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生物质锅炉的特点范文1
中图分类号：TK229 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0338-021、生物质颗粒的燃烧与结渣特性
生物质成型颗粒燃料是经过压制粘合而成的，其密度远大于原生物质。成型燃料的结构与组织特征决定了挥发分的析出速度与传热速度都很低。生物质成型燃料的燃烧过程可分为干燥脱水、挥发分析出、挥发分燃烧、焦炭燃烧和燃烬几个阶段。其燃烧过程是：1）燃料进入燃烧室内，在高温热量（由前期燃烧形成）作用下，燃料被加热和析出水分。当温度达到约250℃左右，热分解开始，析出挥发分，形成焦炭。气态的挥发分和周围高温空气掺混首先被引燃而燃烧，进行可燃气体和氧气的放热化学反应，形成火焰。2）成型燃料表层部分的碳处于过度燃烧区，形成较长火焰。3）焦炭扩散燃烧，燃烧产物CO2、CO及其气体向外扩散，CO与O2结合成CO2，在表面进行CO的燃烧，在层内主要进行碳燃烧，在表面形成灰壳，并随着燃烧，燃烬壳不断加厚。当可燃物基本燃尽，在没有强烈干扰的情况下，形成整体的灰球，灰球变暗红色成为灰渣，完成整个燃烧过程。在炉内强烈气流的干扰下，则有一部分细碎燃料，以飞灰形态随烟气逸出炉内。
生物质颗粒燃料本身的灰分中含有钙、钠、钾等离子，这些离子在燃烧过程中容易形成渣层，且灰的软化温度较低，因此燃料本身的特性决定了结渣的特性和程度。燃烧过程中燃料层的温度，炉膛温度，燃料与空气混合不充分以及锅炉超负荷运行是造成结渣的重要因素。生物质颗粒中还含有氯、硫等元素，对钢材有腐蚀作用。
2、固定炉排燃煤锅炉改燃木柴、生物质颗粒等
2.1 改燃木柴
在节能和环保要求日益严格的今天，部分地区已不准许安装蒸发量较小的固定炉排燃煤锅炉，而原燃煤的固定炉排锅炉也要进行改造。因此，新装的固定炉排燃煤锅炉有部分直接燃用木柴、木板等，出现的问题有：
1）木柴燃烧过快，添加燃料时间短。木柴一般呈块状，开始燃烧时需要大量空气，后一阶段需要空气量减少，过量空气变多。
2）多数炉门处于常开状态，增加了漏风和散热。
3）炉膛容积小，火焰较高，烟气流速快，烟气流程短，排烟温度较高。在进行测试时发现，燃烧时排烟温度常超过300℃。
4）燃烧过程扰动不足，烟气中CO含量高，未燃尽的碳颗粒较多。
5）燃烧中空气分布不均匀，对水冷壁的冲刷严重。
这些问题一方面给锅炉带来了安全隐患，严重时会使锅炉积灰结焦甚至出现受热面变形的情况，另一方面，锅炉的热效率低下，燃烧不稳定，锅炉出力达不到使用要求。由于木柴、木板均为人工送料，锅炉运行的自动化程度较低，现场粉尘较大，操作环境差。
2.2 改燃生物质颗粒
这种锅炉改燃生物质颗粒一般要增加送料器，改变人工送料的方式。下面通过一个案例说明这种改造存在的缺陷。
在对某企业的锅炉能效测试中发现：锅炉经过改造，由固定炉排手烧燃煤炉改为给料机输送燃料的燃生物质颗粒炉，在测试中发现尾部烟气氧含量超过17%，并且经过多次调节也无法降下来，锅炉的配风设计不合理，炉内燃烧状况极差。经过观察燃烧过程，发现锅炉燃烧不佳的原因：
如图1示，燃料由锅炉前端位于炉排上方约0.6m高的送料口给入，为实现燃料均匀分布在炉排上，送料风风管鼓入大量热风将燃料颗粒吹撒在炉排上，而这一部分热风未能有效地参与燃烧反应，反而增加了过量空气，缩短了飞灰和可燃气体成分的停留时间，使其不能充分参与燃烧，降低了锅炉的热效率。
由一次热风管送入的热风不足，因而在右侧添加了一台鼓风机从底部供风，降低了风温，不利于燃烧。燃料在炉排上堆积过厚（图2示），难以燃尽并产生较多CO。因此这种设计极大的影响了锅炉的热效率。同时，该锅炉的尾部还增加了空气预热器，由于引风机的功率不足，导致炉膛呈微正压燃烧，炉内烟气冒出，导致炉墙部分位置出现烧黑的现象。
同时，由于固定炉排不是专门针对生物质颗粒进行设计和制作的，往往会出现生物质颗粒从炉排漏下去的情况，这样也增加了燃料的固体未完全燃烧热损失。
3、链条炉排锅炉改燃生物质颗粒的问题
链条炉排锅炉作为一种常见的锅炉结构形式，由于其运行稳定可靠、操作方便，使用中较为常见，这种类型的锅炉较多设计为燃烧烟煤的锅炉，燃烧形式为层燃。在实际运行中，有部分设计燃料为煤的链条
（1）当直接改燃生物质颗粒后，由于生物质颗粒密度小于煤，且挥发份含量远高于煤，其燃烧主要在炉排上部的空间发生，因此燃料在炉内的停留时间变短，许多焦粒和炭黑无法燃尽，还会造成整个火界后移，甚至引起尾部受热面部位二次燃烧。（2）链条炉排燃煤锅炉一般只有在炉排下方鼓入一次风，不设置二次风，而生物质颗粒挥发份的燃烧需要大量空气，因此会造成燃烧区缺氧的情况，产生较多CO。（3）受热面布置与生物质颗粒的燃烧情况不相符，造成换热效果变差，炉膛出口烟气温度高。（4）生物质颗粒的热值较煤低，燃烧温度低，燃烧强度小，不适宜较大的炉排面积，因此直接改燃生物质颗粒的煤炉会出现出力不足的情况。（5）由于鼓风一般偏高，而且生物质颗粒的灰分较轻，飞灰量变大。
结合生物质颗粒的特点及以上情况，改造要考虑到燃烧、积灰、结焦等众多问题，而不宜直接将燃料更换为生物质颗粒。
4、固定炉排锅炉改燃粉状生物质
在某些企业中，粉状生物质如锯末较易获得，于是将固定炉排锅炉改为燃粉状生物质锅炉。这种改造一般是在前端的人孔接上给料管，生物质粉末通过风力输送到炉膛中进行燃烧。通过分析，这种改造会存在以下问题：
1）燃烧方式由层燃变为室燃，烟气流程变短，烟气中未燃尽碳颗粒和CO增多；
2）粉状生物质燃烧系统点火程序不完善，存在点火爆燃现象，且木粉加料仓没有防火防爆装置；
3）燃烧中的颗粒和生物质中的杂质冲刷水冷壁，易造成较大磨损；
4）容易结焦。
5、燃油锅炉改燃生物质
这种改造的燃油锅炉一般为卧式三回程结构（图3），然后在锅炉前端加装采用水冷的生物质颗粒燃烧机，燃烧机采用固定炉排，生物质颗粒通过螺旋给料机给入，燃烧后产生的高匮唐进入锅炉炉膛和烟管换热，接着进入省煤器换热。这种锅炉存在的问题包括：
1）部分生物质颗粒燃烧机不成熟，无相关的型式试验即投入使用。生物质颗粒在燃烧机内气化后产生的可燃气体携带大量的生物质粉尘进入炉胆，对炉胆造成不同程度的磨损，当引风机和鼓风机匹配不佳时，生物质灰分容易在烟管里沉积。
2）炉胆前部布置过多的卫燃带，燃烧机出来的气流温度高，容易烧塌卫燃带，加上气流温度达到灰分的熔点，灰分容易粘附在受热面上，燃料含硫量大时，长期作用对受热面造成腐蚀损坏，同时灰分中含有的碱金属离子也会对受热面造成腐蚀。
3）燃烧机与锅炉不匹配，锅炉不能全部吸收燃烧机产生的高温气流，使锅炉及其辅机长期处于超负荷状态，造成烟管越堵、风机越大、积灰越多的恶性循环。
4）生物质燃料与油不同，灰分含量大，燃烧后的烟气传热特性与油燃烧后的烟气传热特性存在不同。改造的锅炉未经科学的热力计算，多凭经验估算。
5、总结
由于燃料特性存在较大不同，无论什么型式的燃煤、油锅炉直接改为燃生物质锅炉而不进行设计或相应改造，一般都不能取得较好的效果。要克服以上存在的问题，要针对燃料的特点对燃烧系统、烟风系统、除尘系统等进行改造，才能实现锅炉安全、经济地运行。
生物质锅炉的特点范文2
【关键词】生物质颗粒;直燃式;技术改造
概要
生物质能作为煤、石油、天然气以外的第四大能源，是一种既环保又可再生循环利用的洁净能源。生物质是一种洁净的低碳燃料，其含硫和含氮量均较低，同时灰分含量份额也较小，所以燃烧后SO2 、NOx和灰尘排放量比化石燃料都要小的多。由于生物质的燃烧特性与燃煤相似，因此大部分生物质锅炉结构都与燃煤锅炉类似，层燃链条炉排依然是最主要的生物质燃烧装置。
1 生物质成型燃料及生物质颗粒的固化
生物质燃料中较为经济的是生物质成型燃料，生物质成型颗粒就是利用秸秆、薪柴、植物果壳等农林废弃物，经粉碎―混合―挤压―烘干等工艺压制而成，可以制成粒状、棒状、块状等各种形状。原料经挤压成型后，密度为0.8-1.4t/m3 ，能量密度与中质煤相当，燃烧特性显著改善、火力持久黑烟小，炉膛温度高，而且便于运输与储存。
用于生物质成型的方式主要有螺旋挤压式、活塞冲压式、环模滚压式等几种。目前，国内生产的生物质成型机一般为螺旋挤压式，生产能力多为0.2-0.4t/h，电机功率7.5kw-18kw，电加热功率2-4kw，生产的成型燃料为棒状，直径为50-70mm，单位电耗70-100kw/h。曲柄活塞冲压机通常不加热，成型密度偏低，容易松散。
2 生物质工业锅炉
从燃烧机理分析，生物质固体燃料与煤的燃烧机理十分相似，但生物质的挥发分由于析出温度低而易着火。实践表明，直接采用燃煤锅炉改烧生物质效果不好，会产生炉前热量聚集且不稳定、炉前料斗易着火、锅炉停炉和启动时冒黑烟、热效率低等问题。
生物质燃料的燃烧特性
国内直燃式生物质工业锅炉常见的燃烧方式主要有层燃式（包括固定式炉排、下伺式燃烧、链条炉排、往复炉排燃烧等）、室燃式（粉体燃烧）、悬浮式（流化床燃烧）。
（1）层燃式
采用分段供料的往复炉排，可以让燃烧区段的推料速度不同，利用这一特性提高前段炉排的行进速度，解决生物质易燃烧、燃烧过快的问题。将炉排后部速度降低，有助于燃料中固定碳的充分燃烧。在热功率较大的生物质层燃锅炉中，采用分段供料的往复炉排比较常见。
链条炉排必须根据生物质种类确定炉排速度和料层厚度，合理布置前后拱、炉墙、炉膛容积及配风，并设置合理的启停炉顺序，方能保证生物质燃烧正常进行。
（2）室燃式
目前市面上出现一种生物质半气化自动控制燃烧机，它是以生物质颗粒为燃料的高温裂解出的气体为燃料，内胆采用锆硅结晶，高压浇筑后经高温炉烧制而成，需要在1000度高温下烧制三天，无疏松气孔。
（3）悬浮式（流化床燃烧）
流化床燃烧对燃料的适应性比较广，生物质无须固化就可以在流化床上充分燃烧，并且应用于锅炉容量较大且燃料品种较杂的工业锅炉，目前国内流化床锅炉最小容量为7MW。
3 生物质层燃锅炉独特结构
3.1 锅炉本体
由于水管锅炉对流管束易积灰且不易清理，生物质灰粒比较疏松，比煤灰更易粘附在对流管束上，停炉清理时间长。相比之水火管锅炉易清理不易积灰，国外生物质锅炉主要是水火管锅炉。国内的烟管水火管锅炉减少烟管数量从而降低钢耗，已成为最适宜燃烧生物质的炉型。
3.2 炉前煤斗
层燃锅炉一般通过炉前料斗对炉膛供料，由于生物质燃料非常易燃，为防止燃烧提前着火或在炉前料斗内燃烧和蔓延，生物质锅炉炉前料斗应设置较完善的燃料隔断和密封设施，生物质颗粒燃料锅炉采用关风机式锁料装置或滚动式拨料装置进行燃料的隔断。
3.3 锅炉热效率
目前生物质层燃锅炉效率往往较低，主要原因是生物质挥发分含量高且含碳量少，造成炉排局部燃烧剧烈，大部分炉床只有少量的固定碳在燃烧，所以生物质炉膛炉排配风比较困难。为了充分燃烧，空气过量系数普遍较高，这导致锅炉排烟热损失增加。加上受热面积灰严重，传热恶化。所以在设计生物质锅炉时要充分考虑这两点，优化空气供给，尽可能的延长烟气在炉膛内的时间，定时清灰。
3.4 炉膛容积、炉排面积
与燃煤锅炉相比，生物质锅炉炉膛容积需要增加好多，以适应生物质燃料高挥发份的特点，降低炉膛温度，防止炉内结焦挂渣，减少NOx的产生。
由于生物质挥发份含碳量较低，固定碳较小，所以需要适当缩短炉排面积。
3.5 炉墙、配风
生物质燃烧一般可以分成三个区域―气化区、燃烧区和燃尽区，可以通过炉墙将炉膛划分出三部分，分别为燃料干燥和挥发分析出、挥发分燃尽、固定碳燃烧及燃尽。前拱可以高而短，后拱直段可以缩短，可以通过中间隔墙延长烟气在炉膛内的燃烧时间，保证烟气的充分燃烧。未燃尽的固定碳在炉排后轴继续燃烧，会增加后轴的温度，用后风室的风对后轴进行冷却。
3.6 炉排速度
由于生物质颗粒堆积密度低，为保证热量供应，需要加大料床厚度和提高炉排移动速度。但过高的移动速度会导致固定碳燃烧不充分。这样，固化成颗粒成为很好的选择。
3.7 锅炉除渣、除尘
生物质燃料锅炉的烟尘中硫氧化物、氮氧化物的含量较低，但粉尘含量相对较大，颗粒细，离心式除尘器很难除尽，要加布袋除尘器。考虑到尾部烟气的温度高，可以布置双除尘（加多管除尘器和布袋式除尘器）。
4 直燃式生物质层燃锅炉实例
一台DZL4-1.25-T燃生物质蒸汽锅炉的热力计算和能效测试结果显示，根据生物质燃料特性以及生物质层燃锅炉特殊进行设计的燃生物质颗粒燃料蒸汽锅炉，已经可以满足正常使用的要求。
5 结论
通过对燃煤锅炉的改造和添加环保设备，基本上可以满足用户对锅炉出力、环保的要求，但这并不是生物质颗粒最佳的燃烧方式，同时生物质原材料收集、运输、加工的产业化程度还不高，我国的生物质利用还有很长的路要走。
参考文献：
[1]张百良.生物质成型燃料技术与工程化[M]. 科学出版社.
生物质锅炉的特点范文3
1、固体生物质燃料
生物质成型燃料燃烧是把生物质固化成型后采用略加改进后的传统燃煤设备燃用,该技术将低品味的生物质转化为高品味的易储存、易运输、能量密度高的生物质颗粒(pellets)状或状(briquettes)燃料,热利用效率显着提高,能效可达45%(如瑞典的Kcraft热电工厂),超过一般煤的能效。欧洲在生物质成型燃料方面起步较早,900万人口的瑞典年颗粒燃料使用量为120万吨,瑞典20%集中供热是生物质颗粒燃料完成的;600万人口的丹麦年消费成型燃料70万吨。瑞典还开发了生物质与固体垃圾共成型燃烧技术,解决了垃圾燃烧有害气体二恶英(dioxin)超标问题。
直接燃烧作为能源转化形式是一项传统的技术,具有低成本、低风险等优越性,但效率相对较低,还会因燃烧不充分而污染环境。锅炉燃烧采用现代化的锅炉技术,适用于大规模利用生物质;垃圾焚烧也采用锅炉燃烧技术,但由于垃圾的品味低及腐蚀性强等原因,对技术水平和投资的要求高于锅炉燃烧。通过技术改进,生物质直接燃烧的能效已显着提高,直接燃烧的能效已达30%(如丹麦的Energy 2秸杆发电厂,瑞典的Umea Energy垃圾热电厂)。美国生物质直接燃烧发电约占可再生能源发电量的70%,2011年美国生物质发电装机容量为9799MW,发电370亿Kwh。
1)生物质固体燃料生产技术
目前国内外普遍使用的生物质成型工艺流程如图1-1所示。压缩技术主要包括螺旋挤压式成型技术、活塞冲压成型技术和压辊式成型技术,其中前两种技术发展较快,技术比较成熟,应用较广。但一般的成型技术需要将生物质加热到80°C以上才能使其成型,所以能耗较高,增加了生物制成型燃料的成本。
生物质锅炉的特点范文4
李 巧 王 捷 郑桂银
（中机中电设计研究院有限公司 100048 中国中元国际工程有限公司 100089 中国电力工程有限公司 100048）
[摘 要]随着环境和能源问题的愈显突出，发展新能源迫在眉睫。本文主要对新能源之一的生物质发电现状进行了分析，并指出其发展中存在的问题。
[关键词]生物质发电 新能源
2013年以来，我国北方多个城市频繁出现雾霾天气，严重的空气污染给我
国“高污染、高能耗、高排放”的工业发展模式敲响了警钟。同时，随着国家能源
政策的调整，
“煤改气”工程不断实施，导致天然气需求量激增，供需缺口随之扩
大。要减少污染物，特别是污染气体的排放，就必须改变以煤为主的能源结构，
尽量减少煤炭、石油等化石能源的使用，降低对外依存度，大力发展国内可再生
清洁能源刻不容缓。
中国作为一个农业大国，生物质资源十分丰富，各种农作物每年产生秸秆
6亿多吨，其中可以作为能源使用的约4亿吨，全国林木总生物量约190亿吨，可
获得量为9亿吨，可作为能源利用的总量约为3亿吨。因此，发展生物质发电厂在
我国是十分有必要的。
1， 生物质发电厂的主要流程
生物质发电厂是利用生物质燃料的化学能产出电能的工厂。在锅炉中，燃
料的化学能转变为蒸汽的热能，在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机
械能，在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是生物质发电厂中的主要设备，
亦称三大主机。辅助三大主机的设备称为辅助设备简称辅机。主机与辅机及其
相连的管道、线路等称为系统。燃料燃烧所需要的热空气由送风机送入锅炉的
空气预热器中加热，预热后的热空气，经过风道一部分送入料仓作干燥以及送
料粉，另一部分直接引至燃烧器进入炉膛。燃烧生成的高温烟气，在引风机的作
用下先沿着锅炉的烟道依次流过炉膛，水冷壁管，过热器，省煤器，空气预热器，
同时逐步将烟气的热能传给工质以及空气，自身变成低温烟气，经除尘器净化
后在排入大气。
经过以上流程，就完了燃料的输送和燃烧、蒸汽的生成燃物的处理及排出。
由锅炉过热气出来的主蒸汽经过主蒸汽管道进入汽轮机膨胀做功，冲转汽轮
机，从而带动发电机发电。从汽轮机排出的乏汽排入凝汽器，在此被凝结冷却成
水，此凝结水称为主凝结水。主凝结水通过凝结水泵送入低压加热器，有汽轮机
抽出部分蒸汽后再进入除氧器，在其中通过继续加热除去溶于水中的各种气
体。经化学车间处理后的补给水与主凝结水汇于除氧器的水箱，成为锅炉的给
水，再经过给水泵升压后送往高压加热器，汽轮机高压部分抽出一定的蒸汽加
热，然后送入锅炉，从而完成一个热力循环。循环水泵将冷却水送往凝结器，这
就形成循环冷却水系统。经过以上流程，就完成了蒸汽的热能转换为机械能，电
能，以及锅炉给水供应的过程。因此生物质发电厂是由炉，机，电三大部分和各
自相应的辅助设备及系统组成的复杂的能源转换的动力厂。
2.生物质发电厂主要的发电形式
2.1 生物质直接燃烧发电
直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧，生产蒸汽带动蒸汽轮机及发
电机发电。生物质直接燃烧发电的关键技术包括生物质原料预处理、锅炉防腐、
锅炉的原料适用性及燃料效率、蒸汽轮机效率等技术。
生物质燃料和传统能源相比的主要差别为：
2.1.1 含碳量较少。生物质燃料中含碳量最高的也仅 50%左右，相当于
生成年代较少的褐煤的含碳量。特别是固定碳的含量，明显地比煤炭少。因此，
生物质燃料热值较低。
2.1.2含氢量稍多，挥发分明显较多。生物质燃料中的碳多数和氢结合成低
分子的碳氢化合物，遇一定的温度后热分解而析出挥发分。所以，生物质燃料易
被引燃，燃烧初期，析出量较大，在空气和温度不足的情况下易产生镶黑边的火
焰。
2.1.3 含氧量多。生物质燃料含氧量明显地多于煤炭，使得生物质燃料热
值低，但易于引燃。在燃烧时，可相对地减少供给空气量。
2.1.4 密度小。生物质燃料的密度明显地较煤炭低，质地比较疏松，特别
是农作物秸秆和畜禽粪便。这样使得这类燃料易于燃烧和燃尽，灰烬中残留的
碳量较燃用煤炭者少。
2.1.5 含硫量低。大部分生物质燃料含硫量少于0.02%，燃烧时不必设置
气体脱硫装置，降低了成本，有利于环境保护。
2.2 生物质型煤发电技术
生物质还可以与煤混合成为生物质型煤，然后可以作为燃料进行发电，称
为生物质混合燃烧发电技术。生物质型煤是指破碎成一定粒度和干燥到一定程
度的煤及可燃生物质按一定比例掺混，加入少量固硫剂，利用生物质中的木质
素、纤维素、半纤维素等与煤粘接性的差异压制而成。生物质在其中既起粘接作
用又起助燃作用。生物质型煤虽然具有优良的燃烧性能和环保节能效果，但在
国内尚处于实验室研究与工业试生产阶段，尚未形成规模产业，技术经济因素
阻碍了它的工业化发展应用。
生物质型煤的有以下几个优点：生物质型煤的混合燃烧技术由于大部分生
物质燃料的含水量较高，且组分复杂，因此很难使燃用生物质的锅炉以较低的
成本达到与常规锅炉相比的效率。然而，实践表明，采用生物质型煤的混合燃烧
技术，既可以达到经济上的合理性，又可以降低锅炉排放物的浓度。
这是因为生物质的含氮量比煤少，且生物质燃料中的水分使燃烧过程冷
却，减少了 氮氧化合物的热形成。混合燃烧会对燃烧稳定性、给料及制粉系统
产生影响，可通过调整燃烧器和组料系统满足要求。
2.3 气化发电
生物质气化发电技术是指生物质在气化炉中转化为气体燃料，经净化后直
接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电。气化发电的关键技术之
一是燃气净化，气化出来的燃气都含有一定的杂质，包括灰分、焦炭和焦油等，
需经过净化系统把杂质除去，以保证发电设备的正常运行。
生物质气化发电可通过三种途径实现：生物质气化产生燃气作为燃料直接
进入燃气锅炉生产蒸汽，再驱动蒸汽轮机发电；也可将净化后的燃气送给燃气
轮机燃烧发电；还可以将净化后的燃气送入内燃机直接发电。在发电和投资规
模上，它们分别对应于大规模、中等规模和小规模的发电。
在商业上最为成功的生物质气化内燃发电技术，由于具有装机容量小、布
置灵活、投资少、结构紧凑、技术可靠、运行费用低廉、经济效益显著、操作维护
简单和对燃气质量要求较低等特点，而得到广泛的推广与应用。
2.4 沼气发电
沼气发电是随着沼气综合利用技术的不断发展而出现的一项沼气利用技
术，其主要原理是利用工农业或城镇生活中的大量有机废弃物经厌氧发酵处理
产生的沼气驱动发电机组发电。用于沼气发电的设备主要为内燃机，一般由柴
油机组或者天然气机组改造而成。
3.生物质发电中存在的问题
3．1 生物质原料收集问题
3.1.1规模收集体系尚未形成，收集率太低。由于收集时间短、收集手段落
后、收集成本高，秸秆的收集率不足30%，大部分被农民在田里直接烧掉。这也
造成了环境污染。
3.1.2物质资源的运输成本较高。发电厂的燃料收集半径对其经济性有较
大影响。收集半径越大，运输费用越高，电厂的燃料成本也相应增大，利润也就
越低。而秸秆及稻壳等比重、体积大，加上沿途的罚款导致运输成本居高不下。
3.1.3由于北方地区秸秆等原料有季节性特点，需要很好的存贮条件，这直
接加大了企业成本。再加上近来人工成本不断上涨，政府补贴发放也不是很及
时，这些都影响到生物质发电公司的运营。此外，基建投资大（是同容量燃煤电
厂投资的3倍）、设备不成熟、改造费用多等，都直接造成了以山东京能为代表的
生物质发电公司的长期亏损。
3.2 生物质发电技术急需提高
在目前的技术条件下，发电成本过高是生物质发电项目的‘瓶颈’。完全依
靠政府补贴无法让行业走出困境，只有相关技术的提高，才能让生物质发电迎
来转机。由于生物质发电技术产业发展叫缓慢，规模较小，相对于国内的火电、
燃气发电等大型机组来讲，生物质发电属于“小之又小”的小字辈。这种原因造
成了对市场和技术都了解的技术人员较少的现状，与此同时，每年都有一部分
人逃离这个行业。在专业技术人员往业外流出的同时，新兴力量的又无法及时
的补充。新生力量的进入也是难题。
3.3 政府扶持力度需要加大
虽然政府已经对生物质发电厂在很多方便较常规发电厂优惠较多，但生物
质发电厂的生存难度依然很大。政府一是需要在人才培养上建立专门对口的培
训渠道，二是要更多的鼓励生物质发电厂相关产业的发展。生物质发电厂的利
用率只有在机械和研发上提高，才能更好的降低成本，更大的获得效益。
生物质锅炉的特点范文5
关键词：生物质 炉前给料系统 选择
中图分类号：TS653 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-263-02
1 概述
生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能。目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市固体有机垃圾等。在众多生物质中，一些农产品进行深加工产生的副产品（稻壳、棉壳、花生壳、棉秆等）有着特有的优势。
利用生物质能发电是我国迫切需要解决新能源出路的最好途径之一。
生物质电厂与常规火电厂的区别主要在于燃料的性质不同，对给料装置的要求有其特殊性。由于生物质燃料具有比重小、流动性差、易着火等特点，因此，炉前给料系统是生物质电厂的难点。
2 生物质给料装置简介
生物质料均具备密度小、流动性差的特点，而纤维类生物质如秸杆、树皮等相互间易缠绕，在料仓中易搭桥起拱，因此生物质料仓一般均需设置料仓给料装置。
目前国内几种典型料仓给料方式：
（1）平底方形料仓，在料仓底部设置给料装置如翻板、螺旋轴等来保证将料仓内的物料给到后续输送装置内。根据料仓的高度不同，这种破拱给料装置可以设置一层或多层。
（2）平底圆形料仓，在料仓内设置垂直和水平两个方向的螺旋给料装置，垂直螺旋装置起下压破拱作用，水平螺旋装置则将物料向给料口聚集给到后续输送设备内，并保证料仓内的物料正常循环。其中垂直螺旋装置可根据料仓大小设置一条或多条。
（3）方形仓带椎体小仓，在方形料仓内设置旋转耙子，将上部物料通过耙子 耙到下部的椎体小仓内，再给到后续输料装置中。根据料仓的高度不同，这种耙子可以设置一层或多层。
平底方形料仓方式应用较为普遍，国内应用的炉排炉基本都是采用这种方式。虽然这种方式应用最多，但也暴露了很多问题，如在料仓高度较高时对底部的给料装置压力较大，启动时电机电流过大易烧坏，因此在实际应用中有的电厂将此处的电动装置改为液动装置来减少故障；在料仓超过一定高度时料仓内会出现起拱而断料，因此，每隔一定高度需设置一层破拱给料装置使系统更加复杂并增加电耗。
平底圆形料仓方式为国外的新技术，是专门针对生物质料的特性进行研发的，但在国内实际应用并不多。根据实验装置运转情况来看，在料仓不大只安装一根垂直螺旋装置时运行比较可靠且不易起拱断料；但是这种料仓体积不大，存料量很小不能满足纯烧生物质电厂燃料耗量的要求。根据实际观测推断，在料仓直径增大时料仓内部需设置多条垂直螺旋，使结构变得很复杂，垂直螺旋与水平螺旋的转速比更加难以调节，且当其中一条或几条螺旋故障时使料仓内物料更易起拱或堵料。
方形仓带锥形小仓方式为国内的新技术，是针对秸秆类生物质料的特性进行研发的，但实际应用也不多。这种方式是沿用煤仓结构，在锥形小仓进口处装设旋转耙子进行破拱给料。这种破拱方式结构简单，对秸秆类生物质非常有效并且电耗小；另外出口较小与后续设备连接灵活。但这种方式中沿用了煤仓下部的锥体小仓，容易导致堵料，实际效果有待于实际应用的检验。
总体来说，以上三种料仓及给料方式均可行，但都存在一些问题需进一步的研究改进。
国内电厂生物质输送方式起步晚，发展比较缓慢，但生物质输送在工业加工方面应用比较广泛，因此电厂的输送方式基本都是借鉴工业方面的应用经验并在实际应用中进行改进的。国内应用较多的生物质输送方式主要有气力输送、计量皮带输送和螺旋输送三种。
（1）气力输送是通过气流携带物料进行输送。主要应用于颗粒状物料输送，其输送简单可靠但应用范围比较窄，对物料颗粒均匀性要求比较高。在生物质电厂主要用于输送稻壳。
（2）计量皮带输送是通过皮带带动上面堆积物料进行输送。皮带输送易于控制并可进行称重计量，输送稳定可靠并可长距离输送，应用广泛。但是皮带输送机在炉膛烟气反窜时，易造成皮带高温老化断裂。因此在生物质电厂中多用来给料仓上料，以及在多级给料的中间级进行计量。
（3）螺旋输送是靠螺旋叶片旋转来带动物料移动。螺旋输送机的叶片是靠一根主轴带动旋转，物料填充在叶片与叶片以及机壳之间，容易卡料堵料，因此螺旋输送机输送距离一般较短。同时现阶段螺旋输送机自身无法实现计量功能。但是炉膛烟气反窜对螺旋输送机几乎无影响，因此连接锅炉给料口的最后一级给料装置多用螺旋输送机。
由于秸秆类生物质料及铁丝等杂物容易缠绕在螺旋主轴及主轴支架上造成卡料堵料等故障，因此市场上出现了一种改进型螺旋输送机――无轴式螺旋输送机。这种螺旋输送机没有主轴，但螺旋叶片进行了加厚，由电机直接带动一端叶片进行转动。此类输送机为新型产品，应用并不广泛。
3 国内已建生物质电厂炉前给料系统简介
从2004年起，国电及五大发电集团投资相继在山东、河北等地建设了一批生物质直燃电厂。第一批生物质直燃电厂大多引进或借鉴国外的振动炉排燃烧技术，同时借鉴国外炉排炉自带的炉前给料系统，该系统基本情况如下：
该系统一般采用平底方形料仓，在料仓底部设置有电动板式分料装置，分料装置布置方向平行于锅炉的给料口。分料装置将料仓内物料给进下面一层与分料装置垂直排列的螺旋输送机内，第一级给料机根据料仓宽度可并列布置8-12台螺旋给料机。物料经第一级螺旋给料机向炉前方向输送一端距离后，落入第二级螺旋输送机；第二级螺旋输送机一般由两台输送机组成，平行于锅炉给料口布置，将上一级输送机输送的物料分别向锅炉两侧输送并均匀分配到第三级螺旋输送机里。第三级螺旋输送机与锅炉给料口的数目相同，一般为2-4台，将物料输送到锅炉给料口中。为防止烟气反窜引发火灾，一般在每级输送机的出口均设置煤闸门，并且螺旋输送机一般采用向上倾斜布置，同时在第三级输送机出口与锅炉进料口之间装设有翻板式锁气器。
这种炉前给料系统是现阶段使用炉排炉燃烧生物质的电厂中的标准配置，这种给料系统在燃烧秸杆时总体运行情况良好，能基本满足锅炉的给料要求。但由于国内的生物质燃料种类复杂，实际到厂的生物质燃料中带有各种杂物，因此在实际运行中也有一些问题出现，如分料装置电机烧坏，仓内物料起拱引起输送机断料，给料口翻板处堵料等。因此各个电厂在实际运行中都多少进行了整改，如将分料装置改为液动，在料仓中增加一级或多级破拱装置。
另外，有少量电厂使用国产化技术或是改造项目使用单级输送机而料仓的配置不变。这种给料系统是参考燃煤电厂给煤系统设置的，即一排螺旋输送机直接将物料由料仓输送到锅炉给料口。这种系统中锅炉给料口参照垃圾电厂设置一个大的进料口，以满足多台输送机的给料要求。这种系统简单可靠，但受螺旋输送机可靠性限制一般输送距离较短。
在化工相关单位，例如一些糖厂的自备电站中采用无料仓的给料方式。这些电厂中使用甘蔗渣做燃料，水分较大，物料颗粒不规则。这种系统是直接通过皮带将甘蔗渣输送到炉前，然后通过分料器将物料间断给到各个溜槽。物料通过溜槽滑入锅炉给料口进入炉膛。皮带上多余的物料则在端部卸在厂房内或是返料皮带上。这种系统十分简单，投资少。但可靠性差，并且各个料口为间断给料，不利于锅炉的稳定燃烧。
由于国内目前使用流化床锅炉燃烧生物质的电厂比较少，且投入运行时间不长并且不太稳定，因此在流化床生物质锅炉给料系统方面暂时还无成熟的系统可以借鉴。
生物质锅炉的特点范文6
关键词：生物质 锅炉
中图分类号：TK223文献标识码： A
正文：
一、锅炉主要技术经济指标和有关数据
1.主要技术数据：
额定蒸发量：30t/h
额定蒸汽压力：3.82MPa
额定蒸汽温度：330℃
给水温度： 104℃
一次风预热温度： 143℃
二次风温度：20℃
排烟温度： 148℃
设计热效率： 84.5%
燃料消耗量： 7712Kg/h
燃烧方式： 层燃
2.、设计燃料：生物质 棕榈壳及棕榈纤维
3.、燃料成分
Car= 34.1375%Har=3.8035% Oar=23.126% Nar=1.059%
Sar=0.074% Aar=2.6%War=32.2% Qnet,ar=12027KJ/Kg
4.水质要求:锅炉给水、锅水和减温水品质应符合GB/T12145《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》的规定。
给水：总硬度t2.0μmol/L
PH(25℃)8.8～9.3
含油量 1 mg/L
溶解氧 15μg/L
铁：Fe50μg/L
铜：Cu10μg/L
锅水:PH(25℃)9～11
磷酸盐5～15 mg/L
给水及锅水二氧化硅含量应保证蒸汽二氧化硅符合标准，减温水质量应保证减温后蒸汽中的钠、二氧化硅和金属氧化物的含量符合蒸汽质量标准。
二、锅炉主要结构
1.锅筒及锅内装置
锅筒内径为1500mm，壁厚为40mm，筒身由SA-516M Gr.485钢板卷焊而成，封头是用同种钢板冲压而成。在锅筒两端封头上均设开有检修人孔。为防止低温的给水与温度较高的锅筒筒壁直接接触，给水管采用套管结构。锅炉的正常水位中心线在锅筒中心线处。最高、最低安全水位距正常水位各为75mm，锅筒装有两只高读水位表、一只电接点水位计，还配有一只平衡容器，可用于装设水位自动控制。为提高蒸汽的品质，降低炉水的含盐浓度，锅筒上装有连续排污管和炉内水处理用的加药管，连续排污率为2%。
锅筒内设有隔板，将锅筒内部分为前后两部分，锅筒给水由锅筒后部引入，经给水分配管均匀地将水送至位于锅筒两侧的大口径集中下降管，锅水经各受热面加热后，汽水混合物进入各受热面的出口集箱（上集箱），在这里，水汽得到初步分离，蒸汽经蒸汽引出管引入位于锅筒上部汽空间的集气管，锅水则被引入位于锅炉两侧的侧壁上集箱，一部分锅水回流到锅筒，参与下一轮循环，另一部分则流入位于锅炉后部的两根下降管，并被分配到各受热面的下集箱。分离出来的蒸汽，经集汽管由锅筒后部引入锅筒，在锅筒内向两侧运动，在锅筒两端折流进入锅筒前半部，经位于锅筒上部的波形板分离器进一步分离后，蒸汽由位于锅筒中间的蒸汽管引出。分离出来的蒸汽，经集汽管由锅筒后部引入锅筒，在锅筒内向两侧运动，在锅筒两端折流进入锅筒前半部，经位于锅筒上部的波形板分离器进一步分离后，蒸汽由位于锅筒中间的蒸汽管引出。
2.水冷系统
锅炉本体四周及中间隔墙均采用膜式水冷壁全密封结构，膜式水冷壁由Ф60×4管子和扁钢焊接而成，膜式水冷壁节距为80mm。炉膛宽度4320mm，深度4160mm，炉膛最高处离炉排面的距离为12616mm。为提高燃烧区域温度有利于着火及燃烧，在后拱前端和后拱下部筑有耐火混凝土，在炉膛前壁下段及两侧壁下段敷设有卫燃带。燃烧后产生的高温烟气从炉膛后上方经凝渣管180°转弯，进入下行烟道，烟道宽度为4320mm，深度为1680mm，下行烟道两侧膜式水冷壁节距为80mm、后膜式水冷壁节距为100mm，在下行烟道内自上而下布置有：过热器、对流受热面，均为水平布置。
3.过热器
过热器布置在下行烟道，共一级。过热器为逆流布置，由Ф38×3.5的管子组成，过热器管材料为SA210M-A-1。由锅筒出来的饱和蒸汽自下而上经过过热器后通过水平布置的喷水减温器流出。减温器在100%负荷时的调温幅度约为30℃。减温后的蒸汽经主汽阀送往汽轮机。
4.省煤器
从锅炉本体出来的烟气，通过尾部烟道，自上而下流经钢管式省煤器。钢管式省煤器由Ф32×4蛇形管组成，分上下两组，钢管材料为SA210M-A-1，高温段错列布置,低温段顺列布置，给水通过省煤器加热后送入锅筒。
5.空气预热器
经过省煤器的烟气，自下而上依次流经一次空气预热器。空气预热器为管式结构，卧式布置，烟气在管外自下而上流动，空气在管内纵向冲刷。一次空气预热器分为上下两组，均采用Ф40×2的钢管制成，管子材料均sa-312 304。
6.锅炉本体支承
本锅炉为框架式结构，锅炉本体通过焊接在左右侧壁集箱上的四个支撑点，支撑在锅炉本体支承之上，其中右前支承为固定点，左前支承允许向左自由膨胀，右后支承允许向后自由膨胀，左后支承允许水平方向自由膨胀，整台锅炉允许自由膨胀。
7.炉墙保温
锅炉本体为全封闭的膜式水冷壁结构，烟气与外界完全隔离，故只需在膜式壁外敷设200mm厚的轻型保温材料即可达到设计保温要求。轻型保温材料通常焊在膜式壁鳍片上的圆钢，以及钢丝网固定在膜式壁外侧，在保温材料外面包覆瓦楞炉衣，尾部为护板炉墙，整台锅炉外表美观、整洁。
8. 炉排
本炉排采用横梁式炉排技术，炉排片镶嵌在炉排横梁上，这种结构使炉排片受力情况大大改善，更换和维修也十分方便。由一次风机来的一次风经过一次空预器加热后从锅炉两侧送入炉排下面的风仓，然后通过风仓送给炉排，再经炉排片送入炉膛。风仓里布置有调风机构，以满足燃料在燃烧过程中对空气量的不同需求。 由二次风机来的二次风分别由布置在炉膛周围的二次风管送入炉膛，同时有一部分二次热风进入进料装置，以调节炉排上燃料的分布状况。
9.进料装置
经破碎后的棕榈生物质燃料通过炉前3台螺旋给料机送入炉膛。通过送料风来调节燃料在炉膛中的落点位置。在一次风的配合下，轻而小的生物燃料在炉膛内悬浮燃烧；较重的落到炉排上层状燃烧。
10.尾部钢架和平台扶梯
尾部钢架全部为钢结构，可在地震烈度不超过7度的地区安全运行，钢架散装出厂在现场安装。
锅炉在炉顶和集箱、人孔、检查孔等地方布置了平台，以便观察操作和维修，各平台有扶梯相连。
11.吹灰系统
由于生物质燃料燃烧后产生的灰与燃煤锅炉产生的灰相比，粘结性大的多，用常规的声波吹灰器很难将受热面上的积灰清除掉。为此，本锅炉在各受热面的恰当部位，预留有蒸汽吹灰器接口位置，用以用户安装蒸汽吹灰器。
12.锅炉范围内的管路布置
锅炉采用母管给水，给水通过给水操纵台进入省煤器，从省煤器出口集箱出来后，由DN100的给水管路引入锅筒。在锅筒和省煤器之间装有再循环管，为保证锅炉点火启动和停炉冷却过程中省煤器内水的流动，在升火和停炉过程中，开启在循环管路上的阀门，这时由于省煤器内水温较高，而产生自然循环使省煤器得到冷却。
三、结论
本锅炉是在吸取其它生物质锅炉和角管式锅炉经验基础上,通过优化设计而成的，其燃料的适应性好，能适用各种不同种类的生物燃料，燃烧效率高，尤其可解决秸杆燃料含氯、硫量较高时对锅炉受热面的影响，减轻对设备的腐蚀和磨损，也减少了烟气对环境的污染，具有燃烧效率高和低污染的特点，同时该炉型是纯烧生物质，不需添加其它床料，因此排出的灰、渣可直接作为农家肥使用，是一种高效节能环保产品。
