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生物質鍋爐影響燃燒過程的變量你知道多少?

作者:admin 發布日期:2020/10/16 關注次數: 二維碼分享

關于內蒙古生物質鍋爐影響燃燒過程的變量你知道多少?


一、含水量

不同種類燃料的含水量區別很大,取決于燃料種類和儲存方式。為了保持生物質鍋爐燃料燃燒穩定性,在使用之前需要晾曬(有條件時要增設干料棚)。含水量增加會降低爐膛蓄熱溫度,增加燃料在燃燒室的不完全燃燒。含水量過大是國能生物質電廠帶不上負荷的主要原因。含水多的燃料著火困難,影響燃燒速度,使爐內溫度降低,使機械和化學不完全燃燒熱損失增加,當燃料水分大于45%時,燃燒就非常困難。在燃燒過程中,水分因蒸發、汽化要消耗大量的汽化熱。水分含量大的燃料其燃燒后的煙氣體積較大(水變為蒸汽比體積增加了1200倍),由于出口煙氣有130℃左右溫度,因此隨煙氣帶走的熱量損失較多(此現象可以通過煙囪的排煙,觀測到呈現大量乳白氣體),鍋爐的熱效率就較低。此外,煙氣體積增加,引風機消耗的電能也隨之增加,引風機功率增加了,使得煙氣流速加快,燃燒上移,很難構建合理的燃燒工況,保障爐排燃燒動力平衡(養不住底火)。

煙氣流速加快使得煙氣攜灰量也增加,加速了對爐膛尾部受熱面的磨損。

二、發熱量

(一)概念

(1)高位發熱量(濕基)。指1kg燃料在單位時間里完全燃燒所放出全部的熱量,單位MJ/kg。

(2)低位發熱量(干基)。是燃燒熱量中,去掉燃燒時生成的汽化潛熱(水蒸氣)所釋放的熱量,單位MJ/kg。

(二)影響發熱量的因素

影響發熱量的一般因素是燃料中的水分、灰分和雜質,這也是國內生物質電廠共同存在的問題(燃料水分和灰分過大的問題不解決,生物質發電企業是很難發展的)。過濕、過長的燃料在取料機、給料機里堵塞,在爐排上燒不透,增加了不完全燃燒損失(某電廠由于入爐燃料灰分通常大于40%,所以長期帶不上高負荷)。

三、過量空氣系數

理論空氣量與實際空氣量的比值叫做過量空氣系數。生物質鍋爐的燃燒過量空氣系數要大于1,通常大于1.25,以保證助燃空氣與可燃物的充分混合。過量空氣系數沿用了煤粉鍋爐的數據,現在無權威論證。實際的鍋爐燃燒因生物質揮發分高、燃燒速度快,應該是富氧燃燒。過量空氣系數主要是通過二次風來提供,實踐證明,上層二次風要盡量大,以過熱器不超溫為原則,以利于燃燒工況的構建和燃料的燃盡。試驗證明:生物質鍋爐燃燒氧量任何時候都要大于3%,當爐膛溫度能夠保持較高時,氧量保持在3%~5%才能夠燃燒完全。因為生物質顆粒不均、燃燒區域不同,富氧燃燒就成了生物質鍋爐區別于煤粉鍋爐的一個顯著特點(國內某電廠的前、后上二次風開到40%以上、氧量為5%,燃燒工況良好,過熱器區域的灰為灰白色,可以認為是國內生物質鍋爐燃燒的樣板;丹麥生物質鍋爐一、二次風率比例:黃稈鍋爐為3:7,灰稈鍋爐為4:6)??墒乾F在國內生物質鍋爐大多沒有照此辦理,主要原因有國內燃料質量太差,水分、灰分的含量太高。許多生物質鍋爐風率比例變成了5:5或者8:2。尤其是黃稈鍋爐一次風用少了就不能浮動厚料層、減少料層厚度,爐膛蓄熱就不能滿足高負荷。

四、空氣溫度

生物質電廠鍋爐的熱風,采用的是除氧器來水加熱空氣的方法,因此,需要盡量提高風溫,促成爐排高處著火。

五、燃料種類

不同種類燃料的不同特性影響著燃燒過程,其中主要影響因素為燃料組分、揮發分和固定碳含量、熱性能、密度、孔隙率、尺寸和活性表面等。燃料組分隨燃盡程度不同而發生持續變化。與煤相比,生物質鍋爐燃料通常揮發分含量較高,固定碳含量較低,屬于高活性燃料。但不同生物質燃料的揮發分含量不同,影響燃料的熱性能。各種生物質燃料的小劂化學結構和結合鍵也影響燃料的熱性能。表現出揮發分析出規律明顯不同。不同生物質燃料的密度也有較大的不同,例如,樹皮和稻殼的密度相差很大。燃料密度大,影響了單位燃燒室容積,同時也影響燃料燃燒特性??紫堵视绊懭剂系姆磻裕▎挝粫r間質量損失),影響揮發分析出速率。尤其當粉狀燃料燃燒時,煙氣中攜帶大量的顆粒物,小顆粒在燃燒室中停留時間短,如不能壓制火焰,勢必造成火焰上升,化學不完全燃燒熱損失增加,引風機葉輪磨損。某生物質電廠調試期間,燃燒稻殼,鍋爐引風機葉輪一個月之內就磨透了。

生物質鍋爐影響燃燒過程的變量


六、燃燒溫度

燃燒溫度是生物質鍋爐燃燒的基礎,燃燒溫度不夠就不能形成燃燒的優化,就無法保障燃燒的完全。強化鍋爐燃燒的三強理論如下:

(1)強化燃燒的初始階段。

(2)強化高溫煙氣和燃料的對流換熱。

(3)強化燃料燃燒時還原氣氛的高濃度聚集。不管燒什么燃料,一定要想辦法保持爐膛溫度,爐膛溫度低于850℃就不能形成強化燃燒。試驗證明,爐膛溫度在400℃以上鍋爐點火成功,爐膛溫度在600℃以上鍋爐可以形成連續燃燒,爐膛溫度在850'C以上才可能形成強化燃燒。

七、配風

有效的配風是生物質鍋爐燃燒的關鍵,一次風能夠吹動燃料,增加空隙著火面;二次風壓制火焰,形成強化燃燒。以增加燃燒時間、保持爐膛溫度、減少不完全燃燒熱損失(推薦某生物質電廠配風參數,以30MW負荷為例,鍋爐總風量為7.5kPa,一次風高處50%、中端60%、低端30%,前、后墻二次風50%,燃盡風20%)。

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