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什么是生物质锅炉

时间:2021-10-11 16:41

生物质锅炉

广义生物质能是指一切通过光合作用对生物量进行转化和固定的太阳能，生物质作为生物质能的载体有多种定义，美国能源部将生物质定义为：生物量是来自动植物的有机物。生物质能类型：通常用来作能源转换的生物量可分为四大类：木材残留物(包括木材和木制品中的所有物质)，其主要内容有：燃料木材、木炭、废弃木材和残留物)、农业废物(与种植和作物处理过程相关的所有废物。如：稻壳、麦秸和动物粪便)，能作物(专为产生能源的作物。例如：甘蔗棒和木薯)和城市固体垃圾(MSW)。

　　粒状生物质燃料特性

　　按照瑞典和欧盟的生物质粒标准的生物质粒，应该有下列特征：

　　正常情况下，直径是6~8毫米，直径是它们的4~5倍；

　　破碎率≤1.5%~2.0%；

　　干基水含量≤10%~15%；

　　灰含量≤1.5%；

　　含硫量、氯含量≤0.07%，含氮量≤0.5%；

　　发热量：欧盟没有明确的要求，瑞典的焦炭≥16.9兆。

　　生物质能利用转换方法：

　　生物质能转化利用的途径主要有三种：热化法、生化法、萃取法。

　　1.热化学方法是指在高温下将生物质转化成其他形式能量的转化技术，主要有四种方法：

　　(1)直接燃烧(使生物物质直接燃烧释放热量)；

　　(2)气化(气体介质、氧、空气或蒸气参与的情况下，将生物质部分氧化，将其转变为气体燃料)；

　　(3)热解(在无气体介质氧、空气或蒸气参与的情况下，单纯利用热，将生物质中的有机物质等进行热分解，以除去挥发性物质，常温下呈液态或气态，并形成固体半焦或焦炭的过程)；

　　(4)直接液化(在高温高压和催化剂作用下从生物质中提炼液化石油等)。

　　2.生物化学法是指生物体在微生物的发酵作用下，生产沼气、酒精和其他能量产品。

　　3.提取法采用物理方法从生物质中提取生物油。

　　生物质能锅炉是一种以生物质能为燃料的锅炉叫做生物质能锅炉，分为生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉等。

　　生物质能锅炉大致可以分为三种类型：

　　小型生物质热能锅炉：其优点是体积小，结构简单，价格低廉，只提供热水形式的热能。

　　二是大型生物质热能锅炉：技术还不完善，目前还处于概念阶段。

　　类型三，中等规模的生物质能锅炉：优势在于技术成熟，能耗低，既可以供暖，又可以供蒸汽，因此又称生物质蒸汽锅炉。

　　生物质能燃烧的基本过程：不同类型的生物质能因其化学组分和物性差异而使其燃烧过程略有差异。但人们普遍认为，生物质的燃烧通常可分为三个阶段，即预热、挥发份燃烧、炭化和炭化。

　　生物量蒸气锅炉组成：

　　供气系统；燃烧系统；吹灰系统；烟气系统；自动控制系统。

　　喂料系统：锅炉喂料系统分为二段，喂料线，每条配料线向三台进料机构送料。

　　炉膛和水冷壁：

　　燃烧室截面一般呈长方形，燃烧室中的每个面墙均采用膜式水冷却壁，光管与扁钢焊接，底部为水冷振动炉排。

　　燃烧室内的壁面开有下列入口孔：

　　(1)进料口；(2)二次风口；(3)喷嘴；

　　(4)观察孔；(5)炉排检查门；(6)墙壁吹灰器孔；

　　(7)人孔；(8)温度测量和压力测量；(9)电视监测孔。

　　水冷却墙不只是围绕在燃烧室周围，而是围绕在一条烟道上；水冷却壁分为若干循环回路。

　　水冷却炉架

　　振动炉底设振动炉，储存、振动、输送生物质燃料、焦炭、灰渣。一次风由炉排下三个独立的风箱送至加热/干燥、燃烧和燃尽区三个区域。炉渣进入捕渣器前，冷却灰渣。与此同时，作为蒸发受热面的一部分，它通过水(冷却水温250℃~350℃)将炉排冷却，水由低端进入炉排，由高端向下流出。

　　水冷却壁具有气封(密封的)法兰和支撑部件。膜式水冷壁挂接于静液管上，通过挠性管与一正面水冷壁接。挠性管能承受振动引起的应力应变，同时在低端炉排(渣口)上设有特殊的耐磨弯管。

　　所述的振动装置是由一台电动机、一根传动轴和四个独立的炉排驱动杆组成。振动器由混凝土台座支撑。由于电机在使用期内多次起动，为保护电机，振动驱动装置的起动采用逐步加载的方式。

　　所述炉排的承压件由炉排架支撑，支架直接连接振动驱动装置。气封是由不锈钢的薄片重叠而成，装于静止和活动部件之间。邻近炉排块的结合处，装上特殊的弹簧支承密封，以形成气封及料封，使燃料、沙、灰等不落入风室。驱动杆上由四个钢制波纹管补偿器和密封箱组成密封，使热空气与外界隔离，四种补偿器能承受因振动而产生的应力应变。风室内的四周采用网状补偿器构成密封，可承受一次风的高温。

　　苏打系统

　　在锅炉正常运行时，不仅要确保蒸发热面水循环可靠，还要保证给水和省煤器无水击、过热蒸汽不偏流等，为解决以上问题，锅炉汽水系统设计合理，为确保锅炉运行，锅炉汽水系统还设置了排污、疏水、加药等功能。系统，如采样

　　1.供水流程：

　　高压锅炉给水及低压给水。

　　(1)高压给水通过给水调节阀后可分为两个通道：

　　压力供水→省煤器→汽包；

　　高电压供水→高压空气预热器→高压烟气冷却器→省煤器→汽包。

　　(2)低电压供水。

　　低电压供水→除氧器→循环水泵→低压空气预热器→低压烟气预热器→除氧器。

　　2.蒸气工艺：

　　水蒸气由汽包→一级过热器→一级减温器→二级过热器→二级减温器→三级过热器→三级减温器→三级过热→主汽管→进入汽轮机。

　　注意：排烟过程：

　　炉内(包含三级过热器)→第二排烟通道(四级过热器)→第三烟气通道(一，一二级过热器)→尾部对流受热面(包括省煤器和烟气冷却器)。

　　蒸汽包：放于炉膛上方，由两根下降管支撑，汽包两端各有一下降管，用立柱支撑。柱顶设有一个球形滑动架，可在下降管与立柱之间展开(静止)。为了防止低温给水直接接触到温度较高的汽包壁，在管道和汽包壁接合处安装了套管接头。进给汽包后，进给配气管，使给水沿汽包纵向均匀分布，这样就可以消除过冷进入汽包时所引起的汽包热变形，从而达到与汽包长度方向一致的产汽量。在锅筒低水位下的水压可起到储水作用，可保证在发生紧急停炉时，汽包不会蒸干。该水容的水量可以满足蒸发受热面的产汽量和停炉后产汽，蒸气尾迹可以用蒸气尾迹表示。当锅炉汽包水位低于低水位时，必须切断燃烧。在汽包的最高点与最低点之间的体积必须能容纳运行期间发生的水量波动，尤其是蒸发面产汽造成的水量波动。在汽包中心线上的正常水包水位，最大、最低值与正常水位分别为每升115、85mm。当水压升高(超过给水调节范围)时，通过紧急放水阀控制应急放水。

　　水冷却壁系统

　　水冷却系统的受热面包括炉膛水冷壁、侧壁水冷壁、后壁式水冷壁、后壁式水冷壁、后壁式水冷壁、后壁式水冷壁。

　　暖气：

　　该过热器分为四个阶段，将饱和蒸汽连接管通过汽包上的饱和蒸气连接管导入饱和蒸汽集箱，再通过连接管进入一级过热器，然后将一过热器逆流排出，由一级过热器出水，经一级减温器降温至二级过热器，再经二级减温器、三级过温器、三级过温器。四级过热后进入主汽管。

　　空压机：

　　在排烟通道外设置空气预热器，对水热风进行加热，分为高压空气预热器和低压空气预热器。高气压预热器内的水冷却后，进入高压烟气冷却器加热，然后并入进水管进入省煤器。在低电压循环管上的低压空气预热器，由两个低电压循环水泵供水。风和水呈反向排列。

　　烟灰系统：掉入水中后，一部分燃烧的灰渣被冷却熄灭。与此同时，在锅炉排灰口与锅炉本体之间设置空气密封，振动炉排，第二和三回程灰渣进入灰渣间，并分散在地面上。

　　振动炉上生物质的燃烧过程：

　　生物质能燃烧一般可分为三个阶段：预热、挥发份燃烧、炭化和炭化。振动炉上生物质的燃烧可分为预热干燥区、燃烧区和燃尽区，它对应于振动炉排的高、中、低端。各地区燃烧特性不同，各地区所需风量不同，预热干燥区域和燃尽区的风量较小，燃烧区域的风量略大。振动炉排锅炉的燃烧可分为两种类型：颗粒大的燃烧在炉排上，燃料微粒特别小，在气力撒播过程中，在炉排上部空间发生悬浮燃烧。

　　火力发电炉内生物质完全燃烧的条件

　　良好燃烧标志是在炉膛内不结渣，尽可能接近充分燃烧，同时保证较快的燃烧速度，获得最大的燃烧效率。

　　生物质能锅炉的问题：

　　热腐蚀：由于生物质燃料中含有大量盐类，所以燃烧过程中产生的烟气腐蚀性很强。第三，四级过热器区将对受热面管道产生高温腐蚀。

　　冷蚀：若空气预热器直接布置在尾烟道内，则出口管壁温将达到烟气酸露点温度，造成严重的低温腐蚀现象。

　　积灰：受热面积灰分与烟气量、露点温度、结构形式等因素有关。从实际应用经验来看，生物质燃料燃烧产生的灰熔点低，粘着力强，易于粘附在受热面上。所以，在每个受热面烟道上都设置了大量的吹灰装置，以确保通道畅通和传热。

　　生物量锅炉的相关规定

　　经中国环保部批准：

　　生物质能不能作为高污染燃料使用，生物质能锅炉在市区内使用？

　　根据环境保护方面的要求和执行标准，中国环保部对以下内容作出回复：

　　一、利用农林废弃物(秸秆棒、稻壳、木屑、枝条等)为原料，通过特殊工艺条件，经特殊设备加工而成的棒、块、粒等生物质成型燃料，通过配套专用燃烧设备，可以有效地提高农林废弃物的燃烧性，使农林废弃物的燃烧性得到明显改善，达到清洁高效燃烧，二氧化硫、氮氧化物、烟尘等都不是高污染燃料。

　　二、在城市推广生物质成型燃料应充分考虑当地环境空气质量控制要求及燃料供应的实际情况。当城市燃气供应无法满足需要时，生物质成型燃料可以作为替代燃料，应按照燃气的排放标准，在城市中心区推广使用，要科学论证，并对大气污染物排放提出更严格的要求。