一種生物質(zhì)鍋爐硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)的判定方法
【專利說明】一種生物質(zhì)鍋爐硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)的判定方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于可再生能源領(lǐng)域，涉及一種生物質(zhì)鍋爐硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)的判定方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 生物質(zhì)能源作為C02零排放的清潔可再生能源，其應(yīng)用受到日益廣泛的關(guān)注。 根據(jù)我國(guó)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到 30000MW。然而，生物質(zhì)燃料由于高堿金屬含量和低灰熔融溫度，其應(yīng)用中面臨嚴(yán)峻的結(jié)渣 問題。鍋爐結(jié)渣會(huì)導(dǎo)致受熱面高溫腐蝕和傳熱能力下降，影響生物質(zhì)電廠安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì) 性。研究表明，燃燒過程中灰的熔融行為對(duì)生物質(zhì)燃燒結(jié)渣影響顯著。根據(jù)造成結(jié)渣的熔 融現(xiàn)象發(fā)生的溫度條件不同，可分為由高熔點(diǎn)硅鋁化合物熔融造成的"高溫硅酸鹽結(jié)渣"和 由低熔點(diǎn)硅酸鉀鹽熔融造成的"低溫硅酸鹽結(jié)渣"。
[0003] 目前，高嶺土等硅鋁系添加劑、水洗等預(yù)處理以及生物質(zhì)混燃等方法被用于改善 結(jié)渣狀況。申請(qǐng)?zhí)枮?01310034824. 6的中國(guó)專利公開了一種生物質(zhì)燃料防結(jié)焦添加劑， 添加劑主要由20~30%氧化鋁、15~30%碳酸鎂和40~65%的氧化鈣組成，并按照生 物質(zhì)原料總重量的2~8%添加使用，有助于提升燃料灰熔點(diǎn)，緩解結(jié)渣問題；申請(qǐng)?zhí)枮?201310258218. 2的中國(guó)專利提供了一種生物質(zhì)與污泥混合燃燒抗結(jié)渣的方法，污泥添加絮 凝劑進(jìn)行絮凝濃縮處理，濃縮后的污泥添加CaO調(diào)質(zhì)劑進(jìn)行脫水處理，脫水后的污泥經(jīng)干 燥、粉碎后與生物質(zhì)混合后焚燒，解決生物質(zhì)燃燒過程結(jié)渣的同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥資源化利用。
[0004] 以上方法雖可一定程度上緩解生物質(zhì)燃燒過程中的結(jié)渣問題，但實(shí)際應(yīng)用中的成 本控制以及用量選擇等問題尚有待進(jìn)一步研究，目前尚無法大規(guī)模應(yīng)用。因此，仍有必要從 燃料本身入手，對(duì)其結(jié)渣傾向進(jìn)行判斷，優(yōu)化燃料選擇與組合搭配。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)鍋爐硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)的判定方法，用于判斷生 物質(zhì)燃料硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)，進(jìn)而指導(dǎo)生物質(zhì)燃料的選擇和組合搭配。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種生物質(zhì)鍋爐硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)的判定方法，包括以下步驟：燃燒A、B兩種生物 質(zhì)燃料得到A、B兩種生物質(zhì)灰，然后進(jìn)行成分分析，獲取K20、Si0jPA1 203占生物質(zhì)灰的質(zhì) 量百分?jǐn)?shù)：K20w、K20(B)、Si02W、Si02⑶、A1203W、A1203依照如下步驟判斷燃料硅酸鹽結(jié)渣 趨勢(shì)：
[0008] 1)對(duì)A、B兩種生物質(zhì)灰，如果滿足K20w>K20(B)，Si02W>Si0_，Al203W〈Al203(B)JlJ 斷硅酸鹽結(jié)渣傾向：A>B;
[0009] 2)若K20(A)>K20⑶，但Si02W〈Si0_，則[Si02/K20](A)〈[Si02/K20](B)，若同時(shí) A1203W〈A1203⑶，判斷硅酸鹽結(jié)渣傾向：A>B;若A1203W>A1203⑶，進(jìn)而考慮（Si02+K20) / A1203,若[(Si02+K20)/A1203] w> [ (Si02+K20)/A1203]⑶，判斷硅酸鹽結(jié)渣傾向：A>B;反之若 [(Si02+K20)/A1203] (A) < [(SiO2+K20)/A1203]⑶貝 1J有硅酸鹽結(jié)渣傾向：A〈B;
[0010] 3)若滿足K20w>K20(B)，Si02W>Si02⑶，Al203W>Al2〇3⑶，進(jìn)而考慮Si02/Al203值，若 [Si02/Al203]w>[Si02/Al203](B：)，判斷硅酸鹽結(jié)渣傾向：A>B;若[Si02/Al203]w〈[Si02/Al203] ?，進(jìn)而考慮（Si02+K20) /A1203,若[(Si02+K20) /A1203] w> [ (Si02+K20) /A1203]⑶，判斷硅酸鹽 結(jié)渣傾向：A>B;反之若[(Si02+K20)/Al203]w< [(Si02+K20)/A1203](B)則有硅酸鹽結(jié)渣傾 向：A〈B;
[0011] 其中：
[0012] K20(A)表示A生物質(zhì)灰中K20的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；
[0013] K20⑶表示B生物質(zhì)灰中K20的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；
[0014] Si02W表示A生物質(zhì)灰中SiO2的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；
[0015] Si0_表示B生物質(zhì)灰中SiO2的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；
[0016] A1203W表示A生物質(zhì)灰中A1 203的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；
[0017] A1203⑶表示B生物質(zhì)灰中A1 203的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；
[0018] [Si02/K20] (A)表示SiO咖與K20(?的比值；
[0019] [Si02/K20]⑶表示SiO2⑶與K2。⑶的比值；
[0020] [(Si02+K20)/A1203](A)表示Si02(A々K20(A)之和與A120咖的比值；
[0021] [(Si02+K20)/Al203]⑶表示Si02⑶與K2。⑶之和與A1 203⑶的比值；
[0022] [Si02/Al203] (A)表示SiO2(A)與A1 20叫)的比值；
[0023] [Si02/Al203]⑶表示Si02(B#A1 203⑶的比值。
[0024] 根據(jù)A、B兩種生物質(zhì)燃料硅酸鹽結(jié)渣傾向結(jié)果，進(jìn)行電廠鍋爐的燃料選型和組合 搭配。
[0025] A、B兩種生物質(zhì)燃料包括單一燃料、多種單一燃料組成的混合燃料、單一燃料加入 添加劑后的改性燃料或混合燃料加入添加劑后的改性燃料。
[0026] 本發(fā)明對(duì)生物質(zhì)電廠當(dāng)前使用的燃料及可選用的燃料進(jìn)行成分分析，確定各類燃 料中Si02、Al20#PK20 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以及Si02/K20、Si02/Al203和（Si02+K20)/Al203和三項(xiàng)參 數(shù)值。以電廠當(dāng)前使用燃料為基準(zhǔn)，綜合考慮Si02、A120#PK20各單一成分作用及不同成 分間的交互作用，獲得對(duì)不同爐膛溫度條件下生物質(zhì)鍋爐硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，指 導(dǎo)生物質(zhì)燃料選擇和組合搭配。具體如下：
[0027] 1)多種燃料兩兩相比（可為單一燃料，多種單一燃料組成后的混合燃料，以及添 加添加劑后的改性燃料），若某種生物質(zhì)燃料灰中含有更高含量的K20和Si02，以及更低含 量的A1203，可判斷該種生物質(zhì)結(jié)渣傾向相對(duì)較高；
[0028] 2)若該生物質(zhì)灰中K20含量高但Si(V#量更低，則該生物質(zhì)具有較低的SiO2/K20 值，若同時(shí)A1203含量更低，可判斷該生物質(zhì)結(jié)渣傾向相對(duì)較高；若A1 203含量更高，則進(jìn)而 考慮（Si02+K20) /A1203值，若（SiO2+K20) /A1203值相對(duì)較高，可判斷該生物質(zhì)結(jié)渣傾向相對(duì) 較高，反之則認(rèn)為結(jié)渣傾向相對(duì)較低；
[0029] 3)若該生物質(zhì)灰中1(20、Si0jPAl203含量均更高，則進(jìn)而考慮Si02/Al203值， 若Si02/Al203值高，可判斷該生物質(zhì)結(jié)渣傾向相對(duì)較高；若SiO2/Al203值低，則進(jìn)而考慮 (Si02+K20) /A1203值，當(dāng)生物質(zhì)（SiO2+K20) /A1203值高，可判斷該生物質(zhì)結(jié)渣傾向相對(duì)較高， 反之則認(rèn)為結(jié)渣傾向相對(duì)較低。
[0030] 基于以上途徑可以判斷一種生物質(zhì)燃料的硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)，從而進(jìn)行合理選擇和 組合搭配。
[0031] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0032] 1、本發(fā)明針對(duì)生物質(zhì)鍋爐結(jié)渣情況較為嚴(yán)重的現(xiàn)狀，提供了生物質(zhì)鍋爐硅酸鹽結(jié) 渣趨勢(shì)的判斷方法，對(duì)通過燃料選擇和組合搭配，進(jìn)而緩解結(jié)渣狀況有重要指導(dǎo)意義；
[0033] 2、本發(fā)明主要基于生物質(zhì)燃料中的硅、鋁和鉀元素含量進(jìn)行結(jié)渣傾向判斷，簡(jiǎn)便 易行，且適用范圍廣泛；
[0034] 3、本發(fā)明基于電廠當(dāng)前所使用燃料，根據(jù)判斷結(jié)果優(yōu)化燃料選擇和組合搭配，無 需大量額外花費(fèi)，具有較高的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 【【附圖說明】】
[0035] 圖1為本發(fā)明一種生物質(zhì)鍋爐硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)的判定方法的流程圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0036] 下面結(jié)合附圖與應(yīng)用實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0037] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一種生物質(zhì)鍋爐硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)的判定方法，以A、B代表兩種 電廠鍋爐能夠使用的生物質(zhì)，經(jīng)過灰成分分析后，依據(jù)以下流程對(duì)硅酸鹽結(jié)渣趨勢(shì)進(jìn)行判 別。
[0038] 本發(fā)