生物质锅炉的应用、发展和改善

生物质锅炉的应用、发展和改善

胡波

华电湖北发电有限公司电力工程分公司 湖北省黄石市 435000

摘要：在时代不断进步的背景下，推动各个行业蓬勃发展，生物质锅炉也得到广泛应用。在技术应用过程中，要针对具体问题进行集中处理，确保管控机制和管理措施的稳定性，也要对相关技术模型展开深度优化，确保技术发展效果的综合性优化。本文对生物质锅炉技术现状进行了简要分析，并对问题和解决措施展开了集中讨论，旨在为技术研究人员提供更加有价值的参考建议。

关键词：生物质；锅炉；现状；对策

引言

锅炉是一种能量转换设备，其中生产蒸汽的锅炉在工业化生产中得以广泛应用。按使用的燃料种类来分，主要分燃煤锅炉、燃气锅炉和生物质锅炉。随着国家环保条例的不断完善，社会对环境污染治理的重视，燃煤锅炉越来越不能适应环保的要求，许多地方已明确禁止新上燃煤锅炉项目，已装的燃煤锅炉逐步关停或煤改气。燃气锅炉在环保方面虽有明显优势，但由于有些地方燃气短缺和管道建设不完全，锅炉设计和运行安全要求高，吨蒸汽燃料成本远高于燃煤锅炉，所以影响燃气锅炉的推广。在此背景下，燃烧特性和燃煤相近，既满足环保排放要求，运行燃料成本又低的生物质锅炉迎来发展机遇，应用日益广泛，成为我公司在泰国建厂的首选锅炉。

1概述生物质与生物质锅炉的特性

1.1生物质的定义

研究生物质锅炉首先要清楚生物质的定义，生物质的定义较为广泛，通过光合作用形成的各种有机物都被称为生物质，不仅包括动植物，还包括微生物。作为绿色新能源的生物质能，则是指将生物质体内蕴藏的能量（将太阳能转化为化学能）转化为实际意义上的固态、液态、气态燃料。作为目前新能源领域唯一一种可再生的碳源能量，研究其节能减排性质十分关键。目前，作为主要的生物质来源的有农业废弃物、林业废弃物、工业生产废弃物等，例如，农作物中的秸秆、淀粉类作物、油料作物、工业废气有机物、烟梗、动物排泄物等。

1.2生物质燃料燃烧特性

第一，玉米秸秆。发热量低，燃烧后易粘结。因此当受热面灰粘结后，会导致导热阻力增大，大面积结焦。第二，小麦秸秆。水分通常较高，成包麦草容易板结，易产生堵塞推料机的情况。第三，稻壳。易燃但不易烧尽，会造成热损失、加速尾部受热面磨损，同时质轻，在负压作用下会有部分稻壳在炉膛内形成悬浮燃烧，造成锅炉负压、参数不稳。第四，花生壳。杂质多，易造成炉排后部结焦，同时细砂多，易造成局部缺氧、燃烧不完全。第五，纯木块。水分较大，不易燃，发热量大，点燃后燃烧时间长，不易燃尽。第六，锯末。不可单独燃烧，炉排震动时，易造成爆燃，致使炉膛产生较大正压。第七，麦糠。重量轻，燃烧时间短。不同的生物质燃料应进行科学配比后进行混烧，才可减少对锅炉使用寿命的影响，提升生物质燃烧效率。

2生物质锅炉技术现状

（1）流化床燃烧锅炉，相较于普通的锅炉结构，其燃烧后主要呈现颗粒状，并且物质在流化床内部处于流化状态，其水分较高，技术模型有利于燃烧效率的综合性升级。生物质燃料有利于生物质完全燃烧，提升整体效率，需要借助砂子、高铝砖屑等，对于进入其内部的燃料尺寸也会产生一定的影响。由于需要对生物质进行集中的干燥和粉碎操作，就要对其进行有效的预处理。特别是对于类似稻壳、木屑等物质，在燃烧后要产生飞灰，实际硬度较高，维持床料流化速率。由于风机的应用耗电量，且成本较高，应用范围还存在局限性。（2）层燃保护机制，由于层燃框架是较为常见的燃烧处理机制，主要是利用燃烧情况对相关参数的变化进行集中处理，沿着锅炉上床层的高度进行处理，水冷针振动等参数也会发生改变。借助层燃技术进行锅炉燃烧，尤其操作方便且投资和运行费用较高，在实际应用模型中，运动速度和振动频率都能得到有效调整，确保内部留有足够的悬浮空间，也能有效延长物质留存在锅炉内的时间，在保证要求配比结构的同时，能对相关参数和燃烧速率有更加清晰的认知和分析。

3提高生物质锅炉燃烧效率的方法

3.1实现均匀燃烧，从而提高锅炉燃烧效率

（1）许多工厂为连续化生产，用汽量24小时基本均衡稳定，故要求锅炉供出的蒸汽压力及品质稳定。实现均匀燃烧首先实现进料均匀，保持连续进料、防止断料。就像开汽车正常运行时，油门轻重要均匀一样。燃烧稳定，用汽量波动时调整要勤调、少调，防止大幅起落式的调整。其次是控制好燃料的质量。供应商提供的袋装的成品粉状秸秆燃料，要符合秸秆入炉尺寸要求，尽量细碎，粒度合适，保持与氧气的良好结合面。燃料水分保持在20%以下，降低着火温度。燃料灰分保持在18%以下，以提高燃尽程度。尽量选用木质或者竹质的生物质颗粒燃料以提高锅炉的燃烧效率，尽量避免使用康粉燃料。（2）在投料区料斗后面的出料口加装调节闸板以调节出料量的大小，初步进行燃料量的控制。（3）为及时响应生产线偶尔的波动，实现自动控制，在传输带传动装置的动力控制系统加装变频器，在锅炉蒸汽出管上加装压力传感器，通过设定一个车间稳定使用的蒸汽压力中间值，通过压力传感器与控制电机转速的变频器联锁控制，通过PID调节实现传送带速度的无极调节以控制燃料输送速度，以保障燃料的充分燃烧，提高自动化程度。

3.2锅炉燃烧室科学设计，以提高锅炉燃烧效率。

生物质锅炉燃烧方式为悬浮燃烧。一种进料方式是利用送料鼓风机将生物质颗粒燃料与气流均匀混合送到投料风机的进口，吸入气流混料罐中在气流作用下均匀分散后，从喷吹管喷吹进入锅炉炉膛前部的高温的燃烧室燃烧并产生大量可燃性烟气，在引风机作用下进入锅炉上回程对流段以保证充分燃烧，释放热量。故生物质锅炉设计为微负压燃烧，即引风机安装在锅炉本体、省煤器的后面；锅炉一般采用自然循环的汽包锅炉，炉膛型式及几何尺寸需精心设计，长宽高的比值对燃烧效果非常关键。炉膛深度应尽量符合火苗的长短，对于中心回燃式的锅炉还应加大出口处的直径，保证回流燃气所占的体积。由于安装地势或其他原因，另一种进料燃烧方式是用螺旋输送上料机提升至上方进料。这种方式需增加一次鼓风机，在提供燃烧用空气的同时，起到扰动的作用。送风管是一根通向锅炉炉膛，一根通向密闭式料斗，以保证燃料燃烧所需的足够的氧气，以达到完全燃烧的目的。当然一次鼓风与后面的二次引风的风量、风压的配比是关键参数，且根据燃料情况变化而需要调整，故一次鼓风机和二次引风机控制都需增加变频器控制。

结语

通过以上措施和控制，促进生物质燃料在锅炉中的完全燃烧。燃料充分完全燃烧才能提升锅炉热效率，保证生物质锅炉的节能效益最大化。生物质颗粒燃烧锅炉的推广和使用符合我国建设节约型社会的基本要求和实现可持续发展战略的基本国策，具有十分突出的经济效益、社会效益和环境效益，为缓解我国以及世界范围内的能源紧张问题和环境污染问题提供了解决的思路和方法，对于环境的保护和资源的有效利用具有重要的意义。

参考文献

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