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              生物質鍋爐的現狀及生物質燃料燃燒應用研究

              2021年08月30日 16:54

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              隨著一次能源儲量日益枯竭以及礦物能源的無節制利用引發的環境污染問題日趨嚴重,以高新技術開發清潔、可再生的新能源以替代煤炭、石油和天然氣等不可再生能源,是解決能源危機和環境問題的有效途徑。農林廢棄物、秸稈和樹皮等生物質能源因為具有儲量豐富、低污染和可再生等特點,逐漸成為研究和利用的熱點。近年來,生物質直燃發電技術在國內得到了快速的發展。
              1、生物質鍋爐及生物質鍋爐的分類
              生物質鍋爐是以生物質能源做為燃料的鍋爐,分為生物質蒸汽鍋爐、生物質熱水鍋爐、生物質熱風爐、生物質導熱油爐等。按照用途,生物質鍋爐可分為兩類:生物質熱能鍋爐和生物質電能鍋爐,二者都是通過生物質燃料燃燒獲取能量。生物質熱能鍋爐直接獲取熱能,而生物質電能鍋爐又將熱能轉化成了電能。在這兩種鍋爐中,生物質熱能鍋爐應用最廣泛且技術比較成熟。
              2、生物質鍋爐存在的問題
              生物質鍋爐具有燃燒效率高、污染排放少、燃燒剩余物可用于改善土壤,生物質資源可再生,保護生態環境等優點,但在實際使用中也存在不少問題。
              2.1 沾污與腐蝕
              目前市面上的生物質鍋爐都存在受熱面積灰、過熱器結渣和沾污的問題。積灰主要是由于生物質中含有較多的堿性物質,在高溫燃燒環境下,堿性物質極易與相關無機元素在爐膛內形成熔渣或以蒸汽和飛灰顆粒的形式附著于受熱面,影響鍋爐的熱效率,甚至局部傳熱面會被沾污覆蓋而失去傳熱性能。跟燃煤鍋爐一樣,生物質鍋爐也存在腐蝕的問題,與燃煤鍋爐有所區別的是生物質鍋爐的腐蝕主要以氯腐蝕為主,且腐蝕率隨蒸汽溫度的升高而不斷升高。腐蝕發生的位置一般在過熱器的受熱面上。
              2.2 結渣
              在燃燒生物質的鍋爐中還有一個比較嚴重的問題便是結渣的問題,一旦出現結渣便會影響燃料燃燒的充分性,降低熱效率。特別是在流化床燃燒方式中,生物質中的堿性元素(主要是鈉和鉀)與床料中的石英砂發生反應,形成低溫共熔混合物粘附在沙子表面,形成結渣,因此需要在床料中增加惰性添加劑來減少結渣的形成。
              2.3 有害氣體的排放
              雖然生物質燃料相對于化石燃料是比較清潔的,但在燃燒后排放的廢氣中仍可以監測到 SO2氣體和HCL氣體,而且HCL氣體的排放量遠高于煤的燃燒,這主要因為生物質中的高氯含量。這些排放物容易與生物質中的鉀元素反應形成氣溶膠,對空氣造成污染,可以在排煙口增加煙氣凈化器來減少污染。
              2.4 熱能損失
              生物質鍋爐燃燒中的熱損失主要為煙氣熱損失,大量煙氣熱量經煙囪排出,容積熱煙氣的損失極大地降低了生物質鍋爐的效率。造成煙氣熱損失的原因為生物質燃料含有較多水分,水分含量高的生物質燃料進入爐子后需要用更高的干燥溫度和更長的干燥時間來降低含水量,水分含量越大,生物質低位發熱量就越低。
              所以,燃燒含水量較高的生物質燃料時,爐內溫度場較低,燃燒比較困難,較多的水分也增加了煙氣體積,使得排煙熱損失增加。為了減少生物質鍋爐燃燒中的熱損失,可以合理選擇相應的燃燒方式,使得燃燒充分,在鍋爐的尾氣出口增加余熱回收裝置,提高生物質鍋爐的熱效率。
              3、生物質鍋爐的應用及在農業中的應用探討
              3.1 大成生物質鍋爐燃料燃燒應用技術

              全自動控化程序控制、熱效率高、操作及維護簡便。

              一、鍋爐自動化程度高:
              鍋爐操作控制采用PLC電控操作,鍋爐送料、出渣、爐膛溫度、爐排調速,引風、鼓風都采用變頻及自動控制,系統設置了一套手動操控裝置,以備調試、維修及系統計算機出現故障使用,而水泵更是設置了一套常規繼電接觸器控制裝置,確保鍋爐任何情況下都能可靠自動給水。
              二、鍋爐熱效率高:
              鍋爐設計熱效率:≥86%;適應燃料含水份40%左右。
              三、鍋爐封閑式給料系統:
              大成生物質鍋爐“給料系統”根據不同生物質燃料,如:生物質成型燃料、生物質
              散料切片、樹皮等采用專用給料機構送料裝置,即封閑式送料(給料系統由料倉、送料
              機構、分料裝置)等組成。
              優點:分料過程采用全自動變頻控制給料機構,通過給料裝置把生物質成型燃料、生物
              質散料切片、樹皮等、生物質壓塊推進鍋爐爐膛,均勻分布在燃燒室爐排面上。
              打破了其它生物質廠家傳統的“用上煤機把料送入加煤斗”式給料方式。杜絕了傳
              統煤斗式加料搭橋、回火等問題。

              四:鍋爐二次給風設計與布局優勢:
              生物質鍋爐與燃煤鍋爐、柴爐的最大區別是增加了二次給風,然而二次風管風向如何布局?則是生物質鍋爐的重中之重,布局好了,則讓二次風向優勢提高了爐膛助燃的效果,二次風布局好了也是鍋爐燃料低能耗的幫助。

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