【摘 要】 木材是一种比较原始的燃料，传统燃烧方式的效率不高，而且会产生大量的烟尘，给环境带来严重的污染。但是在某些特殊行业，仍然将木材作为锅炉的主要燃料。本文就从燃木材锅炉对流受热面产生积灰的特点和原理入手，介绍一些常见的清灰措施。
【关键词】 燃木材锅炉 对流管束积灰 清灰措施
目前，我国仍有一部分锅炉将木材作为主要的燃料，木材在锅炉中燃烧的质量和效率并不高，在木材燃烧的过程中，会产生大量的烟尘。这些烟尘在经过锅炉的过热器、省煤器、空预器等对流受热面时，因为灰的特性、烟气流速、是否有效吹灰等原因，会造成对流受热面就产生积灰。这些积灰不仅使对流受热面的热阻增大，传热变坏，使锅炉效率和蒸发量下降；还对与烟气接触的表面造成灰腐蚀，缩短受热面管子的使用寿命，严重的时候还会造成锅炉的安全事故。所以，我们要从木材灰的特性、对流受热面的积灰原理入手，着重解决对流管束的清灰问题。
1 木材灰的成分及其特性
木材的灰分在燃料中分布比较均匀，含有较多种元素，其中Si、K、Na、S、Cl、P、Ca、Mg、Fe是导致结渣和积灰的主要元素。木材的种类不同，其燃烧后产生的灰的熔点也变化很大。而且飞灰的粒度相对较小，易于被烟气从炉膛中带出，从而加大对流受热面的积灰可能。
2 对流管束积灰产生的原理
对流管束积灰是指在锅炉的对流面形成的一种飞灰聚集的现象。根据积灰的强度来进行划分，可以分成松散型积灰和粘结性积灰。
第一，松散性积灰。此种积灰是一个物理性过程，积灰主要出现在管子的背风面，只有在含灰气流的速度很低时，才会在迎风面上产生，积灰的程度与烟速、灰粒大小、灰的浓度及受热面的结构有关。第二，粘结性积灰，粘结性积灰的产生是一个物理——化学过程，即烟气中的飞灰经过物理化学反应过程，使灰粘在管壁上，它具有坚实、硬结状、不易除掉等特点，此种灰对锅炉运行危害大。这种积灰可以分为高温粘结灰和低温粘结灰。
燃木材锅炉对流管束积灰产生的原理非常复杂，目前尚无准确定论，但目前主流的看法认为，这种在锅炉对流面形成的积灰主要是在静电力和表面张力的双重作用下形成的。这是因为，木材燃烧所产生的飞灰颗粒相对较小，所以具有的表面能比较大。当飞灰的颗粒和锅炉的管壁发生接触时，飞灰颗粒和管壁产生的吸附力要比飞灰颗粒本身的重力大，飞灰就会被吸附到锅炉的管壁上。一般情况下，木材燃烧所产生的飞灰颗粒，直径会在3-5μm之间。再加上烟气流中的灰尘会产生一定的静电，若飞灰颗粒的直径不超过10μm，在静电的作用下，飞灰颗粒本身的重力也会被克服，从而使飞灰被吸附在管壁上，形成积灰。
3 清除对流管束积灰的主要措施
锅炉对流管束积灰会受到木材的特性、燃烧温度和对流管束结构差异的影响，所以导致还没有一种能彻底解决这一问题的有效方法。只依靠锅炉的设计和工作方式的转变并不能从根本上解决锅炉对流管束的积灰问题，所以还需要我们进行更深入地探索。通过大量的实践证明，使用吹灰器，并保证一定的数量，就能很好地清除对流受热面的积灰，并具有较好的预防对流面积灰的作用，显著提高锅炉的效率，并延长锅炉的使用寿命，为保证锅炉的安全生产提供坚实的后盾。
（1）使用气体或者蒸汽吹灰的方式。如果锅炉对流受热面之间间隔的距离比较小且烟气温度相对较低，就可以使用气体或者蒸汽的吹灰方法来清除积灰。在这种情况下，可以采用固定式吹灰器来进行清灰处理。固定式吹灰器的吹灰管具有多喷嘴和不退出的结构。锅炉尾部对流受热面进行固定吹灰喷嘴的形状有很多，例如圆柱形喷嘴、拉法尔形喷嘴、长方形喷嘴等。在使用这种吹灰方式时，一定要确保吹灰器的安装位置非常准确。否则，就会对锅炉的受热面管子造成严重的磨损。
（2）使用钢珠进行清灰处理。钢珠清灰主要是针对规模较大的锅炉而言的。具体操作就是在锅炉尾部的上端将钢珠倒在换热管上。该方法的主要原理就是利用钢珠和管道之间因为碰撞而产生的力量清除积灰。钢珠清灰最大的优势就是对松散性积灰和粘结性积灰都能进行有效清除，钢珠能重复使用，还能降低风机电耗等优点。
钢珠清灰的结构是由四个部分所组成的，即输送、传播、收集和分离。采用这种方法需要在锅炉尾部的对流受热面的一侧安装一个钢珠收集器或者是钢珠的储存器。如果锅炉需要清除积灰，只需要打开箱门，这样钢珠就会在自身的重力作用下滑落，然后利用专门的传播器，将钢珠分配到对流受热面上。这样通过钢珠的撞击作用，积灰就会和钢珠一起，进入到烟灰分离器中，对钢珠进行清洁，之后再回到钢珠的收集箱中，实现钢珠的循环利用。
（3）利用激波吹灰的方法进行清灰处理。激波是利用乙炔（煤气、天然气、液化气）等常用可燃气体和空气，经过各自的流量测控系统后，按一定比例进行均匀混合，然后送入燃烧室中燃烧。与常规的燃烧过程和燃烧方式有所不同，燃气脉冲燃烧是利用不稳定燃烧气体在高湍流状态下，产生压缩波，形成动能、声能、热能。这种燃烧速度较快，燃烧产生的气体压力被限制在一定的范围之内，在输出管的喷口处发射冲击波能与积灰状况适应。通过冲击波的作用使受热面上的积灰脱落，将被污染受热面上的灰尘颗粒、松散物、粘合物及沉积物除去，达到降低锅炉尾部排烟温度，提高锅炉热效率。
4 结语
综上所述，燃木材锅炉对流管束积灰的形成过程是非常复杂的。为了减少对流受热面积灰对锅炉造成的影响，在锅炉的日常工作中，需要根据积灰产生的原理及锅炉运行的实际情况，采取针对性的清灰措施。同时，在做好吹灰工作的同时，还应该加强清灰的力度，对清灰的方法进行创新，这样就能很好地解决锅炉对流管束积灰的问题。
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