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改变生物质养殖锅炉燃烧期间的变量有哪些?

不同种类燃料的含水量区别很大,取决于燃料种类和储存方式。为了保持生物质锅炉燃料燃烧稳定性,在使用之前需要晾晒...

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一、含水量


不同种类燃料的含水量区别很大,取决于燃料种类和储存方式。为了保持生物质锅炉燃料燃烧稳定性,在使用之前需要晾晒(有条件时要增设干料棚)。含水量增加会降低炉膛蓄热温度,增加燃料在燃烧室的不完全燃烧。含水量过大是国能生物质电厂带不上负荷的主要原因。含水多的燃料着火困难,影响燃烧速度,使炉内温度降低,使机械和化学不完全燃烧热损失增加,当燃料水分大于45%时,燃烧就非常困难。在燃烧过程中,水分因蒸发、汽化要消耗大量的汽化热。由于出口烟气有130℃左右温度,因此随烟气带走的热量损失较多(此现象可以通过烟囱的排烟,观测到呈现大量乳白气体),锅炉的热效率就较低。此外,烟气体积增加使得烟气流速加快,燃烧上移,很难构建合理的燃烧工况,保障炉排燃烧动力平衡(养不住底火)。烟气流速加快使得烟气携灰量也增加,加速了对炉膛尾部受热面的磨损。


二、热值


(I)概念


(1)高热值(湿基)。指1公斤燃料在单位时间内完全燃烧所释放的热量,单位MJ/kg。


(2)低热值(干基)。它是燃烧过程中产生的蒸发潜热(水蒸气)释放的热量,从燃烧热中去除,单位MJ/kg从燃烧热中除去。


(二)影响热值的因素


影响热值的一般因素是燃料中的水分、灰分和杂质,这也是国内生物质发电厂普遍存在的问题(如果不解决燃料水分和灰分过高的问题,生物质发电企业就很难发展)。燃料在给料机和给料机中堵塞过湿、过长的燃料,不能通过炉排燃烧,这就增加了不完全燃烧损失(因为发电厂的灰分通常超过40%,因此不能长时间承受高负荷)。


三、过剩空气系数


理论风量与实际风量之比称为过剩空气系数。


生物质锅炉的燃烧过量空气系数大于1,通常大于1.25,以保证燃烧支持空气和可燃物质的充分混合。


过量空气系数利用煤粉锅炉的数据,目前还没有权威的论证。实际锅炉燃烧应该是富氧燃烧,因为它具有较高的挥发分和较快的燃烧速度。


过剩空气系数主要由二次风提供。实践证明,上部二次风应尽可能大,以过热器不超温为原则,以利于燃烧工况的构建和燃料燃尽。试验结果表明,生物质锅炉的燃烧含氧量在任何时候都应大于3%。当炉温能保持较高时,氧含量保持在3%≤5%才能完全燃烧。由于生物质颗粒不均匀,燃烧面积不同,富氧燃烧成为生物质锅炉区别于煤粉锅炉的显著特点。很多生物质锅炉的空气与空气的比例变成了5:5或8:2。特别是黄秸秆锅炉一次风用量较少时,厚料层不能上浮,料层厚度减小,炉膛蓄热不能满足高负荷。


四、气温


生物质电厂锅炉的热风采用除氧器的方法对空气进行水加热,因此有必要尽可能提高空气温度,以促进炉排的高温燃烧。


五、燃料类型


不同类型燃料的不同特性影响燃烧过程,其中主要影响因素是燃料成分,挥发分和固定碳含量,热性质,密度,孔隙率,尺寸和活性表面。燃料成分随着燃尽程度的不同而不断变化。生物质锅炉燃料与煤相比,通常挥发分含量较高,固定碳含量较低,属于高活性燃料。但不同生物质燃料的挥发分含量不同,影响燃料的热性质。各种生物质燃料的化学结构和结合键小,也影响着燃料的热性质。表明挥发分析的规律明显不同。不同生物质燃料的密度差异也很大,比如树皮和稻壳的密度差异很大。燃油密度高影响单位燃烧室容积和燃油的燃烧特性。孔隙率影响燃料反应性(单位时间质量损失)和挥发分析速率。特别是粉末燃料燃烧时,烟气中携带大量颗粒,小颗粒在燃烧室停留时间较短。如果不能压住火焰,火焰上升,化学不完全燃烧热损失增加,风机叶轮磨损。


六、燃烧温度


燃烧温度是生物质锅炉燃烧的基础。如果燃烧温度不够,就无法形成燃烧优化,无法保证完全燃烧。强化锅炉燃烧的三大理论是:


主要结果如下:(1)强化燃烧的初期阶段。


(2)加强高温烟气和燃料的对流换热。


(3)强化燃料燃烧过程中还原气氛的高浓度积累。


无论燃烧什么燃料,都必须找到一种保持炉温的方法,炉温低于850℃不能形成强化燃烧。


试验结果表明,炉温在400℃以上的锅炉可成功点火,炉温在600℃以上的锅炉可形成连续燃烧,炉温在850℃以上的锅炉可形成强化燃烧。


七、风分布


有效的空气分配是生物质锅炉燃烧的关键。一次风可以吹灭燃料,增加间隙火焰面,二次空气可以抑制火焰形成强化燃烧。为增加燃烧时间,维持炉温,减少不完全燃烧热损失(某生物质电厂推荐的空气分配参数,以30 MW负荷为例,锅炉总风量为7.5kPa,一次风量为5O%,中间为60%,低端为30%,前后壁二次风为50%,排风为20%)。

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