生物質(zhì)是一種清潔、低廉、可再生的新能源，其利用過程中二氧化碳的排放幾乎為零，對于我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有非常重要的意義。直接燃燒是生物質(zhì)利用的主要方式之一，然而生物質(zhì)在燃燒過程中存在的結(jié)渣問題限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。本文從結(jié)渣現(xiàn)象的概念入手，介紹了生物質(zhì)結(jié)渣判別和預(yù)測的指標(biāo)，概述了常見的結(jié)渣研究方法和技術(shù)，然后從燃料特性、運(yùn)行條件和鍋爐結(jié)構(gòu)等方面重點(diǎn)分析了生物質(zhì)燃燒過程中結(jié)渣行為的影響因素并總結(jié)了結(jié)渣機(jī)理，最后就目前生物質(zhì)結(jié)渣行為研究中存在的問題提出了展望。

1 生物質(zhì)燃燒過程中的結(jié)渣現(xiàn)象

結(jié)渣是指由于軟化或熔融的灰粒冷卻不充分，遇到 較低溫度的壁面時生成的熔渣，熔渣可能在壁面不斷生 長、團(tuán)聚 。結(jié)渣現(xiàn)象可能發(fā)生在燃燒期間，也可能出 現(xiàn)在燃燒之后，發(fā)生位置大多是鍋爐的受熱面上（如爐 膛水冷壁、屏式過熱器等），也可能在床層中，不同種 類的生物質(zhì)燃燒過程中形成的灰渣差異也很明顯。結(jié)渣既是復(fù)雜的物理化學(xué)過程，也是非常復(fù)雜的氣固多相湍流輸運(yùn)問題 。

2 結(jié)渣問題的危害

結(jié)渣問題是生物質(zhì)燃料在燃燒過程中普遍存在的 棘手問題。渣塊附著在壁面上，既難以清理，還會對 燃燒器和鍋爐本身的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成極大的干擾。 結(jié)渣現(xiàn)象導(dǎo)致?lián)Q熱器的傳熱能力下降。結(jié)渣增加 了受熱面的傳熱阻力，削弱了傳熱效率。在結(jié)渣 2h 后，水冷壁的傳熱能力就降低了約 50%。傳熱惡化會 導(dǎo)致爐膛出口煙溫的急劇上升，一旦溫度超過一定數(shù) 值，出于安全考慮，鍋爐就必須降負(fù)荷運(yùn)行，這影響了鍋爐的正常運(yùn)行。

結(jié)渣問題降低了燃燒效率。結(jié)渣包覆在生物質(zhì)燃料周圍，阻礙了燃料的完全燃燒，增加了熱量損失，甚至 還會造成燃料在煙道內(nèi)再燃燒。結(jié)渣出現(xiàn)前，鍋爐內(nèi)有效利用的熱量超過了 50%，而在 結(jié)渣出現(xiàn)后，這一比例急劇下降到個位數(shù)。 最后，結(jié)渣可能帶來很多運(yùn)行時的安全問題。覆 蓋在受熱面上的渣塊不僅會導(dǎo)致受熱強(qiáng)度下降，還可 能導(dǎo)致水的循環(huán)速度下降，破壞正常的水循環(huán)，嚴(yán)重 時可能引發(fā)爆管事故。此外，燃燒器的噴口出現(xiàn)結(jié)渣， 則可能導(dǎo)致配風(fēng)出現(xiàn)問題，最終破壞正常的燃燒。大渣塊如若脫落，則可能打壞受熱面，嚴(yán)重時導(dǎo)致爆炸事故，影響到設(shè)備及操作人員的安全 。

3 生物質(zhì)燃燒過程中結(jié)渣的預(yù)防與抑制

生物質(zhì)原料收集過程中，應(yīng)注意原料質(zhì)量，減少塵土砂石等帶入，同時盡可能地清除燃料中各種可能出現(xiàn)的雜質(zhì)。注意嚴(yán)格限制燃料粒徑，這是因?yàn)槿?料粒徑過大可能導(dǎo)致爐膛內(nèi)火焰中心過高，爐膛出口 易出現(xiàn)結(jié)渣；燃料粒徑過大還會造成燃料不能完全燃 燒，未完全燃盡的燃料落入冷灰斗后可能發(fā)生再次燃 燒，從而導(dǎo)致結(jié)渣。此外，對生物質(zhì)原料進(jìn)行適當(dāng)?shù)?洗預(yù)處理也可以減少結(jié)渣的可能性。

控制適宜的燃燒溫度在穩(wěn)定燃燒的情況 下，合理調(diào)節(jié)配風(fēng)和燃料，維持合理的爐膛溫度（不 超過灰熔點(diǎn)溫度），可有效抑制結(jié)渣的形成。研。最后，將鍋爐熱負(fù)荷維持在合適值。這是因?yàn)樵诔?fù)荷運(yùn)行時，爐膛內(nèi)合理的燃燒區(qū)域和溫度場會被破壞，容易因局部超溫而引發(fā)結(jié)渣。