一种生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的判定方法技术

本发明专利技术公开一种生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的判定方法，对生物质电厂当前使用的燃料及可选用的燃料进行灰成分分析，确定各类燃料灰中SiO2、Al2O3和K2O的质量分数，以及SiO2/K2O、SiO2/Al2O3和(SiO2+K2O)/Al2O3和三项参数值；以电厂当前使用燃料为基准，综合考虑SiO2、Al2O3和K2O各单一成分作用及不同成分间的交互作用，获得对不同炉膛温度条件下生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的评价标准，指导生物质燃料选择和组合搭配。本方法可为生物质电厂燃料选择与组合搭配提供参考，缓解生物质锅炉结渣状况，简单易行且经济。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的判定方法
本专利技术属于可再生能源领域，涉及一种生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的判定方法。
技术介绍
生物质能源作为CO2零排放的清洁可再生能源，其应用受到日益广泛的关注。根据我国《可再生能源中长期发展规划》，到2020年我国生物质发电总装机容量将达到30000MW。然而，生物质燃料由于高碱金属含量和低灰熔融温度，其应用中面临严峻的结渣问题。锅炉结渣会导致受热面高温腐蚀和传热能力下降，影响生物质电厂安全运行和经济性。研究表明，燃烧过程中灰的熔融行为对生物质燃烧结渣影响显著。根据造成结渣的熔融现象发生的温度条件不同，可分为由高熔点硅铝化合物熔融造成的“高温硅酸盐结渣”和由低熔点硅酸钾盐熔融造成的“低温硅酸盐结渣”。目前，高岭土等硅铝系添加剂、水洗等预处理以及生物质混燃等方法被用于改善结渣状况。申请号为201310034824.6的中国专利公开了一种生物质燃料防结焦添加剂，添加剂主要由20～30％氧化铝、15～30％碳酸镁和40～65％的氧化钙组成，并按照生物质原料总重量的2～8％添加使用，有助于提升燃料灰熔点，缓解结渣问题；申请号为201310258218.2的中国专利提供了一种生物质与污泥混合燃烧抗结渣的方法，污泥添加絮凝剂进行絮凝浓缩处理，浓缩后的污泥添加CaO调质剂进行脱水处理，脱水后的污泥经干燥、粉碎后与生物质混合后焚烧，解决生物质燃烧过程结渣的同时实现污泥资源化利用。以上方法虽可一定程度上缓解生物质燃烧过程中的结渣问题，但实际应用中的成本控制以及用量选择等问题尚有待进一步研究，目前尚无法大规模应用。因此，仍有必要从燃料本身入手，对其结渣倾向进行判断，优化燃料选择与组合搭配。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的判定方法，用于判断生物质燃料硅酸盐结渣趋势，进而指导生物质燃料的选择和组合搭配。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的判定方法，包括以下步骤：燃烧A、B两种生物质燃料得到A、B两种生物质灰，然后进行成分分析，获取K2O、SiO2和Al2O3占生物质灰的质量百分数：K2O(A)、K2O(B)、SiO2(A)、SiO2(B)、Al2O3(A)、Al2O3(B)；依照如下步骤判断燃料硅酸盐结渣趋势：1)对A、B两种生物质灰，如果满足K2O(A)>K2O(B)，SiO2(A)>SiO2(B)，Al2O3(A)<Al2O3(B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；2)若K2O(A)>K2O(B)，但SiO2(A)<SiO2(B)，则[SiO2/K2O](A)<[SiO2/K2O](B)，若同时Al2O3(A)<Al2O3(B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；若Al2O3(A)>Al2O3(B)，进而考虑(SiO2+K2O)/Al2O3，若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)>[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；反之若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)＜[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)则有硅酸盐结渣倾向：A<B；3)若满足K2O(A)>K2O(B)，SiO2(A)>SiO2(B)，Al2O3(A)>Al2O3(B)，进而考虑SiO2/Al2O3值，若[SiO2/Al2O3](A)>[SiO2/Al2O3](B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；若[SiO2/Al2O3](A)<[SiO2/Al2O3](B)，进而考虑(SiO2+K2O)/Al2O3，若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)>[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；反之若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)＜[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)则有硅酸盐结渣倾向：A<B；其中：K2O(A)表示A生物质灰中K2O的质量百分数；K2O(B)表示B生物质灰中K2O的质量百分数；SiO2(A)表示A生物质灰中SiO2的质量百分数；SiO2(B)表示B生物质灰中SiO2的质量百分数；Al2O3(A)表示A生物质灰中Al2O3的质量百分数；Al2O3(B)表示B生物质灰中Al2O3的质量百分数；[SiO2/K2O](A)表示SiO2(A)与K2O(A)的比值；[SiO2/K2O](B)表示SiO2(B)与K2O(B)的比值；[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)表示SiO2(A)与K2O(A)之和与Al2O3(A)的比值；[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)表示SiO2(B)与K2O(B)之和与Al2O3(B)的比值；[SiO2/Al2O3](A)表示SiO2(A)与Al2O3(A)的比值；[SiO2/Al2O3](B)表示SiO2(B)与Al2O3(B)的比值。根据A、B两种生物质燃料硅酸盐结渣倾向结果，进行电厂锅炉的燃料选型和组合搭配。A、B两种生物质燃料包括单一燃料、多种单一燃料组成的混合燃料、单一燃料加入添加剂后的改性燃料或混合燃料加入添加剂后的改性燃料。本专利技术对生物质电厂当前使用的燃料及可选用的燃料进行成分分析，确定各类燃料中SiO2、Al2O3和K2O的质量分数，以及SiO2/K2O、SiO2/Al2O3和(SiO2+K2O)/Al2O3和三项参数值。以电厂当前使用燃料为基准，综合考虑SiO2、Al2O3和K2O各单一成分作用及不同成分间的交互作用，获得对不同炉膛温度条件下生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的评价标准，指导生物质燃料选择和组合搭配。具体如下：1)多种燃料两两相比(可为单一燃料，多种单一燃料组成后的混合燃料，以及添加添加剂后的改性燃料)，若某种生物质燃料灰中含有更高含量的K2O和SiO2，以及更低含量的Al2O3，可判断该种生物质结渣倾向相对较高；2)若该生物质灰中K2O含量高但SiO2含量更低，则该生物质具有较低的SiO2/K2O值，若同时Al2O3含量更低，可判断该生物质结渣倾向相对较高；若Al2O3含量更高，则进而考虑(SiO2+K2O)/Al2O3值，若(SiO2+K2O)/Al2O3值相对较高，可判断该生物质结渣倾向相对较高，反之则认为结渣倾向相对较低；3)若该生物质灰中K2O、SiO2和Al2O3含量均更高，则进而考虑SiO2/Al2O3值，若SiO2/Al2O3值高，可判断该生物质结渣倾向相对较高；若SiO2/Al2O3值低，则进而考虑(SiO2+K2O)/Al2O3值，当生物质(SiO2+K2O)/Al2O3值高，可判断该生物质结渣倾向相对较高，反之则认为结渣倾向相对较低。基于以上途径可以判断一种生物质燃料的硅酸盐结渣趋势，从而进行合理选择和组合搭配。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术针对生物质锅炉结渣情况较为严重的现状，提供了生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的判断方法，对通过燃料选择和组合搭配，进而缓解结渣状况有重要指导意义；2、本专利技术主要基于生物质燃料中的硅、铝和钾元素含量进行结渣倾向判断，简便易行，且适用范围广泛；3、本专利技术基于电厂当前所使用燃料，根据判断结果优化燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的判定方法，其特征在于：包括以下步骤：燃烧A、B两种生物质燃料得到A、B两种生物质灰，然后进行成分分析，获取K2O、SiO2和Al2O3占生物质灰的质量百分数：K2O(A)、K2O(B)、SiO2(A)、SiO2(B)、Al2O3(A)、Al2O3(B)；依照如下步骤判断燃料硅酸盐结渣趋势：1）对A、B两种生物质灰，如果满足K2O(A)>K2O(B)，SiO2(A)>SiO2(B)，Al2O3(A)<Al2O3(B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；2）若K2O(A)>K2O(B)，但SiO2(A)<SiO2(B)，则[SiO2/K2O](A)<[SiO2/K2O](B)，若同时Al2O3(A)<Al2O3(B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；若Al2O3(A)>Al2O3(B)，进而考虑(SiO2+K2O)/Al2O3，若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)>[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；反之若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)＜[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)则有硅酸盐结渣倾向：A<B；3）若满足K2O(A)>K2O(B)，SiO2(A)>SiO2(B)，Al2O3(A)>Al2O3(B)，进而考虑SiO2/Al2O3值，若[SiO2/Al2O3](A)>[SiO2/Al2O3](B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；若[SiO2/Al2O3](A)<[SiO2/Al2O3](B)，进而考虑(SiO2+K2O)/Al2O3，若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)>[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；反之若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)＜[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)则有硅酸盐结渣倾向：A<B；K2O(A)表示A生物质灰中K2O的质量百分数；K2O(B)表示B生物质灰中K2O的质量百分数；SiO2(A)表示A生物质灰中SiO2的质量百分数；SiO2(B)表示B生物质灰中SiO2的质量百分数；Al2O3(A)表示A生物质灰中Al2O3的质量百分数；Al2O3(B)表示B生物质灰中Al2O3的质量百分数；[SiO2/K2O](A)表示SiO2(A)与K2O(A)的比值；[SiO2/K2O](B)表示SiO2(B)与K2O(B)的比值；[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)表示SiO2(A)与K2O(A)之和与Al2O3(A)的比值；[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)表示SiO2(B)与K2O(B)之和与Al2O3(B)的比值；[SiO2/Al2O3](A)表示SiO2(A)与Al2O3(A)的比值；[SiO2/Al2O3](B)表示SiO2(B)与Al2O3(B)的比值。...

【技术特征摘要】
1.一种生物质锅炉硅酸盐结渣趋势的判定方法，其特征在于：包括以下步骤：燃烧A、B两种生物质燃料得到A、B两种生物质灰，然后进行成分分析，获取K2O、SiO2和Al2O3占生物质灰的质量百分数：K2O(A)、K2O(B)、SiO2(A)、SiO2(B)、Al2O3(A)、Al2O3(B)；依照如下步骤判断燃料硅酸盐结渣趋势：1)对A、B两种生物质灰，如果满足K2O(A)>K2O(B)，SiO2(A)>SiO2(B)，Al2O3(A)<Al2O3(B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；2)若K2O(A)>K2O(B)，但SiO2(A)<SiO2(B)，则[SiO2/K2O](A)<[SiO2/K2O](B)，若同时Al2O3(A)<Al2O3(B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；若Al2O3(A)>Al2O3(B)，进而考虑(SiO2+K2O)/Al2O3，若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)>[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；反之若[(SiO2+K2O)/Al2O3](A)＜[(SiO2+K2O)/Al2O3](B)则有硅酸盐结渣倾向：A<B；3)若满足K2O(A)>K2O(B)，SiO2(A)>SiO2(B)，Al2O3(A)>Al2O3(B)，进而考虑SiO2/Al2O3值，若[SiO2/Al2O3](A)>[SiO2/Al2O3](B)，判断硅酸盐结渣倾向：A>B；若[SiO2/Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛艳青，朱轶铭，刘兴，谭厚章，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61