近幾年，國(guó)家對(duì)電能結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行調(diào)整，水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能等可再生能源的比例不斷加大。根據(jù)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》確定的主要發(fā)展目標(biāo)，到2010年，生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到5500MW；到2020年，生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)達(dá)到30000MW。筆者根據(jù)生物質(zhì)顆粒燃料特性設(shè)計(jì)出聯(lián)合爐排燃燒技術(shù)，以期使生物質(zhì)燃料能充分燃燒，提高鍋爐效率，富通新能源專業(yè)生產(chǎn)銷售秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料出售。
1、生物質(zhì)燃料的主要燃燒特性
    生物質(zhì)燃料的燃燒過(guò)程主要分為揮發(fā)分的析出，燃燒和殘余焦炭的燃燒、燃盡兩個(gè)獨(dú)立階段。其燃燒過(guò)程的特點(diǎn)是：
    (1)生物質(zhì)水分含量較多，燃燒需要較高的干燥溫度和較長(zhǎng)的干燥時(shí)間，產(chǎn)生的煙氣體積較大，排煙熱損失較高。
    (2)生物質(zhì)燃料的密度小，結(jié)構(gòu)比較松散，迎風(fēng)面積大，容易被吹起，懸浮燃燒的比例較大。
    (3)由于生物質(zhì)發(fā)熱量低，低位發(fā)熱值約為12.6MJ/kg，爐內(nèi)溫度偏低，組織穩(wěn)定的燃燒比較困難。
    (4)由于生物質(zhì)揮發(fā)分含量高，燃料著火溫度較低，一般在250～350℃溫度下?lián)]發(fā)分就大量析出，并開(kāi)始劇烈燃燒，此時(shí)若空氣供應(yīng)量不足，將會(huì)增大燃料的不完全燃燒損失。
    (5)揮發(fā)分析出燃盡后，受到灰燼包裹和空氣滲透困難的影響，焦炭顆粒燃燒速度緩慢，燃盡困難，如不采取適當(dāng)?shù)拇胧�，將�?huì)導(dǎo)致灰燼中殘留較多的余碳，增大機(jī)械不完全燃燒損失。
2、聯(lián)合爐排的結(jié)構(gòu)
    聯(lián)合爐排是指在鍋爐的燃燒設(shè)備中采用兩種不同形式的爐排聯(lián)合使用（見(jiàn)圖1），其中前段爐排為傾斜式往復(fù)爐排，后段爐排為鱗片式鏈條爐排，兩段呈上下搭接狀態(tài)。運(yùn)行中前段的傾斜式往復(fù)爐排作為預(yù)燃，并控制燃料量；后段的鱗片式鏈條爐排控制燃盡速度。由于前、后爐排可分別調(diào)整運(yùn)行速度，運(yùn)行時(shí)能做到相互之間送料的銜接配合。
3、75t/h麥草稈聯(lián)合爐排鍋爐技術(shù)特點(diǎn)
    根據(jù)麥草稈的燃燒特性，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出純燒麥草稈的75 t/h聯(lián)合爐排鍋爐。該鍋爐主要有以下技術(shù)特點(diǎn)：
    (1)聯(lián)合爐排的前段爐排采用了傾斜式往復(fù)爐排，爐排框架與水平線夾角為25。，爐排面積約為23.2m2，采用左、右兩側(cè)兩級(jí)風(fēng)室配風(fēng)。活動(dòng)爐排對(duì)燃料層不斷地進(jìn)行耙動(dòng)。這種爐排與燃料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能使燃料由上往下滾動(dòng)，爐膛火焰對(duì)燃料輻射好，特別適應(yīng)含水分較高的燃料，能對(duì)燃料干燥燃燒起到作用。后段采用了鱗片式爐排，爐排面積約33.5m2，左、右兩側(cè)布置了5級(jí)風(fēng)室送風(fēng)。進(jìn)風(fēng)管內(nèi)有蝶形門，可以在燃燒過(guò)程中調(diào)節(jié)到合適的風(fēng)量。采用分風(fēng)室配風(fēng)方式，使?fàn)t排布風(fēng)均勻。
    (2)前段傾斜式往復(fù)爐排采用了水冷支撐結(jié)構(gòu)，所有爐排片支撐在水冷管子上，采用特種耐熱鑄鋼和耐熱鑄鐵制造。鱗片式鏈條爐排是由許多薄片的爐條呈魚鱗狀前、后連續(xù)斜疊起來(lái)的，爐條以5片為一組，用爐條夾板夾住，固定到鏈條上。鏈條用拉桿串連，在鏈條之間又串有長(zhǎng)的滾柱，滾柱與主動(dòng)軸上的鏈輪嚙合傳動(dòng)爐鏈運(yùn)轉(zhuǎn)。爐鏈的運(yùn)轉(zhuǎn)是由主動(dòng)軸推送的，從動(dòng)軸是滑動(dòng)的，爐鏈在從動(dòng)軸的上方傾斜，斜向下方下垂，使其產(chǎn)生拉力，拉緊爐排工作面。爐排片全部采用耐熱鑄鐵制造。由于鏈條系柔性結(jié)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)軸上幾個(gè)鏈輪之間的齒形略有偏差時(shí)，能自行調(diào)整其松緊度，以使嚙合良好而不易發(fā)生“爬牙”事故。
    (3)往復(fù)爐排的活動(dòng)爐排片采用整體框架拖動(dòng)運(yùn)行，推進(jìn)裝置采用機(jī)械偏心搖臂帶動(dòng)整體框架，變頻調(diào)速控制，使?fàn)t排統(tǒng)一整體穩(wěn)定運(yùn)行。鱗片式爐排配置變頻調(diào)速的1300型齒輪減速箱。
    (4)在爐膛下部，前、后墻和左、右兩側(cè)墻共布置有34個(gè)二次風(fēng)口，這些二次風(fēng)占總風(fēng)量的30%。在燃燒層上方借噴嘴送入爐膛的高速氣流，以進(jìn)一步強(qiáng)化爐內(nèi)氣流的擾動(dòng)和混合，從而降低氣體不完全燃燒損失和爐膛過(guò)量空氣系數(shù)。同時(shí)，由于二次風(fēng)的煙氣旋渦，一方面延長(zhǎng)了懸浮于煙氣中的飛灰及飛灰可燃物在爐膛中的行程和逗留時(shí)間，補(bǔ)給空氣促成更好地燃盡；另一方面借旋渦的分離作用，把許多未燃盡的飛灰及飛灰可燃物甩回爐排上復(fù)燃，削減了飛灰逸出量，有效提高了鍋爐效率，也有利于降低鍋爐初始排煙濃度。前墻二次風(fēng)單層布置共8個(gè)人口，離爐排面5m；后墻二次風(fēng)單層布置8個(gè)風(fēng)口，離爐排面3m；左、右側(cè)墻分兩層布置共18個(gè)人口，上層各布置5個(gè)人口，離爐排面2.8 m,下層各布置4個(gè)入口，離爐排面1.2 m。入口風(fēng)速為20 m/s。
    (5) -次風(fēng)占總風(fēng)量的70%。往復(fù)爐排通風(fēng)率5%，鱗片式鏈條爐排為6.5%。每個(gè)風(fēng)室單獨(dú)接進(jìn)風(fēng)管，一次風(fēng)進(jìn)入爐底風(fēng)室后再由爐排的間隙進(jìn)入燃料層，為燃燒提供所需的氧。進(jìn)入的一次風(fēng)由于擴(kuò)散而速度降低，能均勻地分布，充滿風(fēng)室。進(jìn)風(fēng)管內(nèi)有蝶形門，可調(diào)節(jié)風(fēng)量、風(fēng)壓。
    (6)燃料由爐前8個(gè)螺旋絞龍給料裝置送入燃燒室。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便、給料均勻、不易堵塞、燃料適應(yīng)性廣、故障率低等特點(diǎn)。爐膛進(jìn)料口處設(shè)有送料風(fēng)，取自空氣預(yù)熱器后的熱風(fēng)。
    (7)采用膜式壁結(jié)構(gòu)，保證了鍋爐的密封性。鍋爐兩側(cè)下集箱固定，整體向上膨脹。爐膛容積大，有足夠的懸浮空間，其有效高度為16.5m。一次風(fēng)和二次風(fēng)均采用母管制結(jié)構(gòu)。
    (8)燃料（粒徑小于150mm）由往復(fù)爐排上方進(jìn)入爐膛，在此處由于爐內(nèi)高溫輻射和一次風(fēng)的作用逐步預(yù)熱、干燥、著火、燃燒。隨著往復(fù)機(jī)構(gòu)的工作，燃料一邊燃燒一邊逐級(jí)向后部運(yùn)動(dòng)，傳至鏈條爐排燃盡，最后灰渣落入爐后的除渣口。
    (9)采用了前、后爐拱形式，前拱伸入爐膛995 mm，傾角15°；后拱伸人爐膛1200mm，傾角20°，在爐膛處形成“喉口”。聯(lián)合爐排的燃燒離不開(kāi)前、后爐拱的配合，拱的作用在于促使?fàn)t膛中氣體的混合以及組織輻射和熾熱煙氣的流動(dòng)，使燃料及時(shí)著火。拱的形狀和布置與燃料的種類密切相關(guān)。對(duì)于水分高和揮發(fā)分低的生物質(zhì)首先是保證著火的問(wèn)題。
    (10)傾斜式往復(fù)爐排和鱗片式鏈條爐排風(fēng)室額定風(fēng)壓為950 Pa。
4、聯(lián)合爐排的優(yōu)越性
    (1)燃料的適應(yīng)性廣�？梢匀紵�谷物殼類的燃料，秸稈類物質(zhì)經(jīng)粉碎或切段后均可燃燒，如：棉稈、玉米稈、豆棵、瓜秧、果木枝條、灌木枝條、麥革、稻草以及加工廠廢料。
    (2)良好的調(diào)節(jié)性能是其他單一爐排所不能比的。針對(duì)不同的燃料來(lái)調(diào)節(jié)往復(fù)爐排和鱗片式爐排的運(yùn)行速度，使燃料充分燃盡。
    (3)具有適應(yīng)高水分燃料的特點(diǎn)。這是因?yàn)榍岸螤t排采用傾斜往復(fù)爐排，燃料由高處向下推進(jìn)，這個(gè)過(guò)程有利于燃料的烘干；并且燃料在向下滾動(dòng)中使燃料透氣性加大，更加有利于燃料燃燒。
    (4)燃料的燃盡率高。采用獨(dú)特的預(yù)熱、干燥、著火、燃燒直至燃盡的方式。
    (5)負(fù)荷調(diào)節(jié)方法采用風(fēng)一燃料比調(diào)節(jié)和前、后爐排速度調(diào)節(jié)。
5、結(jié)  語(yǔ)
    從這臺(tái)鍋爐的運(yùn)行實(shí)踐證明，利用聯(lián)合爐排燃燒生物質(zhì)燃料是可行的，鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，可調(diào)性高．能顯著提高鍋爐效率，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，具有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效果。
目前已開(kāi)發(fā)出35t/h、75t/h、130t/h等同類型生物質(zhì)鍋爐，具有較高的市場(chǎng)推廣價(jià)值。
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