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      生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐的結(jié)構(gòu)特性分析 木屑顆粒機|秸稈顆粒機|秸稈壓塊機|木屑制粒機|生物質(zhì)顆粒機|富通新能源 / 13-12-05

          我國能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中煤炭比例始終在67%及以上.煤炭是我國能源的主體。我國年消耗燃煤約12億。15億噸。其中大多數(shù)直接作為燃料被消耗掉.以煤為主的能源結(jié)構(gòu)直接導(dǎo)致能源活動對環(huán)境質(zhì)量和公眾健康造成了極大危害。生物質(zhì)固體成型燃料(簡稱生物質(zhì)燃料)是利用新技術(shù)及專用設(shè)備將農(nóng)作物秸稈、木屑、鋸末、花生殼、樹枝葉、干草等壓縮成型的現(xiàn)代化清潔燃料。無任何添加劑和粘結(jié)劑,既可以解決農(nóng)村的基本生活能源,也可以代替煤炭直接用于城市傳統(tǒng)的燃煤鍋爐設(shè)備上。生物質(zhì)成型燃料破碎率小于1.5%一2.0%。干基含水量小于15%;曳趾啃∮1.5%,特別是硫和氯含量一般均小于0.07%.氮含量小于0.5%,生物質(zhì)燃料是我國大力提倡的可再生能源資源,富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐,生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
      1、生物質(zhì)成型燃料的特點
          我們將要分析的是以松木為主要原料壓制成型的生物質(zhì)燃料,與傳統(tǒng)的礦物能源燃料比,生物質(zhì)成型燃料的成份及燃燒特點都有很大的不同。松木生物質(zhì)顆粒燃料如下所示:
       松木生物質(zhì)顆粒燃料
      1.1生物質(zhì)成型燃料的成份特點
          生物質(zhì)燃料的化學(xué)組成是十分復(fù)雜的高分子物質(zhì).在作為燃料的工程技術(shù)應(yīng)用中。大致可將其分為二部分,有機物(可燃部分)和無機物(可燃部分)。有機物中主要是揮發(fā)分(由C、H、O、N、S等元素組成的氣態(tài)物質(zhì))和固定碳(由C元素組成的固態(tài)物質(zhì)),燃料中的揮發(fā)分及其熱值對生物質(zhì)的著火和燃燒情況都有較大影響,燃料中揮發(fā)分越多,易著火。燃燒越穩(wěn)定。生物質(zhì)和煤的揮發(fā)分范圍及熱值見表1。
      生物質(zhì)和煤的揮發(fā)分含量及熱值
          另一個與著火和燃燒情況關(guān)系密切的參數(shù)是燃料的熱值。不同的生物質(zhì)種類,其主要組成元素也不同,熱值也有差異。幾種主要生物質(zhì)的元素組成及熱值見表2。由表1和表2可以看出.生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分高于煤炭,而灰分、氮和硫含量遠小于煤炭,其熱值也小于煤炭。
      1.2生物質(zhì)成型燃料的燃燒特性
          生物質(zhì)成型顆粒燃料是經(jīng)過高壓而形成的.其密度遠遠大于原生物質(zhì)。成型燃料的結(jié)構(gòu)與組織特征決定了揮發(fā)分的析出速度與傳熱速度都很低。生物質(zhì)成型燃料的燃燒過程可分為干燥脫水、揮發(fā)分析出、揮發(fā)分燃燒、焦炭燃燒和燃燼幾個階段。加熱初始階段.生物質(zhì)顆粒燃料中的水分蒸發(fā),燃料干燥脫水;隨著顆粒燃料溫度的不斷升高,揮發(fā)分開始析出,這一過程可認為是氣化過程;隨著燃料繼續(xù)被加熱,揮發(fā)分的溫度也隨之提高。當揮發(fā)分中可燃物達到一定溫度和濃度,揮發(fā)分開始著火;同時揮發(fā)分沒有燃燼時.木炭只能被加熱而不能燃燒。只有當揮發(fā)分燒完后。氧氣才能擴散到木炭表面。木炭才開始著火。
      幾種典型生物質(zhì)元素分析、工業(yè)分析及地位發(fā)熱熱值
      2、生物質(zhì)成型燃料鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計
          從生物質(zhì)成型燃料的特性分析出發(fā)。本課題設(shè)計的鍋爐為鏈條爐排爐。鍋爐額定蒸發(fā)量D=2 t/h額定工作壓力只=0.8 MPa,額定蒸汽溫度t=175℃,給水溫度k。=20℃。
      2.1生物質(zhì)成型燃料鍋爐的總體設(shè)計
          鍋爐的燃燒技術(shù)采用層燃技術(shù),與傳統(tǒng)的鏈條爐排燃煤蒸汽鍋爐相似。根據(jù)生物質(zhì)燃料的燃燒特性.對鏈條爐排的送風系統(tǒng)和爐拱進行改進,以達到與傳統(tǒng)的燃煤鍋爐使用方法一致的且的。生物質(zhì)成型顆粒燃料燃燒過程:首先將生物質(zhì)成型顆粒燃料投入到料斗l。根據(jù)鍋爐負荷及燃燒情況通過調(diào)節(jié)煤閘門2.來控制燃料層厚度。一次風從送風口3穿過爐排4和燃料層5進入爐膛,提供燃燒所需要的一次空氣.燃料在爐排的帶動下緩緩向爐后移動。成型顆粒燃料在熱源和空氣的共同作用下脫水、氣化、燃燒,產(chǎn)生的含可燃物氣體的高溫煙氣快速進入爐膛6。進行輻射換熱;沒有燃燼的可燃物進入燃燼室7后繼續(xù)燃燒。然后高溫煙氣進入第一、二回程煙管8及鍋爐尾部省煤器10進行對流換熱.在引風機12的作用下經(jīng)除塵器11后送入煙囪13。排到大氣。燃料燃盡后形成的灰渣由爐排輸送至出渣El由除渣機9排出爐體(圖1)。根據(jù)生物質(zhì)顆粒的燃燒特點。前拱部位存在大量的揮發(fā)分。因此在前拱出口部設(shè)置二次風,起到補充氧氣助燃和擾動煙氣的作用:二次風的設(shè)計應(yīng)有一定的流速和一定的有效射程?紤]到生物質(zhì)燃料的揮發(fā)分特別高,極易著火,鍋爐的著火點應(yīng)該向后移,同時將煤閘門改成水冷。以避免引燃料斗中的燃料。
      生物質(zhì)鍋爐結(jié)構(gòu)圖
      2.2生物質(zhì)成型燃料鍋爐爐膛設(shè)計
          生物質(zhì)成型燃料鍋爐爐膛設(shè)計,爐膛容積和爐排面積是鍋爐爐膛設(shè)計的兩個主要參數(shù),根據(jù)標準推薦,該燃料的爐排面積熱負荷為600,850 kW/m2;爐膛容積熱強度Qy230—350kW/m3。依據(jù)熱平衡計算,該鍋爐選用燃料的計算燃料耗量為341.1 kg/h,生物質(zhì)成型顆粒燃料低位發(fā)熱量Qnet,ar =18040 kJ/kg;通過計算得出。鍋爐爐膛容積為
       生物質(zhì)燃料鍋爐計算公式
      2.3生物質(zhì)成型燃料鍋爐輻射受熱面的設(shè)計
      輻射受熱面由鍋筒和水冷壁管組成。水冷壁管采用Φ=63.5 mm的單排無縫鋼管,間距s=100 mm。輻射受熱面積所=5.26 m2。依據(jù)我國層狀燃燒及沸騰燃燒,鍋爐熱力計算方法、校核計算,對鍋爐的輻射受熱面進行了熱力計算。計算得出爐膛出口煙溫Q=1027.120℃,輻射受熱面?zhèn)鳠崃糠?1700.25kcal/kg對輻射受熱面進行熱力校核,校核結(jié)果符合設(shè)計要求。
      2.4生物質(zhì)成型燃料鍋爐對流受熱面的設(shè)計
          對流管柬的設(shè)計計算。對流受熱面分兩個區(qū)域。第一區(qū)由61支規(guī)格為Φ57×3.5 mm,L=3220mm的煙管組成。設(shè)計煙氣流速為19.22 m/s;第二區(qū)由41支規(guī)格為Φ57x3.5mm, L=3220 mm的煙管組成,設(shè)計煙氣流速為16.54 m/s,符合標準推薦值。同時,為了能滿足降低鍋爐排煙溫度的目的。在鍋爐本體之外,加裝了鑄鐵省煤器,受熱面積為21.12m2。為了提高換熱效果,第一、二對流煙管采用先進的螺紋管技術(shù)。并依據(jù)相關(guān)校核方法校核對流管束傳熱量,結(jié)果符合設(shè)計要求。
      3、生物質(zhì)成型燃料鍋爐熱力計算匯總
          生物質(zhì)成型燃料鍋爐熱力計算,生物質(zhì)成型顆粒燃料鍋爐燃料成份、熱效率及熱平衡計算分別見表3、表4。爐膛相關(guān)技術(shù)參數(shù)為:理論燃燒溫度(瓦):1634.95℃;爐膛出口煙溫(礦):1027.12℃;輻射吸熱量(Qr):1700.25 kcal/kg;爐膛出口煙焓(2):2532.77 kcal/kg;平均熱容量(V。) 2.85 kcal/kg.℃。鍋爐各部位受熱面積及煙氣參數(shù)計算見表5。
      生物質(zhì)燃料成分和熱效率計算生物質(zhì)鍋爐各受熱面積及煙氣參數(shù)
      4、鍋爐風機選型設(shè)計
          通風設(shè)備是鍋爐的呼吸器官。通風是調(diào)整鍋爐出力的手段.只有合理地設(shè)計通風系統(tǒng)和選用通風設(shè)備,才能保證鍋爐的燃燒和傳熱過程正常進行。目前常用的機械通風方式有三種:即負壓通風、平衡通風和正壓通風。本文設(shè)計的鍋爐選用平衡通風.即在鍋爐設(shè)備中同時裝有送風機和引風機,送風機是用于克服風道阻力.依據(jù)燃燒需要的空氣量及適當?shù)倪^量空氣系數(shù)和風道全壓降。選擇送風機時,為了安全起見應(yīng)考慮一定的儲備,用儲備系數(shù)加以修正。引風機是用于克服煙道阻力,依據(jù)燃燒產(chǎn)生的煙氣量和煙道全壓降以及一定的儲備系數(shù)。來進行選擇。送、引風機風量和風壓可由計算確定,依據(jù)計算結(jié)果和鍋爐輔機廠家提供的產(chǎn)品目錄選擇風機型號。本設(shè)計選擇富通新能源公司生產(chǎn)的送風機和引風機,送風機型號為4-72 No 3.6A,引風機型號為Y6-30No-7.5C。
      5、結(jié)論
          通過對生物質(zhì)成型燃料燃燒特性的分析,比較燃散煤鍋爐的結(jié)構(gòu)特點,改進燃散煤鍋爐的結(jié)構(gòu),采用高且加長的爐膛。加強了顆粒燃料的氣化效果,使燃燒更加充分,從而提高鍋爐熱效率;采用多點平衡配風法使爐膛過量空氣系數(shù)減小而減少排煙損失:往復(fù)爐排的技術(shù)應(yīng)用在生物質(zhì)成型燃料鍋爐上。使得爐膛燃燒強度增加,改善了燃料的著火狀況.燃料燃燼率高。
    2. 上一篇:用于其他燃料的鍋爐改造
    3. 下一篇:上燃式鍋爐和下燃式鍋爐
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