在生物質(zhì)鍋爐的運行周期中，夏季低負(fù)荷工況常被視為 “隱形殺手”。當(dāng)外界氣溫攀升至 30℃以上，企業(yè)為匹配生產(chǎn)節(jié)奏或降低能耗，往往將鍋爐負(fù)荷調(diào)至設(shè)計值的 50% 以下，此時尾部受熱面（省煤器、空氣預(yù)熱器等）的積灰問題會驟然凸顯。這種看似緩慢積累的灰層，不僅會導(dǎo)致鍋爐熱效率下降 5%-8%，更可能引發(fā)管束腐蝕、煙氣阻力激增等連鎖故障，成為制約生物質(zhì)能源高效利用的關(guān)鍵瓶頸。

一、積灰嚴(yán)重的底層邏輯

夏季低負(fù)荷運行時，尾部受熱面積灰的加劇是 “溫度場失衡 - 流速場紊亂 - 灰分特性異變” 三重作用的結(jié)果。

從溫度維度看，低負(fù)荷運行使?fàn)t膛燃燒強度減弱，煙氣在尾部受熱面區(qū)域的溫度較設(shè)計值降低 40-60℃（常降至 300℃以下）。這一溫度區(qū)間恰好處于生物質(zhì)灰分的 “黏結(jié)窗口”—— 當(dāng)灰分溫度低于變形溫度（DT）卻高于露點溫度時，灰粒表面會形成黏性液膜，如同給飛灰附上 “膠水”，使其更易吸附在管壁表面。夏季環(huán)境溫度高，鍋爐散熱效率下降，進(jìn)一步延長了煙氣在低溫區(qū)的滯留時間，為黏結(jié)灰的形成提供了充足條件。

流速場的變化同樣關(guān)鍵。設(shè)計工況下，尾部煙道煙氣流速約為 12-18m/s，足以將大部分細(xì)灰顆粒帶走；而低負(fù)荷時流速降至 6-8m/s，遠(yuǎn)低于灰粒的臨界攜帶速度（約 10m/s）。加之夏季車間通風(fēng)加強，可能導(dǎo)致爐膛負(fù)壓波動，使煙氣流速忽快忽慢，形成局部渦流區(qū) —— 在省煤器彎頭、空氣預(yù)熱器管束間隙等部位，渦流會使灰粒因離心力附著在管壁，形成 “渦流沉積帶”。某生物質(zhì)熱電廠的實測數(shù)據(jù)顯示，低負(fù)荷時尾部受熱面的灰沉積速率是滿負(fù)荷時的 2.3 倍，其中渦流區(qū)的積灰厚度可達(dá)其他區(qū)域的 3 倍。

生物質(zhì)燃料的灰分特性在此工況下也會發(fā)生異變。夏季多雨導(dǎo)致燃料含水率上升（常超過 20%），燃燒時易產(chǎn)生更多未燃盡碳顆粒（焦渣），這類顆粒表面多孔、吸附性強，進(jìn)入尾部煙道后會成為積灰的 “核心載體”。同時，低負(fù)荷燃燒不充分使煙氣中飛灰的粒徑分布向細(xì)顆粒（＜10μm）偏移，這類細(xì)灰具有更強的擴散性，能繞過氣流阻力直接黏附在管壁，形成難以清除的 “致密灰層”。

二、積灰?guī)淼倪B鎖危害

尾部受熱面的積灰絕非簡單的 “傳熱阻礙”，其危害具有隱蔽性和累積性特點。

最直接的影響是熱效率驟降。1mm 厚的灰層（導(dǎo)熱系數(shù)約 0.15W/(m?K)）會使傳熱熱阻增加 5-8 倍，導(dǎo)致排煙溫度升高 15-25℃。按一臺 10t/h 生物質(zhì)鍋爐計算，僅此一項每日多耗燃料 1.2 噸，年額外成本超 10 萬元。某紡織廠的運行記錄顯示，夏季低負(fù)荷運行 30 天后，鍋爐熱效率從 86% 降至 79%，蒸汽產(chǎn)量無法滿足染整工序需求。

更嚴(yán)重的是積灰引發(fā)的腐蝕問題?；覍酉路揭仔纬?/span> “缺氧微環(huán)境”，生物質(zhì)灰分中的 KCl、Na?SO?等成分會在潮濕條件下發(fā)生水解，產(chǎn)生 HCl、H?SO?等酸性物質(zhì)，導(dǎo)致管壁發(fā)生 “灰下腐蝕”。這種腐蝕速率可達(dá) 0.3mm / 年，遠(yuǎn)高于正常工況下的 0.05mm / 年，嚴(yán)重時 6 個月就需更換管束。

此外，積灰過多會使尾部煙道阻力增加 300-500Pa，迫使引風(fēng)機超負(fù)荷運行，電流上升 10%-15%，不僅耗電量增加，還可能因風(fēng)壓不足導(dǎo)致爐膛正壓，引發(fā)噴火、冒煙等安全隱患。

三、系統(tǒng)性解決策略

破解夏季低負(fù)荷積灰難題，需構(gòu)建 “預(yù)防 - 監(jiān)測 - 清除” 三位一體的治理體系，結(jié)合工況特點精準(zhǔn)施策。

運行參數(shù)優(yōu)化是基礎(chǔ)。通過調(diào)整一二次風(fēng)配比，在低負(fù)荷時保持爐膛出口煙溫不低于 350℃，避開灰分黏結(jié)窗口。某企業(yè)采用 “分段送風(fēng)” 技術(shù)：將一次風(fēng)率從設(shè)計值的 60% 降至 45%，同時提高二次風(fēng)風(fēng)速至 35m/s，增強氣流擾動，使尾部煙溫穩(wěn)定在 380℃左右，積灰速率降低 40%。此外，控制燃料含水率在 15%-18%，通過烘干設(shè)備去除多余水分，減少細(xì)灰生成。

清灰方式升級需針對性選擇。對于松散灰，可采用 “脈沖吹灰 + 聲波清灰” 聯(lián)合方式：每日早班啟動壓縮空氣脈沖吹灰（壓力 0.6-0.8MPa），重點清理省煤器；中班開啟聲波清灰器（頻率 150-200Hz），清除空氣預(yù)熱器的細(xì)灰。對于黏結(jié)灰，需定期采用 “蒸汽吹灰 + 機械振打”：每周一次用 3.5MPa 飽和蒸汽吹掃，配合振打裝置（振幅 5-8mm）打破灰層結(jié)構(gòu)。某生物質(zhì)電站的實踐表明，優(yōu)化清灰周期后，尾部受熱面積灰厚度控制在 0.5mm 以內(nèi)，排煙溫度穩(wěn)定在 150℃以下。

設(shè)備結(jié)構(gòu)改造提供長效保障。在尾部受熱面加裝 “導(dǎo)流板”，優(yōu)化煙氣流場，消除渦流區(qū)；將省煤器管束間距從 30mm 增至 40mm，降低灰粒碰撞概率。對于新建鍋爐，可選用 “膜式壁省煤器”，其光滑的鰭片結(jié)構(gòu)減少了積灰附著點，清灰效率提升 25%。

在線監(jiān)測技術(shù)是智慧化手段。在尾部受熱面安裝紅外測溫儀和差壓變送器，實時監(jiān)測排煙溫度與煙道阻力變化。當(dāng)排煙溫度較基準(zhǔn)值升高 10℃或阻力增加 200Pa 時，自動啟動清灰程序。某項目引入 AI 圖像識別技術(shù)，通過攝像頭捕捉受熱面灰層厚度，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析預(yù)測積灰趨勢，使清灰次數(shù)從每日 3 次降至 1 次，既保證效果又減少能耗。

夏季低負(fù)荷運行時的尾部受熱面積灰問題，本質(zhì)是鍋爐設(shè)計工況與實際運行條件不匹配的產(chǎn)物。只有充分認(rèn)識灰分特性與工況參數(shù)的關(guān)聯(lián)規(guī)律，從燃料預(yù)處理、運行調(diào)控、設(shè)備改造等多維度發(fā)力，才能將積灰危害控制在最低限度。這不僅能提升生物質(zhì)鍋爐的經(jīng)濟性和安全性，更能為夏季能源保供提供可靠保障，推動生物質(zhì)能源在 “雙碳” 目標(biāo)下發(fā)揮更大價值。