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影响生物质颗粒燃料燃烧过程的变量

时间:2016-09-27 16:20 来源:未知 作者:admin 点击:

影响生物质锅炉颗粒燃料燃烧过程的变量有很多种,下面绿探集团小编就来一一分解一下:
一、含水量
不同种类的燃料,含水量也有很大区别,它取决于燃料种类和储存方式。为了保持生物质锅炉颗粒燃料燃烧稳定,在使用之前需要晾晒透(有条件时要增设干料棚)。含水量增加会降低炉膛蓄热温度,降低燃料在燃烧室的燃烧。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。水分含量大的燃料其燃烧后的烟气体积较大(水变为蒸汽比体积增加了1200倍),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,引风机消耗的电能也随之增加,引风机功率增加了,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、发热量
(一)概念
(1)高位发热量(湿基)。指1kg燃料在单位时间里完全燃烧所放出全部的热量,单位MJ/kg。
(2)低位发热量(干基)。是燃烧热量中,去掉燃烧时生成的汽化潜热(水蒸气)所释放的热量,单位MJ。
(二)影响发热量的因素 
影响发热量的一般因素是燃料中的水分、灰分和杂质,这也是国内生物质电厂共同存在的问题(燃料水分和灰分过大的问题不解决,生物质发电企业是很难发展的)。过湿、过长的燃料在取料机、给料机里堵塞,在炉排上烧不透,增加了不完全燃烧损失。
三、过量空气系数
理论空气量与实际空气量的比值叫做过量空气系数。生物质锅炉的燃烧过量空气系数要大于1,通常大于1. 25,以保证助燃空气与可燃物的充分混合。过量空气系数沿用了煤粉锅炉的数据,现在无权威论证。实际的锅炉燃烧因生物质挥发分高、燃烧速度快,应该是富氧燃烧。过量空气系数主要是通过二次风来提供,实践证明,上层二次风要尽量大,以过热器不超温为原则,以利于燃烧工况的构建和燃料的燃尽。试验证明:生物质锅炉燃烧氧量任何时候都要大于3%,当炉膛温度能够保持较高时,氧量保持在3%~5%才能够燃烧完全。因为生物质颗粒不均、燃烧区域不同,富氧燃烧就成了生物质锅炉区别于煤粉锅炉的一个显著特点(国内某电厂的前、后上二次风开到40%以上、氧量为5%,燃烧工况良好,过热器区域的灰为灰白色,可以认为是国内生物质锅炉燃烧的样板;丹麦生物质锅炉一、二次风率比例:黄秆锅炉为3:7,灰秆锅炉为4:6)。可是现在国内生物质锅炉大多没有照此办理,主要原因足国内燃料质量太差,水分、灰分的含量太高。许多生物质锅炉风率比例变成了5:5或者8:2。尤其是黄秆锅炉一次风用少了就不能浮动厚料层、减少料层厚度,炉膛蓄热就不能满足高负荷。
四、空气温度生物质电厂锅炉的热风,采用的是除氧器来水加热空气的方法,因此,需要尽量提高风温,促成炉排高端着火。
五、燃料种类不同种类燃料的不同特性影响着燃烧过程,其中主要影响因素为燃料组分、挥发分和固定碳含量、热性能、密度、孔隙率、尺寸和活性表面等。燃料组分随燃尽程度不同而发生持续变化。与煤相比,生物质锅炉燃料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,影响燃料的热性能。各种生物质燃料的小劂化学结构和结合键也影响燃料的热性能。表现出挥发分析出规律明显不同。不同生物质燃料的密度也有较大的不同,例如,树皮和稻壳的密度相差很大。燃料密度大,影响了单位燃烧室容积,同时也影响燃料燃烧特性。孔隙率影响燃料的反应性(单位时间质量损失),影响挥发分析出速率。尤其当粉状燃料燃烧时,烟气中携带大量的颗粒物,小颗粒在燃烧室中停留时间短,如不能压制火焰,势必造成火焰上升,化学不完全燃烧热损失增加,引风机叶轮磨损。某生物质电厂调试期间,燃烧稻壳,锅炉引风机叶轮一个月之内就磨透了。
六、燃烧温度
燃烧温度是生物质锅炉燃烧的基础,燃烧温度不够就不能形成燃烧的优化,就无法保障燃烧的完全。强化锅炉燃烧的三强理论如下:
(1)强化燃烧的初始阶段。
(2)强化高温烟气和燃料的对流换热。
(3)强化颗粒燃料燃烧时还原气氛的高浓度聚集。不管烧什么颗粒燃料,一定要想办法保持炉膛温度,炉膛温度低于850℃就不能形成强化燃烧。试验证明,炉膛温度在400℃以上锅炉点火成功,炉膛温度在600℃以上锅炉可以形成连续燃烧,炉膛温度在850'C以上才可能形成强化燃烧。
七、配有效的配风是生物质锅炉燃烧的关键,一次风能够吹动燃料,增加空隙着火面;二次风压制火焰,强化燃烧。以增加燃烧时间、保持炉膛温度、减少不完全燃烧热损失(推荐某生物质电厂配风参数,以30MW负荷为例,锅炉总风量为7.5kPa,一次风高端5o%、中端60%、低端30%,前、后墙二次风50%,燃尽风20%)。

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