在能源需求日益增長(zhǎng)且環(huán)保要求愈發(fā)嚴(yán)格的當(dāng)下，生物質(zhì)能作為一種清潔、可再生能源，其利用設(shè)備 DZH 生物質(zhì)鍋爐的應(yīng)用愈發(fā)廣泛。然而，DZH生物質(zhì)鍋爐在高溫運(yùn)行時(shí)，爐管過(guò)熱問(wèn)題成為影響其穩(wěn)定、高效運(yùn)行的關(guān)鍵因素，需深入剖析并探尋有效解決策略。

一、爐管過(guò)熱引發(fā)的危害

（一）直接威脅設(shè)備安全

爐管長(zhǎng)期處于過(guò)熱狀態(tài)，金屬材料的金相組織會(huì)發(fā)生顯著變化。例如，常見(jiàn)的珠光體球化現(xiàn)象，會(huì)使金屬?gòu)?qiáng)度和韌性下降，蠕變速度加快。當(dāng)爐管承受的蒸汽壓力超出其因過(guò)熱而降低后的承載能力時(shí)，極易發(fā)生爆管事故。一旦爆管，不僅會(huì)導(dǎo)致蒸汽泄漏，引發(fā)生產(chǎn)中斷，還可能對(duì)周邊設(shè)備及操作人員造成嚴(yán)重安全威脅，如燙傷、設(shè)備損壞等。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，因爐管過(guò)熱爆管導(dǎo)致的鍋爐事故，在工業(yè)鍋爐事故中占比較高，給企業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。

（二）嚴(yán)重降低運(yùn)行效率

爐管過(guò)熱會(huì)致使熱傳遞效率大幅下降。正常情況下，爐管將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量高效傳遞給管內(nèi)介質(zhì)（如水或蒸汽），但過(guò)熱后，爐管表面會(huì)形成氧化皮，增加熱阻。同時(shí)，過(guò)熱可能引發(fā)爐管變形，影響管內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)，出現(xiàn)流動(dòng)不暢甚至局部停滯現(xiàn)象，進(jìn)一步削弱熱傳遞效果。這就使得為達(dá)到相同的蒸汽產(chǎn)量或溫度，需要消耗更多的生物質(zhì)燃料，導(dǎo)致能源浪費(fèi)，運(yùn)行成本大幅增加。例如，某企業(yè)的 DZH 生物質(zhì)鍋爐因爐管過(guò)熱問(wèn)題未及時(shí)解決，一個(gè)月內(nèi)燃料消耗增加了 15%，經(jīng)濟(jì)效益明顯下滑。

二、爐管過(guò)熱的成因剖析

（一）燃料特性因素

1. 堿金屬與氯元素的腐蝕作用：生物質(zhì)燃料通常含有較多的堿金屬（如鉀、鈉等）以及一定量的氯元素。在高溫燃燒過(guò)程中，堿金屬會(huì)形成氯化物，如氯化鉀（KCl）、氯化鈉（NaCl）等。這些堿金屬氯化物在 550 - 900℃的高溫環(huán)境下，會(huì)呈現(xiàn)出黏稠或熔化狀態(tài)，并附著在爐管表面。它們與爐管金屬發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，破壞金屬表面原本具有保護(hù)作用的氧化膜。同時(shí)，煙氣中的二氧化硫（SO?）等成分會(huì)與堿金屬氯化物進(jìn)一步反應(yīng)，生成具有強(qiáng)腐蝕性的氯氣（Cl?），持續(xù)腐蝕爐管，加速爐管金屬的損耗，使其在高溫下更易過(guò)熱損壞。

2. 高灰分導(dǎo)致的結(jié)焦與積灰：部分生物質(zhì)燃料的灰分含量較高，若超過(guò) 20%，在爐膛高溫（超過(guò) 1100℃）條件下，灰分中的礦物質(zhì)會(huì)達(dá)到軟化溫度，黏性增加，容易黏附在爐管表面形成結(jié)焦。此外，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的飛灰也會(huì)在爐管表面沉積，隨著時(shí)間積累形成積灰層。結(jié)焦和積灰不僅阻礙熱量向管內(nèi)介質(zhì)傳遞，使?fàn)t管外壁溫度升高，還會(huì)影響管內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)均勻性，局部區(qū)域的介質(zhì)流速降低，無(wú)法有效帶走熱量，導(dǎo)致?tīng)t管局部過(guò)熱。

（二）燃燒工況因素

1. 火焰中心位置異常：當(dāng) DZH 生物質(zhì)鍋爐的燃燒調(diào)整不當(dāng)，如爐排振動(dòng)頻率不合理、給料不均勻等，會(huì)使火焰中心位置發(fā)生偏移。若火焰中心上移，會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛上部的爐管區(qū)域接受過(guò)多的輻射熱，而下部爐管受熱不足，出現(xiàn)熱偏差。上部爐管因吸收過(guò)多熱量，超過(guò)其設(shè)計(jì)承受范圍，管壁溫度急劇上升，引發(fā)過(guò)熱問(wèn)題。同時(shí)，火焰中心偏移還可能造成局部區(qū)域的高溫?zé)煔鉀_刷爐管，加劇磨損和過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)。

2. 爐膛溫度過(guò)高：生物質(zhì)燃料在爐膛內(nèi)燃燒時(shí)，如果供風(fēng)量過(guò)大或燃料燃燒過(guò)于劇烈，會(huì)使?fàn)t膛內(nèi)溫度過(guò)高，超過(guò) 1200℃。過(guò)高的爐膛溫度不僅會(huì)加速燃料中堿金屬和氯元素對(duì)爐管的腐蝕，還會(huì)使灰分更容易熔化結(jié)焦，且高溫下?tīng)t管金屬的蠕變速度加快，降低爐管的機(jī)械性能。此外，過(guò)高的溫度會(huì)使?fàn)t內(nèi)氣體膨脹，煙氣流速增大，對(duì)爐管的沖刷磨損加劇，進(jìn)一步促使?fàn)t管過(guò)熱損壞。

（三）汽水系統(tǒng)因素

1. 汽水品質(zhì)不良：如果鍋爐給水水質(zhì)不符合要求，含有大量的鈣、鎂等離子以及溶解氧等雜質(zhì)，在爐管內(nèi)會(huì)逐漸形成水垢。水垢的導(dǎo)熱系數(shù)極低，約為金屬的 1/20 - 1/50，這會(huì)嚴(yán)重阻礙熱量從爐管外壁向管內(nèi)汽水介質(zhì)傳遞，使?fàn)t管外壁溫度大幅升高。同時(shí)，水垢下還容易發(fā)生腐蝕，進(jìn)一步破壞爐管的完整性。另外，爐水水質(zhì)差，如 pH 值異常、含有過(guò)量的氯化物等，會(huì)引發(fā)爐管的電化學(xué)腐蝕，削弱爐管強(qiáng)度，導(dǎo)致?tīng)t管在高溫下過(guò)熱甚至爆管。

2. 汽水循環(huán)故障：汽水循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行是保證爐管得到有效冷卻的關(guān)鍵。當(dāng)集箱內(nèi)出現(xiàn)雜物堵塞、循環(huán)泵故障或系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致汽水分配不均勻時(shí)，部分爐管內(nèi)的汽水循環(huán)量會(huì)減少，甚至出現(xiàn)停滯現(xiàn)象。此時(shí)，爐管無(wú)法及時(shí)將吸收的熱量傳遞給汽水介質(zhì)，管壁溫度迅速升高，引發(fā)過(guò)熱。例如，某 DZH 生物質(zhì)鍋爐因集箱內(nèi)一塊脫落的防腐涂層堵塞了部分管口，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)爐管汽水循環(huán)不暢，運(yùn)行數(shù)小時(shí)后該區(qū)域爐管出現(xiàn)過(guò)熱變形。

三、應(yīng)對(duì)爐管過(guò)熱的策略

（一）優(yōu)化燃料管理

1. 燃料預(yù)處理與摻配：對(duì)生物質(zhì)燃料進(jìn)行預(yù)處理，如篩選、除雜，去除燃料中的大顆粒雜質(zhì)和過(guò)多的灰土，降低燃料灰分含量。同時(shí)，根據(jù)不同生物質(zhì)燃料的特性，進(jìn)行合理?yè)脚洹＠?，將堿金屬和氯元素含量較高的燃料與含量較低的燃料按一定比例混合，以降低整體燃料對(duì)爐管的腐蝕性。通過(guò)科學(xué)的燃料預(yù)處理和摻配，可有效減少因燃料特性導(dǎo)致的爐管過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)。

2. 建立燃料質(zhì)量監(jiān)測(cè)體系：企業(yè)應(yīng)建立完善的燃料質(zhì)量監(jiān)測(cè)體系，對(duì)每批次進(jìn)入鍋爐的生物質(zhì)燃料進(jìn)行全面檢測(cè)，包括堿金屬、氯元素、灰分等關(guān)鍵指標(biāo)的檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整燃燒參數(shù)或?qū)θ剂线M(jìn)行預(yù)處理，確保燃料質(zhì)量穩(wěn)定且符合鍋爐運(yùn)行要求，從源頭上減少爐管過(guò)熱問(wèn)題的發(fā)生。

（二）精準(zhǔn)調(diào)控燃燒過(guò)程

1. 優(yōu)化燃燒器與爐排運(yùn)行參數(shù)：通過(guò)調(diào)試和優(yōu)化燃燒器的供風(fēng)角度、風(fēng)量分配以及爐排的振動(dòng)頻率、給料速度等參數(shù)，使燃料在爐膛內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻、充分燃燒，穩(wěn)定火焰中心位置。例如，合理調(diào)整二次風(fēng)的噴入角度和風(fēng)量，可增強(qiáng)對(duì)火焰的擾動(dòng)，使火焰充滿度更好，避免火焰中心偏移。同時(shí)，根據(jù)燃料特性和負(fù)荷變化，實(shí)時(shí)調(diào)整爐排運(yùn)行參數(shù)，確保燃料供應(yīng)與燃燒需求相匹配，防止因燃燒不均導(dǎo)致局部過(guò)熱。

2. 安裝爐膛溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)：在爐膛內(nèi)關(guān)鍵位置安裝高精度的溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐膛溫度分布情況。將溫度信號(hào)傳輸至鍋爐控制系統(tǒng)，當(dāng)爐膛溫度超過(guò)設(shè)定的安全上限時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)燃料供給量和風(fēng)量，降低燃燒強(qiáng)度，使?fàn)t膛溫度恢復(fù)到正常范圍。此外，通過(guò)對(duì)爐膛溫度數(shù)據(jù)的分析，還可及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃燒過(guò)程中的異常情況，提前采取措施預(yù)防爐管過(guò)熱。

（三）強(qiáng)化汽水系統(tǒng)維護(hù)

1. 嚴(yán)格控制汽水品質(zhì)：配備完善的水處理設(shè)備，對(duì)鍋爐給水進(jìn)行深度處理，去除水中的鈣、鎂等離子、溶解氧以及其他雜質(zhì)，確保給水水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)爐水的監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)，定期進(jìn)行爐水排污，控制爐水的 pH 值、含鹽量等指標(biāo)在合理范圍內(nèi)。例如，采用離子交換樹(shù)脂軟化水設(shè)備去除水中的硬度離子，通過(guò)加藥裝置向爐水中添加適量的緩蝕劑和阻垢劑，防止?fàn)t管內(nèi)結(jié)垢和腐蝕，保證汽水品質(zhì)良好，維持爐管正常的傳熱和冷卻效果。

2. 定期檢查與維護(hù)汽水循環(huán)系統(tǒng)：定期對(duì)汽水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，包括集箱、管道、閥門(mén)、循環(huán)泵等設(shè)備的檢查。清理集箱內(nèi)的雜物，確保汽水分配均勻；檢查管道是否有泄漏、變形等情況，及時(shí)修復(fù)或更換受損部件；對(duì)循環(huán)泵進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，確保其正常運(yùn)行，維持穩(wěn)定的汽水循環(huán)量。此外，還可對(duì)汽水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，如合理調(diào)整管徑、增設(shè)節(jié)流裝置等，改善汽水分配的均勻性，提高爐管的冷卻效果，預(yù)防爐管過(guò)熱。

DZH 生物質(zhì)鍋爐在高溫運(yùn)行時(shí)爐管過(guò)熱問(wèn)題不容忽視，其成因復(fù)雜多樣，涵蓋燃料、燃燒及汽水系統(tǒng)等多個(gè)方面。通過(guò)采取優(yōu)化燃料管理、精準(zhǔn)調(diào)控燃燒過(guò)程以及強(qiáng)化汽水系統(tǒng)維護(hù)等一系列針對(duì)性措施，可有效緩解爐管過(guò)熱困境，保障 DZH 生物質(zhì)鍋爐的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，充分發(fā)揮生物質(zhì)能的優(yōu)勢(shì)，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。