生物質(zhì)能源資源豐富,是僅次于煤炭、石油和天然氣的世界第四大能源,生物質(zhì)能源通過光合作用可再生,與風(fēng)能、太陽能等同屬可再生能源。
1、
生物質(zhì)顆粒燃料特性及燃燒特性生物質(zhì)顆粒成型燃料屬低炭化度、高揮發(fā)份、高含氧物料,是以木屑、秸稈、稻草、稻殼等農(nóng)林剩余物為原料,在經(jīng)粉碎、篩選、軟化、擠壓、烘干等工藝,壓縮成顆粒狀且質(zhì)地堅實的成型物,其粒度通常為Ø6~Ø15,長度小于30mm,密度0.8~1.4t/m3,便于貯存和運輸,其燃燒特性如下:
秸稈顆粒機壓制的
小麥秸稈顆粒燃料如下所示:


(1)CO2零排放,生物質(zhì)通過光合作用吸收的CO
2量與生物質(zhì)顆粒燃料完全充分燃燒生成CO2 量相當(dāng),即CO2 零排放。
(2)S含量是煤的1/10,絕大部分生物質(zhì)燃料燃燒時SO2的排放濃度非常低,污染物排放水平較低,基本為零,煙氣不需脫硫處理。
(3)含量低,燃燒過程中生成的NOX 較少。
(4)灰分為煙煤的1/4~1/10,燃燒特性優(yōu)于煤炭,灰渣量很小,出渣費用低。
(5)揮發(fā)分在350℃時就析出約80%, 其中含有大量氫氣、甲烷、不飽和烴(CmHn),一氧化碳等可燃?xì)怏w,析出及燃燒時間短,只占燃燒時間的10%左右,有利于燃燒。
(6)在燃料中添加適當(dāng)?shù)奶砑觿軌蛴行Ы档蜕镔|(zhì)顆粒燃料的結(jié)渣趨勢,生物質(zhì)顆粒燃料具有高效、潔凈、點火容易、CO2 零排放等優(yōu)點,中國的生物質(zhì)資源產(chǎn)量豐富,其中農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為6 億噸左右,而且可再生,生物質(zhì)顆粒燃料具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?br />
2、生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐設(shè)計生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐專門燃用生物質(zhì)顆粒成型燃料,生物質(zhì)顆粒燃料與煤的燃燒機理十分相似,但由于生物質(zhì)的揮發(fā)分析出溫度低而易著火,所以生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的燃燒方式、結(jié)構(gòu)等必須有別于燃煤鍋爐,設(shè)計時主要區(qū)別如下:
(1)爐膛過量空氣系數(shù):a=1.5時為好,爐膛空間要比燃煤鍋爐大,爐膛容積熱負(fù)荷取小型室燃爐的下限。
(2)布置二次風(fēng)系統(tǒng):二次風(fēng)進風(fēng)口布置在爐墻的不同位置,再以不同的角度向爐內(nèi)供風(fēng),保證主燃區(qū)充足的氧氣,使燃料揮發(fā)分充分燃燒;同時將主燃區(qū)火焰向爐膛后部吹,擾動氣流,保證燃燒區(qū)域有適合的溫度水平袁延長燃料可燃物與高溫?zé)煔庠跔t內(nèi)停留時間遙
(3)氣體不完全熱損失q3:合理配置二次風(fēng)后,q3 取值可以較低值。
(4)固體不完全熱損失q4:生物質(zhì)顆粒燃料固定碳含量低袁在a=1.5時q4在3%左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于層燃燃煤鍋爐的固體不完全燃燒熱損失。
(5)玉米秸稈等生物質(zhì)燃料灰中SiO2 含量高,在設(shè)計中受熱面結(jié)構(gòu)采用大節(jié)距,順列布置,低煙速(約5~6m/s)、對流受熱面布置高效吹灰器等手段,以減少管壁積灰和結(jié)渣,減輕磨損,提高對流受熱面的使用壽命。
(6)輔機采用變頻電機:鼓、引風(fēng)機、二次風(fēng)機堯爐排都應(yīng)采用變頻電機,隨時調(diào)整風(fēng)量,風(fēng)壓堯爐排速度,在燃料層厚度一定的情況下,使生物質(zhì)顆粒燃料充分燃燒,保證鍋爐經(jīng)濟運行。
(7)料斗處加裝易于操作的隔料擋板,在鍋爐負(fù)荷變小或間歇運行時,關(guān)閉擋板隔離料斗與爐膛,防止火床前移,反燒料斗。
3、結(jié)束語
生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐在合適的爐膛過量空氣系數(shù),燃燒工況穩(wěn)定情況下,要比燃煤鍋爐的效率高約10%,其結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,投資和運行費用都相對燃油,燃?xì)忮仩t較低,隨著環(huán)保排放指標(biāo)的日益嚴(yán)重,大中城市禁煤區(qū)不斷設(shè)立,由于改用燃油、天然氣或用電的成本問題,大多數(shù)燃煤鍋爐用戶更傾向于燃生物質(zhì)的鍋爐更新或改造,目前生物質(zhì)顆粒燃料成型設(shè)備主要以加熱成型為主,存在能耗較高,成型部件易磨損,產(chǎn)量低等問題,隨著技術(shù)的進步及國家政策的支持,生物質(zhì)顆粒燃料產(chǎn)量必能逐步提升,生物質(zhì)顆粒鍋爐也會大量的推廣,徹底解決大量露天焚燒秸稈導(dǎo)致大氣污染的問題,同時緩解化石能源供應(yīng)緊張,促進可再生能源的利用和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展,將產(chǎn)生顯著的社會效益。
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