改造生物质锅炉 预防安全隐患

以广州地区生物质锅炉安装改造监检发现的安全隐患为分析对象，在安全隐患存在现状、产生原因和解决措施3个方面进行系统分析研究，重视生物质锅炉安装改造监检的重点环节，将有效地取缔生物质工业锅炉安装改造后遗留的安全隐患。

引言

生物质燃料是新起的清洁能源，具有节能环保特性，很多国家在工业锅炉上都有生物质颗粒燃料的应用。目前，广州的生物质锅炉有新安装的、也有由燃煤锅炉改造过来的，由于各方面的因素，锅炉时常出现各种安全隐患。

针对广州地区生物质锅炉在安装改造后发现的常见安全隐患，并研究其产生原因和提出解决措施。通过详细地阐述了生物质锅炉安装改造监检的重点环节，为监检人员提供了监检技术指导，对消除生物质锅炉安装改造后遗留的安全隐患具有重要意义。

1事故概况

1.1 燃粉状生物质锅炉事故

燃粉状生物质锅炉在使用期间出现燃烧系统轻微爆燃现象，导致加料仓与进料管的连接部分(爆燃前用非金属件连接)爆开，爆燃后改为金属件连接

1.2 卧式内燃式生物质炉事故

从反映出燃烧机的进风量过大，风速较高，从发黑的表面看出生物质燃料并未充分燃烧，配风不合理导致的固体燃烧不完全，在前烟箱门结焦。

后部波纹炉胆底部120°~210°区域为磨损较严重及腐蚀坑多发区域，比较特别的是较深的腐蚀坑发生在波纹的背风面。

炉胆尾端下部至后管板之间的平直段是磨损最严重区域。该区域积灰较细且松软。

1.3 纵置式链条炉排生物质炉事故

纵置式链条炉排生物质炉概貌所示。

链条炉排生物质炉在鼓引风机停运、链条炉排停运或转速过慢时，容易引起倒燃而使料斗里的生物质颗粒着火。

2 事故原因分析

针对上述典型事故隐患，分析事故原因主要有技术管理原因和运行管理原因。

2.1 技术管理原因

燃煤、燃油锅炉私自改为燃生物质锅炉而未办理相关手续。生物质锅炉现场结构与设计图纸或者改造图纸不一致。将根本不适应生物质燃料的锅炉改造成燃烧生物质。

2.2 运行管理原因

2.2.1 燃粉状生物质锅炉

锅炉在加料过程中燃料中破碎形成的粉状燃料过多，在相对封闭的料仓、炉膛等空间内，这些可燃粉尘浓度达到甚至超过爆燃的浓度，加料仓没有防火防爆装置，导致加料仓与进料管的连接部分爆开。

2.2.2卧式内燃式生物质炉

锅炉改造之前的燃料为油，残留的灰渣中硫含量较高，容易产生腐蚀坑。

此外，生物质燃料中含有一定量的钾、钠、氯，在燃烧过程中的腐蚀主要有两种:一种是由于燃烧生物质锅炉中碱金属浓度很高,灰渣中的碱金属硫酸盐与
SO3 共同作用产生腐蚀;另一种与生成气态的HCl 与Cl2 有关。HCl 与Cl2 可穿透金属氧化而形成的保护膜并与内部金属直接发生反应形成金属氯化物。这两种腐蚀
都会随温度的升高而使腐蚀速度加快。基于这些原因前述炉胆背风面由于积灰较多产生较深的腐蚀坑。

2.2.3 纵置式链条炉排生物质炉

链条炉排煤炉改生物质锅炉时，锅炉燃料为颗粒状生物质，生物质燃料具有易燃性，导致燃烧位置前移，特别在鼓引风机停运、链条炉排停运或转速过慢时，容易引起倒燃而使燃料斗里的生物质颗粒着火，此时炉膛前后受热面温差较大，锅炉热效率降低。

3 事故预防措施

3.1 加强安装改造监检

在安装时应采用内窥镜检查生物质锅炉焊接连接与图纸设计是否一致。

在燃煤锅炉改造生物质燃料时，如采用的生物质燃料颗粒较小，应注意炉排是否匹配，必要时应更换炉排。

3.2 燃粉状生物质的锅炉

加强监管从料仓到进料管之间的连接材料，将最薄弱位置由非金属件改为金属件连接。建议安装公司在料仓增加防爆门。

3.3 卧式内燃式生物质炉

卧式内燃式生物质炉在运行当中的点火、停炉等阶段存在燃料爆燃的风险，应注意检查锅炉是否配有可靠的点火程序以及锅炉点火前的前吹扫和锅炉熄火后的后吹扫。

定期对锅炉进行停炉清灰。根据锅炉的运行负荷，选择适当的鼓风机和引风机运行功率。

3.4 纵置式链条炉排生物质炉

对于倒燃问题可通过将炉排转速调快，增加长轴给料器来控制进料速度，防止燃料在料斗下堆积。

对于燃烧位置前移的问题可通过将前拱改造成高而短使生物质燃料延迟燃烧，增加二次风系统增强扰流，由于挥发分析出及燃烧时间短, 二次风可以保证充足的空气量和与挥发分的混合, 以使燃料燃烧充分。

4 结语

在生物质锅炉安装改造过程中，应重视加强内部检验工作，一方面是对锅炉结构与设计图纸(尤其是改造图纸)的符合性进行确认，另一方面对锅炉(尤其是改造锅炉)燃烧生物质的适应性进行判断。

对于可能发生爆燃和倒燃事故的锅炉，在安装、改造过程中应根据现场出现的事故隐患问题，要求锅炉制造厂回复，根据回复内容由安装公司采取适当措施防止事故发生。

对于卧式内燃式的锅炉进行燃生物质燃料改造的检验时，应特别注意腐蚀、磨损、积灰等方面对锅炉的影响，重点检查部位为炉胆下部及尾部、后管板、第二回程烟管。