生物质锅炉以秸秆、木屑、果壳等固体生物质作为燃料,这类燃料热值偏低、水分波动较大,燃烧特性和煤炭存在明显区别,炉排作为承载生物质燃料的核心构件,运行状态会受到燃料特性的明显影响。炉排依靠机械运动推送燃料前进,燃料在炉排表面依次完成干燥、析出挥发分、燃烧、燃尽等阶段,灰渣在炉排末端排出。如果生物质原料水分偏高,进入炉膛之后需要消耗更多热量完成干燥,着火位置向后偏移,燃料来不及充分燃尽就被带入渣坑,造成燃料浪费;原料水分过低,挥发分快速析出,燃烧集中在炉膛前段,容易造成炉排前段局部高温,加速炉排片烧损。燃料颗粒尺寸也需要控制,大块物料容易在炉排表面搭桥堆积,阻碍通风,细小碎屑则容易穿过炉排缝隙掉落,增加漏料情况,需要根据炉排结构筛选原料,控制进料粒度。各类锅炉配件的状态,同样会影响炉排输送能力,销轴、滚轮、传动链条磨损之后,会出现炉排跑偏、卡滞,打乱燃料输送节奏。
生物质燃料燃烧会产生较多灰分,灰渣中含有碱金属成分,高温环境下容易粘结在炉排表面,形成结渣层。结渣会覆盖炉排通风缝隙,阻碍一次风穿过燃料层,破坏燃烧配风,随着结渣持续增厚,还会加重炉排负荷,甚至造成炉排片粘连无法正常活动。在日常运行中,需要定期清理炉排表面结渣,同时合理调整炉膛配风,降低结渣生成概率。选择炉排相关锅炉配件时,需要考虑高温腐蚀、磨损工况,选用适配生物质燃烧环境的材质,延缓构件损耗速度。生物质燃料工况下,炉排损耗速度通常高于燃煤工况,运维人员需要增加巡检频次,及时发现炉排开裂、变形等问题,提前准备替换配件,减少停机时长。
很多生物质锅炉会配套燃烧器作为辅助燃烧装置,在锅炉点火启动阶段,燃烧器释放热量加热炉膛,把炉膛提升至生物质燃料着火温度,帮助燃料顺利点燃。当燃料品质波动较大、炉膛温度不足时,燃烧器可以持续补充热量,稳定炉膛工况,避免熄火。炉排持续输送固体燃料,燃烧器调控炉膛空间温度,二者配合可以缓冲燃料品质波动带来的冲击,提升锅炉适应原料变化的能力。操作人员可以根据燃料含水率、热值变化,同步调整炉排运行速度与燃烧器输出功率,改变燃料在炉排上停留时长,保障燃料充分燃尽。当燃料品质变差,就放慢炉排行进速度,延长燃烧时间,配合燃烧器维持炉膛温度,减少不完全燃烧带来的损耗。
生物质锅炉运维管理,需要兼顾燃料预处理、炉排管控、燃烧器维护以及各类锅炉配件管理。燃料预处理环节,做好原料粉碎、控水处理,从源头降低燃料对炉排的负面影响;运行阶段实时监控炉膛温度、烟气指标,动态调整炉排与燃烧器运行参数;定期开展构件检修,检查炉排、传动组件、燃烧器点火组件、密封件等锅炉配件磨损情况,及时更换受损构件。燃料管理和设备运维同步落实,能够减轻炉排结渣、烧损问题,保持燃烧系统稳定,控制热能消耗,延长锅炉燃烧部件使用寿命,保障热能供给稳定可靠。