Polttoaineseoksen ja prosessiolosuhteiden vaikutus kerrosleijukattilan tulistinalueen likaantumiseen

Abstract

Työn tavoitteena oli löytää yhteys kerrosleijukattilaan syötetyn polttoaineseoksen sekä kattilan likaantumisen välille. Tulistinalueen likaantumista tutkittiin kahden kerrostumasondin avulla 28 päivää kestäneellä mittausjaksolla. Mittausten aikana otettiin näytteitä polttoaineseoksesta, lentotuhkasta sekä nuohouksen aikaisesta tuhkavirrasta. Mittausjakson jälkeen myös sondien tuhkakerrostumien pitoisuudet määritettiin.

Mittausjakson aikana sondien jättöpinnoille muodostui tuhkakerrostumaa, joka voitiin poistaa nuohouksella, kun taas tulopinnalle syntyi pysyvää kerrostumaa. Nuohouksella irtoavan tuhkakerrostuman havaittiin sisältävän suuremmat pitoisuudet piitä, alumiinia, natriumia ja kaliumia kuin kattilan läpi jatkuvasti kulkevan lentotuhkan. Tuhkakerrostuma, jota ei nuohouksella saatu poistettua, sisälsi enemmän natriumia, rikkiä, kaliumia ja lyijyä kuin muut tuhkanäytteet.

Polttoaineista turpeella oli merkittävin vaikutus likaantumiseen. Turpeen osuuden ollessa suurimmillaan jäivät jättöpinnan tuhkakerrostuman lämpövastukset pienemmiksi kuin muulloin eli lyhytaikaista kerrostumaa syntyi tällöin vähemmän. Pysyvän kerrostuman kasvu hidastui, kun turpeen osuus oli suuri, ja jopa pysähtyi, kun turpeen osuus oli 42-51 %.

Prosessiolosuhteista tutkittiin kattilan kuorman vaikutusta likaantumiseen. Havaittiin, että ajettaessa kattilaa isommilla kuormilla, syntyi lyhytaikaista kerrostumaa vähemmän kuin muulloin.

The objective of this thesis was to find a connection between the fuel blend that was fed into a bubbling fluidised boiler and the fouling that appeared in the boiler. The measurement period took 28 days during which the fouling was studied with two deposit probes situated in the superheater area. During the measurement period samples from the fuel blend, the fly ash and the ash flow during the sootblowing period were collected. After the measurement period also an elementary analysis from the ash deposits collected from the probes was done.

Such deposits, that could be removed by sootblowing were formed to the lee sides of the probes during the measurement period. To the windward sides of the probes formed permanent deposits. The deposits which could be removed by sootblowing were found to have greater concentrations of silicon, aluminium, sodium and potassium than regular fly ash. The ash deposits which could not be removed by sootblowing contained more sodium, sulphur, potassium and lead than other ash samples.

Peat had the most significant effect on fouling. When the amount of peat in the fuel blend was at its highest the thermal resistance of the ash deposit on the lee side of the probe was smaller than at other times, meaning that there formed less short-term deposit. The growth of the permanent deposit became slower, when the amount of peat was great. The growth even stopped when the amount of peat was 42-51 %.

From the operating conditions the boiler load and its effects to the fouling were studied. It was observed that when the boiler load was high less short-term ash deposit was formed than at other times.