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影响生物质高温热风锅炉燃烧过程变量的几个因素
  • 发布日期:2020-12-24      浏览次数:38
    •    影响生物质高温热风锅炉燃料燃烧过程的变量
        一、含水量
        不同燃料的含水量差异很大,取决于燃料类型和储存方法。为了保持生物质锅炉燃料的燃烧稳定性,需要在使用前对其进行干燥(有条件的情况下应增加干燥棚)。含水量的增加会降低炉膛蓄热温度,增加燃料在燃烧室中的不完全燃烧。含水量过高是国能生物质发电厂无法负荷的主要原因。水分多的燃料难以着火,影响燃烧速度,降低炉内温度,增加机械和化学不完全燃烧的热量损失。在燃烧过程中,水的蒸发和汽化消耗了大量的汽化热。高水分燃料燃烧后的烟气量较大(变成蒸汽的水量增加1200倍)。由于出口烟气温度在130左右,随烟气热量损失较多(通过烟囱排气可以观察到这种现象,并观察到大量乳白色气体),锅炉热效率较低。此外,随着烟气量的增加,引风机消耗的电能也增加,引风机功率增加,使得烟气流速加快,燃烧上移。难以构建合理的燃烧条件,难以保证炉排的燃烧功率平衡(无法支撑底火)。
        随着烟气流速的加快,烟气的带灰能力也随之增加,加速了炉膛后部受热面的磨损。
        二、发热量
        1.概念
        (1)较高的热值(湿基)。指单位时间内lkg燃料完全燃烧释放的总热量,单位为MJ/kg。
        (2)低热值(干基)。是除去燃烧过程中产生的汽化潜热(水蒸气)而释放的热量,单位为MJ/kg。
        2.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,这些也是国内生物质电厂普遍存在的问题(如果不解决燃料水分和灰分过问题,生物质发电企业很难发展)。过湿过长的燃料堵塞在取料机和给料机中,不能在炉排上完全燃烧,增加了不完全燃烧损失(因为电厂燃料的灰分通常在40%以上,不能长时间承受高负荷)。
        三.燃料类型
        不同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、热性能、密度、孔隙率、尺寸和活性表面等。燃料成分随着燃尽程度不断变化。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,是一种高活性燃料。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化学键也影响燃料的热性能。说明挥发分析的规律明显不同。不同生物质燃料的密度也有很大差异,比如树皮和稻壳的密度就有很大差异。燃料的高密度影响单位燃烧室容积和燃料的燃烧特性。孔隙率影响燃料的反应性(单位时间的质量损失)和挥发分析的速率。特别是煤粉燃料燃烧时,烟气携带大量颗粒,小颗粒在燃烧室内停留时间短。如果不能抑制火焰,必然导致火焰上升,化学燃烧不完全的热量损失增加,引风机叶轮磨损。某生物质发电厂调试期间,稻壳燃烧,锅炉引风机叶轮在一个月内磨损。
      四、气温
        生物质发电厂锅炉热风采用除氧器水加热空气的方法。因此,有必要尽可能提高空气温度,以促进炉排高端的火灾。
        五.过量空气系数
        理论风量与实际风量之比称为过剩空气系数。
        生物质锅炉的过量空气系数应大于1,通常大于1。25、确保助燃空气和可燃物充分混合。
        过量空气系数遵循煤粉锅炉的数据,目前没有权威的说法。由于生物质挥发分高,燃烧速度快,实际锅炉燃烧应该是富氧燃烧。
        过量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,过热器不应超温,以利于燃烧工况的构建和燃料燃尽。实验表明,生物质锅炉的氧含量在任何时候都应大于3%,当炉膛温度可以保持较高时,氧含量可以保持在3% ~ 5%才能完全燃烧。由于生物质颗粒不均匀,燃烧区域不同,富氧燃烧成为生物质锅炉区别于煤粉锅炉的显著特征(国内某电厂前后二次风40%以上,含氧量5%,燃烧条件良好,过热器区域灰白色,可作为国内生物质锅炉燃烧的典范;丹麦生物质锅炉一次风和二次风的比例,黄色秸秆锅炉为3,333,607,灰渣秸秆锅炉为4,333,606。而国内大部分生物质锅炉都没有按照这个来处理,主要是因为国内燃料质量差,水分和灰分含量高。很多生物质锅炉的空气比都改成了5:5或者833602。特别是黄秸秆锅炉一次风耗少,就不可能浮起厚床,降低床层厚度,炉内蓄热不能满足高负荷。
        六、不及物动词燃烧温度
        燃烧温度是生物质锅炉燃烧的基础。如果燃烧温度不够,就不能形成燃烧的优化,不能保证完全燃烧。强化锅炉燃烧的三大理论如下:
        (1)强化燃烧的初始阶段。
        (2)加强高温烟气与燃料之间的对流传热。
        (3)增强燃料燃烧过程中还原性气氛的高浓度积累。
        无论燃烧什么燃料,都要尽量保持炉温。如果炉温低于850,就不能形成强化燃烧。
        试验表明,炉温400以上的锅炉能成功点火,炉温600以上的锅炉能形成连续燃烧,炉温850以上的锅炉能形成强化燃烧。
        七、配风
        有效的配风是生物质锅炉燃烧的关键,一次风可以吹动燃料,增加间隙点火面;二次空气抑制火焰形成强化燃烧。为延长燃烧时间,维持炉温,减少不完全燃烧热损失(推荐某生物质发电厂配风参数,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%,助燃风20%)。
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