0、引言
生物質(zhì)混燃技術(shù)在生物質(zhì)能利用中具有重要地位．采用生物質(zhì)與煤炭混和燃料，在減少煤炭消耗的同時(shí)，還能有效解決單純利用生物質(zhì)顆粒燃料帶來的能量密度低、貯運(yùn)不便、受季節(jié)影響等問題，選擇適合的生物質(zhì)混燃技術(shù)，可以避免對原有的燃煤鍋爐進(jìn)行大規(guī)模改造，不增加一次性投資的費(fèi)用．因此，開展對現(xiàn)有燃煤鍋爐進(jìn)行生物質(zhì)與煤炭混合燃燒的試驗(yàn)研究有重要的意義，富通新能源專業(yè)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，生物質(zhì)顆粒燃料如下圖所示：
1、混合燃料的燃燒特性分析
根據(jù)目前的實(shí)際情況調(diào)查，生物質(zhì)混燃采用的燃燒裝置多數(shù)是未經(jīng)改造的燃煤鍋爐，燃煤鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)選擇的燃料是煤，沒有考慮采用混合燃料．生物質(zhì)混合燃料的燃燒特性參數(shù)與煤有所不同，將生物質(zhì)混合燃料直接投入燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒，會(huì)對鍋爐的燃燒工況產(chǎn)生影響，并且，由于生物質(zhì)顆粒燃料中的氯化物對金屬的腐蝕作用，生物質(zhì)顆粒燃料比例過高會(huì)損害鍋爐壽命．一般認(rèn)為，小于20%的秸稈與煤的混合比，對煤的沉積特性影響不大，綜合考慮加入秸稈對燃燒工況的影響、秸稈對鍋爐的危害性、秸稈收集儲(chǔ)運(yùn)能力等因素，試燃的蒸汽鍋爐決定采用1：20，1：15，l：10與1：5的秸稈與煤質(zhì)量比的混合燃料進(jìn)行試驗(yàn)。
2、運(yùn)行工況分析
2.1鍋爐設(shè)備主要設(shè)計(jì)參數(shù)
爐型：DZLlO -1.25 -AⅡ；額定蒸發(fā)量：10 t；額定工作壓力：1. 25 MPa；額定蒸汽溫度：220cC；額定給水溫度：200C；鍋爐熱效率：80%。
2.2試燃工況
本文以長春市某供熱企業(yè)10 t鍋爐為研究對象，進(jìn)行8周煤與秸稈混燃試驗(yàn)，為了便于各項(xiàng)參數(shù)作對比性研究，采用兩組相同型號(hào)的10 t蒸汽鍋爐，一組鍋爐采用煤單獨(dú)燃燒，另一組鍋爐采用混合燃料燃燒，秸稈與煤的質(zhì)量比分別是1：20，1：15，1：10與1：5，獲得大量的混合燃燒與單純?nèi)济汗r參數(shù)．當(dāng)配比1：20與1：15時(shí)，節(jié)省燃煤量逐漸增加但不明顯；當(dāng)配比為1：5時(shí)，煙氣含碳率明顯增加；混合比為1：10時(shí)，鍋爐運(yùn)行工況最理想，既節(jié)約了煤炭又對燃燒工況影響不大，確定秸稈與煤l：10的混合比為最佳混合比。
2.3增加混合燃料的鍋爐工況試驗(yàn)
混燃鍋爐采用的混合燃料是煤與秸稈摻混而成的，該供熱企業(yè)采用的煤是發(fā)熱值為5 000大卡Ⅱ類煙煤，而秸稈的發(fā)熱值僅為3 000大卡，由于混合燃料的發(fā)熱值低于煤的發(fā)熱值，所以混燃鍋爐在運(yùn)行時(shí)爐膛溫度低于生產(chǎn)的要求，蒸汽的汽量與參數(shù)也略有降低．為了解決以上問題，增加了混合燃料，兩組燃燒不同燃料的鍋爐在燃料增加前后的工況對比列入表1。
由表1可知，在900，10：00時(shí)，燃燒混合燃料的燃燒室溫度比燃煤鍋爐燃燒室的溫度低200C - 30CC，過熱蒸汽流量混燃鍋爐要比燃煤鍋爐低It，過熱蒸汽壓力要低0.3 MPa，過熱蒸汽溫度要低30度，混燃鍋爐增加5 mm厚度的輸送燃料，爐膛的溫度升高到燃煤鍋爐相同的水平，蒸汽流量、溫度與壓力也與燃煤鍋爐基本相同．通過以上對比試驗(yàn)可以得出，為了達(dá)到與燃煤鍋爐相同的工況，混燃鍋爐每天燃燒混合燃料的質(zhì)量要比燃煤鍋爐要多0.8 t。
2.4 生物質(zhì)混合燃料燃燒對鍋爐受熱面的影響
由于秸稈與煤的混合比例的不同，對鍋爐受熱面積灰結(jié)渣的影響也不相同．通過對鍋爐燃燒室爐壁溫度與除塵器的煙氣溫度進(jìn)行記錄分析，以了解混合燃料燃燒時(shí)煙氣對鍋爐受熱面結(jié)渣積灰的影響．圖1與圖2分別記錄了鍋爐燃燒室爐壁溫度與除塵器的煙氣溫度隨時(shí)間變化情況。
通過圖1可以分析出，混燃鍋爐增加燃料后，混燃鍋爐的燃燒室壁溫與燃煤鍋爐的燃燒室壁溫大致相同．兩座鍋爐的溫度折線大致平行，說明燃燒室爐壁的熱阻沒有明顯的變化，燃燒室內(nèi)結(jié)渣積灰現(xiàn)象并不明顯。
通過圖2可以分析出，燃煤鍋爐的除塵器后的溫度低于混燃鍋爐的除塵器后溫度，混燃鍋爐煙氣的溫度上升趨勢，而且隨著時(shí)間的推移愈加明顯，這是由于混燃鍋爐燃燒的秸稈灰分比煤要高，更易于附著鍋爐管壁，產(chǎn)生的熱阻大于煤灰產(chǎn)生的熱阻．管壁熱阻增大，導(dǎo)致熱交換效率降低．因此，即使采用1:10的混合比，混燃鍋爐運(yùn)行一段時(shí)間后仍需進(jìn)行清灰作業(yè)。
3、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析
2010年冬季，該供熱企業(yè)每噸原煤的收購價(jià)格為600元（含運(yùn)費(fèi)），每噸秸稈的收購價(jià)格為100元，當(dāng)?shù)毓I(yè)用電價(jià)格每度為0.9元，每噸蒸汽售價(jià)按250元每噸計(jì)算，通過5個(gè)周的燃燒試驗(yàn)，獲得兩組鍋爐煤、電消耗以及產(chǎn)汽量等有關(guān)數(shù)據(jù)，表2列出了相關(guān)數(shù)據(jù)的日平均值。
由表2看出，混燃鍋爐標(biāo)準(zhǔn)煤耗比燃煤鍋爐0.8t，電量多308.8度，產(chǎn)氣量少2t，汽煤少0.07.混燃鍋爐的燃料費(fèi)用比煤燃料費(fèi)用低1 557元，耗電費(fèi)用要高278元，產(chǎn)氣收入要高500元，通過綜合計(jì)算，10 t蒸汽鍋爐在生物質(zhì)混燃的條件下每天的經(jīng)濟(jì)性收益比燃煤要高出l779.1元，一個(gè)采暖季（按179d計(jì)）可節(jié)約318 458.9元，如果該供熱公司所有的燃煤鍋爐均采用秸稈與煤l：10質(zhì)量比的混合燃料燃燒，該公司每年消耗原煤20萬t，則每年可為公司節(jié)約80余萬元．通過以上計(jì)算可以得出，采用混合燃料可獲得顯著的經(jīng)濟(jì)收益。
4、結(jié)論
(1)通過2個(gè)月的試驗(yàn)，煤與秸稈按1：10質(zhì)量比摻混作為燃煤鍋爐的燃料，對于10 t的燃煤鍋爐在技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上是可行的；
(2)通過對鍋爐煙氣溫度的分析，生物質(zhì)混合燃料在低秸稈含量（秸稈與煤質(zhì)量比為1：10）條件下，鍋爐尾部受熱面產(chǎn)生的積灰比燃煤嚴(yán)重．因此，采用混合燃料的燃煤鍋爐在停爐檢修時(shí)，一定要同時(shí)進(jìn)行清灰作業(yè)。
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