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                生物质锅炉的现状及生物质燃料燃烧应用研究

                2021年08月30日 16:54

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                随着一次能源储量日益枯竭以及矿物能源的无节制利用引发的环境污染问题日趋严重,以高新技术开发清洁、可再生的新能源以替代煤炭、石油和天然气等不可再生能源,是解决能源危机和环境问题的有效途径。农林废弃物、秸秆和树皮等生物质能源因为具有储量丰富、低污染和可再生等特点,逐渐成为研究和利用的热点。近年来,生物质直燃发电技术在国内得到了快速的发展。
                1、生物质锅炉及生物质锅炉的分类
                生物质锅炉是以生物质能源做为燃料的锅炉,分为生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉等。按照用途,生物质锅炉可分为两类:生物质热能锅炉和生物质电能锅炉,二者都是通过生物质燃料燃烧获取能量。生物质热能锅炉直接获取热能,而生物质电能锅炉又将热能转化成了电能。在这两种锅炉中,生物质热能锅炉应用最广泛且技术比较成熟。
                2、生物质锅炉存在的问题
                生物质锅炉具有燃烧效率高、污染排放少、燃烧剩余物可用于改善土壤,生物质资源可再生,保护生态环境等优点,但在实际使用中也存在不少问题。
                2.1 沾污与腐蚀
                目前市面上的生物质锅炉都存在受热面积灰、过热器结渣和沾污的问题。积灰主要是由于生物质中含有较多的碱性物质,在高温燃烧环境下,碱性物质极易与相关无机元素在炉膛内形成熔渣或以蒸汽和飞灰颗粒的形式附着于受热面,影响锅炉的热效率,甚至局部传热面会被沾污覆盖而失去传热性能。跟燃煤锅炉一样,生物质锅炉也存在腐蚀的问题,与燃煤锅炉有所区别的是生物质锅炉的腐蚀主要以氯腐蚀为主,且腐蚀率随蒸汽温度的升高而不断升高。腐蚀发生的位置一般在过热器的受热面上。
                2.2 结渣
                在燃烧生物质的锅炉中还有一个比较严重的问题便是结渣的问题,一旦出现结渣便会影响燃料燃烧的充分性,降低热效率。特别是在流化床燃烧方式中,生物质中的碱性元素(主要是钠和钾)与床料中的石英砂发生反应,形成低温共熔混合物粘附在沙子表面,形成结渣,因此需要在床料中增加惰性添加剂来减少结渣的形成。
                2.3 有害气体的排放
                虽然生物质燃料相对于化石燃料是比较清洁的,但在燃烧后排放的废气中仍可以监测到 SO2气体和HCL气体,而且HCL气体的排放量远高于煤的燃烧,这主要因为生物质中的高氯含量。这些排放物容易与生物质中的钾元素反应形成气溶胶,对空气造成污染,可以在排烟口增加烟气净化器来减少污染。
                2.4 热能损失
                生物质锅炉燃烧中的热损失主要为烟气热损失,大量烟气热量经烟囱排出,容积热烟气的损失极大地降低了生物质锅炉的效率。造成烟气热损失的原因为生物质燃料含有较多水分,水分含量高的生物质燃料进入炉子后需要用更高的干燥温度和更长的干燥时间来降低含水量,水分含量越大,生物质低位发热量就越低。
                所以,燃烧含水量较高的生物质燃料时,炉内温度场较低,燃烧比较困难,较多的水分也增加了烟气体积,使得排烟热损失增加。为了减少生物质锅炉燃烧中的热损失,可以合理选择相应的燃烧方式,使得燃烧充分,在锅炉的尾气出口增加余热回收装置,提高生物质锅炉的热效率。
                3、生物质锅炉的应用及在农业中的应用探讨
                3.1 大成生物质锅炉燃料燃烧应用技术

                全自动控化程序控制、热效率高、操作及维护简便。

                一、锅炉自动化程度高:
                锅炉操作控制采用PLC电控操作,锅炉送料、出渣、炉膛温度、炉排调速,引风、鼓风都采用变频及自动控制,系统设置了一套手动操控装置,以备调试、维修及系统计算机出现故障使用,而水泵更是设置了一套常规继电接触器控制装置,确保锅炉任何情况下都能可靠自动给水。
                二、锅炉热效率高:
                锅炉设计热效率:≥86%;适应燃料含水份40%左右。
                三、锅炉封闲式给料系统:
                大成生物质锅炉“给料系统”根据不同生物质燃料,如:生物质成型燃料、生物质
                散料切片、树皮等采用专用给料机构送料装置,即封闲式送料(给料系统由料仓、送料
                机构、分料装置)等组成。
                优点:分料过程采用全自动变频控制给料机构,通过给料装置把生物质成型燃料、生物
                质散料切片、树皮等、生物质压块推进锅炉炉膛,均匀分布在燃烧室炉排面上。
                打破了其它生物质厂家传统的“用上煤机把料送入加煤斗”式给料方式。杜绝了传
                统煤斗式加料搭桥、回火等问题。

                四:锅炉二次给风设计与布局优势:
                生物质锅炉与燃煤锅炉、柴炉的最大区别是增加了二次给风,然而二次风管风向如何布局?则是生物质锅炉的重中之重,布局好了,则让二次风向优势提高了炉膛助燃的效果,二次风布局好了也是锅炉燃料低能耗的帮助。

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