生物质颗粒燃料和燃烧机燃烧炉.pdfVIP

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，它将成为未来世界最为重要的能源之一。我国生物质能资源潜力折合7亿吨标煤左右， 而目前年实际使用量为2.2亿吨标煤左右。因此，我国的生物质资源还有很大的开发潜力， 颗粒机、秸秆颗粒机、木屑颗粒机、秸秆压块机等生物质颗粒燃料成型机械设备。 生物质是一种清洁的低碳燃料，其含硫和含氮量均较低，同时灰分份额也很小，所以燃烧后 S02、NO。和灰尘排放量比化石燃料要小得多，生物质对生态环境的最大贡献还在于其具有 C02零排放的特点。 生物质成型固体燃料在工业锅炉上的应用已经相当普遍，近几年，生物质颗粒燃料的生产和 直燃式生物质工业锅炉的开发都有了很大发展，尤其在木质生物质颗粒制造方面，在经济发 达地区已经形成了只要有资源就存在颗粒生产基地的格局。 1、生物质成型燃料及生物质固化 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、薪材、植物果 壳等农林废弃作物，经粉碎一混合一挤压一烘干等工艺压制而成，可以制成棒状、粒状、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 性明显改善，火力持久黑烟小，炉膛温度高．而且便于运输和贮存。 用于生物质成型的方式主要有螺旋挤压式、活塞冲压式和环模滚压式等几种。目前，国内生 产的生物质成型机一般为螺旋挤压式，生产能力多在 0.2-0.4t/h，电机功率7.5~18kW，电 加热功率2—4kW，生产的成型燃料为棒状，直径50~70mm，单位产品电耗70-100kWh/t。 曲柄活塞冲压机通常不用电加热，成型物密度稍低，容易松散。 环模滚压成型方式生产的成型燃料为颗粒状，直径 6～12mm，长度20-40mm，不用电加 热。物料水分可放宽至 18%，单机产量可达2t/h，产品电耗约为60kW/t，原料粒径要求小 于1mm。该方式主要用于大型木材加工区木屑加工或造纸厂秸秆碎屑的加工。 工业锅炉主要采用直径为8~10mm、长度为25～35mm 以木质为主的生物质颗粒作为燃料， 其主要技术指标为：直径 6~ 12mm，长度为直径的2～4倍，堆积密度大于 600kg/m3，破 碎率小于 1.5%-2.0%，干基含水量小于 10%～15%，灰分含量小于 1.5%，硫含量和氯含量均 小于0.07%，氮含量小于0.5%，热值大于16MJ/kg。小型固定炉排和半气化生活锅炉主要 使用棒状或块状的生物质燃料， 生物质颗粒的成型密度是生物质颗粒的一个重 要指标，它关系到生物质颗粒的外形质量和自然堆积密度，目前国内许多地区生产的木质颗 粒燃料的密度都在 1.1-1.3，然而较高的成型密度会导致生物质颗粒生产成本的增高。为了 使颗粒达到一定的密度，必须提高模具成型孔的压缩比，而较高的压缩比使得成型孔在生产 过程中经常被堵塞，出料缓慢使颗粒的产量下降，模具损坏几率增加。对于工业锅炉使用的 颗粒燃料，将颗粒密度确定在0.8～1.1最为经济。 2、直燃式生物质工业锅炉， 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。 生物质燃料许多特有的燃烧特性，决定了直燃式生物质工业锅炉的燃烧方式、供料方式及锅 炉的特有结构，列出了生物质固体燃料与煤的成分比较。从表1可见，生物质固体燃料的含 碳量远小于煤，挥发分远高于煤，二者的化学成分含量、密度（尤其是自然堆积密度）都有 着较大的不同。因此生物质的燃烧方式、供料方式、锅炉结构等必须有别于燃煤锅炉。 2.1 生物质燃料的燃烧特性 生物质燃料含碳量较低，因此热值较低，燃烧时间较短。 生物质燃料挥发分较高，且生物质燃料中碳多与氢结合成低分子量的碳氢化合物，遇热即析 出，所以生物质燃料易着火，需要采取拦火措施以防止炉前料斗内着火。燃料预燃段挥发分 析出量较大，此处必须配给足够的空气方能保证充分燃烧，否则就会产生黑烟。 生物质燃料含氧量较高，燃烧时可适当减少供风量。 生物质灰分较低，且密度小易被吹起，但生物质灰熔点较低，炉膛内易结焦、挂渣。 未经固化的生物质燃料自然堆积密度很小，一般在 100～300kg/m3，因此燃料供给必须考 虑足够的供料速度、供料体积及燃烧室容积。 2.2直燃式生物质工业锅炉燃烧方式 国内直燃式生物质工业锅炉常见的燃烧方式有层燃式 （包括固定炉排燃烧、下饲式燃烧、链 条炉排燃烧、往复炉排燃烧等）、室燃式（粉体燃烧）、悬浮式（流化床燃烧）。对于颗粒燃 料