高。
7、受热面积布置
锅炉设计时，对炉膛沾污系数估算不足，使得受热面布置不足，导致排烟温度升高。【用户质疑此点】
根据以上分析，结合用户提供的现场数据，技术部认为保加利亚这台SZL14锅炉排烟温度过高主要体现在锅炉本体出口烟气温度过高，最大的可能原因有三：受热面污损、尾部烟道二次燃烧、炉墙砌筑有误。详细分析如下：
1）受热面污损：
①生物质燃料本身的灰烬较轻，飞灰量大，容易导致积灰；
②用户实际使用的燃料（瓜子壳）不同于设计燃料（木材），瓜子壳飞灰的粘结性大于木材，易附着在水管外壁上沾污受热面；
③用户没有投入吹灰器。
2）尾部烟道二次燃烧
此台锅炉在和用户的前期交流中，就已经确定为多管+布袋两级除尘，燃烧含水量较大的鲜木材片，所以在选取引风机时，风压、风量的参数都较高。而用户所用的燃料是瓜子壳发热值（大于17MJ/kg）远高于设计燃料木材（小于12MJ/kg），同时使用的是多管单级除尘，所需的引风机的风压、风量参数都远低于实际使用的引风机，易造成未完全燃烧的燃料被吸入尾部烟道、二次燃烧，进而导致排烟温度高。
同时引风机参数的偏高，极易吸引更多的飞灰进入尾部烟道、加重尾部烟道的积灰。
3）炉墙砌筑有误
若炉膛内现场砌筑的那部分炉墙未按图纸、施工有误，极有可能会多砌筑部分炉墙遮挡住部分对流管束，不仅减少了锅炉受热面积，而且易积灰。
以上三种原因互相影响、恶性循环，最终导致排烟温度过高。
【至于用户怀疑受热面布置不足：当初设计时已考虑可能存在比较重的污染，但即使哪怕用重油做燃料、污染系数也不过0.013，受热面的布置也是足够的；而若要形成目前运行参数的情况，其污染系数需按0.17～0.2考虑】
三、针对问题3分析如下：
该锅炉设计时，烟气流速较低，烟气中的大颗粒粉尘在锅炉受热面中大部分已经沉降，烟气中携带的应为小颗粒的粉尘。而多管除尘器对于小颗粒粉尘基本起不到除尘作用。建议选用原设计的多管+布袋除尘器。
根据以上分析我们到现场之后，结合现场实际情况制定了如下的处理方案：
1、针对问题一
SZL14-10.4-115/45-T该锅炉炉排有效宽度2.96m，炉排挡料板最高开启高度0.42m，炉排运转时速17.9m/h，燃料堆积密度350Kg/m3；实际运行中料层厚度不足0.3m，锅炉每小时进料量为5563Kg，锅炉理论燃料消耗量为5690㎏/h。进料量不足，要求用户使用高发热值燃料。
2、针对问题二
现场积灰比较严重、炉墙砌筑没有错误，尾部无二次燃烧现象，用户使用水质满足锅炉要求。我们认为受热面换热不足，增加一个外部省煤器，并增加5台吹灰器。
3、针对问题三
对除尘器落灰位置进行了改造，除尘效果已达到用户要求。
通过以上改造，该锅炉已能正常使用，完全满足了用户的需要。
四、结语
锅炉设计是一种理论结合实践的行业，对于常规普通锅炉设计可以根据经验和理论来设计，对于新型和特殊燃料的锅炉，必须根据实际情况进行设计，并根据运行适时做出调整。
参考文献：
1、TSGG0001《锅炉安全技术监察规程》
2、TSGG0002《锅炉节能技术监督管理规程》
3、《工业锅炉烟风阻力计算方法》
4、《工业锅炉设计计算标准方法》