1、前言
我國具有豐富的農(nóng)業(yè)和林業(yè)資源，農(nóng)業(yè)和林業(yè)殘余物量大面廣，其中農(nóng)業(yè)秸、莖產(chǎn)量是糧食產(chǎn)量的1.4倍，近年來產(chǎn)量達6.5 -8億t；林木采集和林業(yè)加工剩余物也達上億噸，這是生物質(zhì)資源可利用的主要部分。農(nóng)林殘余物和其他有機廢棄物的資源化利用，是關系到社會可持續(xù)發(fā)展的重大課題。近年來國內(nèi)對生物質(zhì)資源的再利用研究，主要是通過熱分解方法來產(chǎn)生可燃氣體，從而達到再利用的目的，富通新能源專業(yè)生產(chǎn)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機、
秸稈顆粒機、
秸稈壓塊機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
生物質(zhì)熱分解燃料鍋爐是指將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的稻稈、油菜稈、玉米稈、麥稈等類生物質(zhì)在缺氧或微氧狀態(tài)下通過高溫熱化學反應，將其分解成可燃氣體，以該可燃氣體作為燃料的鍋爐設備。
2005年，我公司與國外某公司合作為陜西某熱電廠開發(fā)了4臺50t/h秸稈發(fā)電鍋爐，鍋爐將于近期投入生產(chǎn)加工。鍋爐設計的原則要求具有較高的熱效率和經(jīng)濟的投資和運行維護費用。
2、鍋爐主要技術規(guī)范
設計燃料及特性
鍋爐設計燃料為秸稈熱分解物，通過對秸稈熱分解產(chǎn)生的可燃氣體進行工業(yè)分析得到燃料特性如下：
3、鍋爐設計方案的選擇與確定
3.1鍋爐設計方案的選擇
在設計之初，根據(jù)業(yè)主對鍋爐結構布置的要求，并結合我公司多年來在設計方面積累的經(jīng)驗，我們對下面這種方案進行了初步設計。
這種方案以爐膛水冷壁下集箱為分界線，下部虛線部分為熱分解系統(tǒng)。通過設計工作的進一步展開，我們發(fā)現(xiàn)這種結構布置方式存在幾種缺點：第一，在對流管束下部將會存在煙氣死區(qū)，幾乎有40%～50%的受熱面沒有被有效利用，因而嚴重降低了受熱面的利用率；第二，由于采用了上下鍋筒布置方式，一方面給本體的支撐和施工帶來了很大困難，另一方面還增加了鍋爐本體的重量，同時也增加了鍋爐鋼架的負荷，無形中增加了設備的投資費用；第三，煙道轉彎較多，提高了煙氣阻力，增加了投資費用�；谶@些考慮，我們否定了這種方案。
在方案一的基礎上，雙方設計人員通過多次技術交流，并參考國內(nèi)外比較先進的設計技術，通過初步設計論證，確定了幾種比較可行的方案。為進一步確定施工圖的設計方向，通過設計人員對幾種方案的篩選和反復論證，確定方案二所示布置方式為最終的方案。這種方案基本上滿足了設計開始所確定的鍋爐設計原則，同時計算過程及結果都比較科學、合理，被設計人員認為是所有討論方案中比較完美的一種。
4、鍋爐結構布置特點
4.1整體布置介紹
鍋爐系單鍋筒、自然循環(huán)水管鍋爐，鍋筒中心標高為27720mm，爐膛采用懸吊結構，尾部煙道則采用支撐結構。爐膛四周為膜式水冷壁，截面成正方形結構：5200mm×5200mm。爐膛頂部由前墻水冷壁向后傾斜15°，形成爐膛頂部受熱面，與鍋筒連接。爐膛出口前設置折焰角，強化爐內(nèi)傳熱，出口煙窗為拉稀冷渣管，冷渣管上部匯集于冷渣管上集箱，并由連通管與鍋筒連通。為保證水循環(huán)安全可靠性，前、后及兩側水冷壁各分別有6個下降管分散與各膜式壁下集箱連通。爐膛底部與熱分解燃燒系統(tǒng)配合連接。爐膛前后水冷壁設置6級熱風系統(tǒng)。
鍋爐水平煙道內(nèi)分別布置高溫過熱器、低溫過熱器，水平煙道底部成V型結構，左右兩個方向均成36°，形成漏灰斗。尾部煙道采用重型爐墻結構，共布置5級省煤器，自上往下依次為第1 -5級，尾部煙道底部設置V型漏灰斗。
4.2 熱空氣和煙氣再循環(huán)系統(tǒng)
鍋爐采用熱風系統(tǒng)強化爐內(nèi)燃料燃燒，熱風口分6級布置，第1、2、3級布置于前墻，第4、5、6級布置于后墻，各熱風口標高如表1。前墻第1、2、3級熱風口自右側600mm處向左布置8個，各熱風口之間間距600mm;第4、5、6級熱風口自左側400mm處向右布置8個，各熱風口之間間距600mm，各級熱風口與鍋爐墻外熱風系統(tǒng)聯(lián)接。鍋爐采用爐下煙氣再循環(huán)技術。在低溫過熱器出口處抽出部分煙氣從爐膛底部引入作為再循環(huán)煙氣，以提高燃料利用率和鍋爐熱效率，爐下煙氣再循環(huán)量- 4015kg/h。
4.3對流受熱面
過熱器分兩級布置。高溫過熱器布置于出口煙窗后水平煙道內(nèi)，呈逆流順列布置，低溫過熱器布置在水平煙道尾部，呈臥式逆流布置。根據(jù)燃料特性，我們采取了較大的管節(jié)距，橫向節(jié)距Sl=160，縱向節(jié)距S=120，材質(zhì)為15CrMoG。為調(diào)節(jié)高溫過熱器中蒸汽溫度，在低溫過熱器與高溫過熱器之間布置噴水減溫器，保證過熱器出口蒸汽參數(shù)滿足發(fā)電要求，其減溫能力可達到50 - 60℃。
省煤器分5級布置在尾部煙道，省煤器蛇形管均成順列逆流結構，為有效地防止磨損和腐蝕，對第5級省煤器管進行整體滲鋁處理，采用較大的管節(jié)距，橫向節(jié)距S．=110，縱向節(jié)距S：=80。
4.4鍋爐的主要計算概況
表2為鍋爐熱力計算匯總表，表3為水阻力計算匯總表。
通過對以上計算結果的分析，可以看出對于生物質(zhì)燃料，鍋爐具有較高的設計效率和熱效率，受熱面的布置也比較合理，鍋爐處理也達到了業(yè)主的要求，能夠滿足熱電廠50MW負荷的要求。另一方面鍋爐的煙氣阻力和流動阻力都比較小，滿足用戶提出的設備經(jīng)濟性的設計要求。
5、本鍋爐所具有的主要特點
(1)燃燒系統(tǒng)采用國外專有技術。鍋爐爐膛與熱分解反應系統(tǒng)連接形成整體，熱分解產(chǎn)生的可燃氣體在爐膛內(nèi)完全氧化燃燒，將熱量傳遞給工質(zhì)。鍋爐所采用的熱分解反應系統(tǒng)系國外專有技術，在技術方面比較成熟，運行可靠。
(2)爐膛采用整體膜式水冷壁。膜式壁將爐墻全部遮蔽，有效地保護了爐墻，使爐墻溫度大大降低，并使爐墻厚度減薄，減輕了爐墻重量；同時使爐膛具有較好的密封性和良好的傳熱特性，有效地提高了鍋爐效率。
(3)清潔環(huán)保。與常規(guī)燃料相比，秸稈熱分解物屬于清潔燃料，燃燒生成物對環(huán)境污染小，綜合性能屬于清潔環(huán)保型燃燒方式。
(4)對流受熱面采用較大的管節(jié)距。對流受熱面選取大管節(jié)距，順列布置，有效地降低了煙氣流速，保證了良好的煙氣流通性，有效地降低了對流煙氣對管壁的磨損，減少了管壁結渣，從而提高了對流受熱面的使用壽命。同時，對流受熱面采用逆流布置，使受熱面有較高的傳熱溫壓，減少了受熱面金屬耗量，從而降低了設備費用。
(5)采用爐下煙氣再循環(huán)技術。將鍋爐尾部排出的部分低溫煙氣與熱空氣混合通入爐膛，一方面提高燃料利用率和鍋爐熱效率，強化了煙氣的有效利用；另一方面進一步降低了爐膛溫度，使煙氣中的污染性物質(zhì)減少，降低了對環(huán)境的污染。采用煙氣再循環(huán)技術，煙氣再循環(huán)量可達4015 kg/h。
6、結束語
總體上講，生物質(zhì)熱分解燃料鍋爐具有高效、環(huán)保等優(yōu)點，對于社會和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，一方面將促進能源的可持續(xù)發(fā)展與利用技術進一步應用，有效地防止環(huán)境污染，另一反面也將有力地推動經(jīng)濟和社會發(fā)展，具有良好的社會綜合經(jīng)濟效益。
（轉載請注明：富通新能源顆粒機
m.hyaqg.cn）
