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      生物質(zhì)顆粒燃料飼料配方新聞動態(tài)

       

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      燃煤一秸稈壓塊層燃混燒試驗研究

      發(fā)布時間:2013-11-03 16:11    來源:未知

      1、概述
          隨著人類對環(huán)境問題不斷的關注,生物質(zhì)能作為一種新興的可再生能源越來越受到各國學者的關注。生物質(zhì)能源具有以下特點:分布廣、資源量豐富、清潔可再生,并且其能源化利用過程中可以實現(xiàn)C02零排放。在我國,農(nóng)作物秸稈產(chǎn)出量已經(jīng)超過7x108t,折合成標準煤3.5×108t,若全部利用可以減排8.5×108t的CO2。因此,有效利用生物質(zhì)能源既可緩解溫室效應,又能實現(xiàn)廢棄物再利用,提高農(nóng)民的生活水平,增加農(nóng)民收入,具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益,符合我國現(xiàn)階段的國情。
          現(xiàn)階段生物質(zhì)能利用方式主要包括生物質(zhì)熱解氣化技術、生物質(zhì)制沼氣技術、生物質(zhì)固化成型技術、生物質(zhì)液體燃料技術、生物質(zhì)直燃發(fā)電技術等。文獻介紹了鏈條爐排爐燃燒生物質(zhì)燃料的技術現(xiàn)狀,以及燃料變化后所引起的受熱面結渣現(xiàn)象。通過在秸稈壓塊成型過程中加入一定的添加劑,可以減少受熱面結渣現(xiàn)象,筆者在試驗過程中采取了此項解決方案。本文重點介紹燃煤一秸稈壓塊混燒的試驗結果。800型秸稈壓塊機2、試驗現(xiàn)場情況
          混燒試驗在一臺額定壓力為1.3 MPa、額定蒸發(fā)量為10t/h的鏈條爐排爐上進行。鍋爐用戶的特殊生產(chǎn)工藝造成鍋爐熱負荷波動較大.蒸汽質(zhì)量流量一般為4~8t/h,壓力在0.8 MPa左右。
          在混燒試驗進行前,我們利用熱重一差熱同步分析儀對純粹燃煤情況下的灰渣含碳量、飛灰含碳量進行了測試和分析。對于灰渣含碳量分析,在升溫過程中,110℃以下的質(zhì)量損失約22%,是灰渣樣本中的水分。400℃以上存在3個失重峰值,其中第一個峰值是揮發(fā)分的失重造成的,另外兩個則是固定碳在不同溫度下的反應失重。分析結果顯示,灰渣中的可燃成分仍占總質(zhì)量的23.15%左右,這說明燃煤在爐排上的燃盡程度不高,固體不完全燃燒熱損失和氣體不完全熱損失均較大。
          由于該爐燃煤顆粒的粒度較小,因此飛灰嚴重,煙道內(nèi)沉積的飛灰量很大。由飛灰含碳量分析可知,相對于灰渣,飛灰中水分含量較低,僅為6%。在400℃以上僅有兩個失重峰值,飛灰樣本在高溫的煙道內(nèi)已經(jīng)沉積了較長時間,因此其揮發(fā)分含量較小,但其中的固定碳含量卻高達30. 64%。由此可見,飛灰損失較為嚴重。
      3、混燒試驗過程及爐內(nèi)燃燒情況
          與煤混燒的是花生秧秸稈壓塊,其形狀為長方體,尺寸為30mmx30mm x70mm,運輸過程造成少量壓塊破碎成小塊,但粉末狀顆粒所占比例可忽略。由于成型過程中添加劑的影響,秸稈壓塊中灰的質(zhì)量分數(shù)約15%.低位發(fā)熱量約14562 kj/kg;鞜^程中,秸稈壓塊與燃煤的摻混比例(質(zhì)量比)為20% "30%。采用人工摻混,煤斗內(nèi)的混合情況見,兩者混合比較均勻,富通新能源生產(chǎn)銷售秸稈壓塊機木屑顆粒機等生物質(zhì)燃料成型機械設備。
          煤斗內(nèi)的混合燃料靠自重下落,經(jīng)煤閘板后落在爐排前部。由于秸稈壓塊的密度僅為700kg/m3,遠小于燃煤的密度,因此在煤斗內(nèi)下落過程中,燃煤顆粒與秸稈壓塊之間存在速度滑移,從而形成燃料分層。在爐排上,沿燃料層高度方向,大部分秸稈壓塊分布在燃料層表層,少部分分布在燃料層內(nèi)。
          多數(shù)的秸稈壓塊分布在混合燃料層表層,秸稈揮發(fā)分含量高以及揮發(fā)分著火溫度低等特點,決定了混合燃料的著火時間要短于燃煤的著火時間。進入爐膛的秸稈壓塊迅速著火,揮發(fā)分火焰通過導熱和熱輻射方式,將新鮮的燃煤快速預熱,使其揮發(fā)分析出速度有所加快。因此,混燒可有效改善燃煤的著火性能。一旦燃煤揮發(fā)分開始燃燒后,就會將燃煤內(nèi)的固定碳溫度提高,并使之具備了著火、燃燒的條件。燃料層著火情況見圖2。對比燃煤情況下的著火區(qū)域可以發(fā)現(xiàn),混燒可有效縮短爐排上的燃料預熱區(qū)長度,一般縮短10cm左右,在爐排總長度一定的情況下,相當于延長了燃料主燃區(qū)長度,從而使燃料燃盡程度和燃燒效率有所提高。
        燃料層表層秸稈壓塊的快速著火形成比較長的揮發(fā)分火焰,見圖3。
          由于生物質(zhì)燃料揮發(fā)分含量高,因此預熱區(qū)送風量要適當增加,以保證揮發(fā)分的燃盡。一般情況下,揮發(fā)分空間擴散燃燒過程需要補充二次風來強化,但由于該爐沒有設計二次風系統(tǒng),因此只能通過適當開大一次風箱的風門來補充一次風。盡管這種送風方法可在一定程度上確保揮發(fā)分的燃盡,但一次風量提高且事先無預熱,導致大量冷空氣進入爐膛,易造成爐膛溫度降低。利用紅外熱像儀對爐膛溫度的檢測結果證實了這一理論推測,混燒情況下,爐膛溫度一般為1 000~1030℃,比純粹燃煤情況下低70~100℃。
          混燒不僅改善了燃煤的著火性能,還改善了主燃區(qū)燃料層內(nèi)空氣與燃料的混合。秸稈壓塊在冷態(tài)情況下是致密的塊狀結構,受熱時揮發(fā)分析出,自身將成為疏松的孔狀結構,且膨脹、體積增大。由圖3可以觀察到燃料層表層的體積膨脹后的秸稈壓塊。燃盡后的秸稈壓塊見圖4,其結構是疏松多孔狀的。
          同樣,在燃料層內(nèi)部,秸稈壓塊同樣會發(fā)生膨脹,使燃料層厚度有所增加,秸稈壓塊附近的煤層將出現(xiàn)孔隙。這樣一來,燃料層通風阻力將有所減小,從爐排底部送入的空氣將更容易滲透到燃料層上部,從而使燃料層還原區(qū)厚度有所減小,CO等不完全燃燒產(chǎn)物生成量有所減少。
      4、結論
          ①混燒后經(jīng)過正平衡計算,鍋爐熱效率提高到68.49%,比純粹燃煤情況下提高了2.53%,并降低了燃料成本。
          ②秸稈壓塊與燃煤在一定的摻混比例下混燒,可有效改善燃煤的著火性能,使爐排主燃區(qū)長度增加,燃煤燃盡程度提高。
          ③秸稈壓塊燃盡后的疏松結構,有效降低了燃料層的通風阻力,空氣與燃料的混合加強,從而提高了燃燒效率,并且該疏松結構可以束縛內(nèi)部灰粒,抑制熔融性飛灰造成的受熱面結渣,富通新能源生產(chǎn)銷售秸稈顆粒機秸稈壓塊機等生物質(zhì)顆粒燃料成型機械設備,同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料出售。

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