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生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐一次風(fēng)和二次風(fēng)的比例應(yīng)該如何設(shè)置?

發(fā)布日期:2020-07-07 瀏覽次數(shù):3493

生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐是指采用生物質(zhì)能源為燃料,循環(huán)流化床燃燒方式的鍋爐設(shè)備。中正鍋爐作為專業(yè)的生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐制造廠家,對生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行了深入的研究。

生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐特點
燃煤鍋爐相比,生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐主要存在“四高三低兩難”的特點,其“四高三低”主要體現(xiàn)在燃料上,即揮發(fā)分、氧、氫及水含量很高,而碳、硫和灰的含量則比較低(部分燃料還含有氯元素)。其“兩難”體現(xiàn)在燃燒不穩(wěn)定及積灰結(jié)渣腐蝕的一系列問題。

生物質(zhì)燃料富含大量堿金屬及堿土金屬,這導(dǎo)致生物質(zhì)燃料在燃燒過程中灰熔點降低,致使床料因粘結(jié)而結(jié)焦以及尾部受熱面的積灰粘結(jié),并造成高溫腐蝕和低溫腐蝕等問題。同時,生物質(zhì)燃料中水分的波動極大,含水率從10%到60%不等,而不同生物質(zhì)燃料又有很大的不同特性,這給生物質(zhì)燃燒穩(wěn)定性又增加了一些難度。

生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用技術(shù)
就生物質(zhì)燃料的普遍特性,生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計需要注意以下幾點:
1、合理的床料
當(dāng)生物質(zhì)處于流態(tài)化燃燒狀態(tài)時,燃燒反應(yīng)所形成的KCI、K2O等堿金屬化合物將與床料的主要成分α-SiO2發(fā)生反應(yīng)生成K2O·nSiO2等低熔點物質(zhì),造成床料的粘結(jié)、結(jié)團以及結(jié)焦,所以不建議床料全部使用河砂,推薦使用高嶺土、粘土、煤灰渣等作為床料。

2、爐膛燃燒溫度
生物質(zhì)燃料揮發(fā)分高,固定碳含量低,其容易燃盡,但是生物質(zhì)燃料富含大量堿金屬元素導(dǎo)致其灰熔點很低(大部分在600-800℃)??紤]密相區(qū)物料流化特性,其燃燒溫度控制在750~800℃為宜,當(dāng)然也可以向其添加高灰熔點的惰性床料,保證物料的流化。
當(dāng)然如果燃料水分較高,那么可在密相區(qū)設(shè)置衛(wèi)燃帶(或采用小床面設(shè)計結(jié)構(gòu)),或者提高一次風(fēng)溫(減少燃料的干燥時間)來緩解燃燒不良的狀況。

3、過熱器高溫腐蝕
生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐燃燒生物質(zhì)燃料時,過熱器表面很容易出現(xiàn)積灰腐蝕等問題。受熱面腐蝕速度和管壁溫度有關(guān),當(dāng)玷污管壁溫度在500~700℃時,管壁腐蝕速率飆升,而高溫受熱面表面比較干凈,腐蝕大大減輕。所以推薦將高溫過熱器以屏的形式布置在爐膛內(nèi),利用循環(huán)物料對高溫過熱器表面的沖刷,減輕受熱面表面的灰粘結(jié),進(jìn)而可大幅減少高溫腐蝕。

4、對流受熱面積灰
生物質(zhì)灰熔點低,燃燒時飛灰顆粒處于軟化或熔化狀態(tài),易發(fā)生積灰腐蝕,此時可采取可靠高效的旋風(fēng)分離器(中溫分離為佳),大大減少進(jìn)入尾部對流受熱面的灰濃度,降低尾部受熱面積灰的可能。
對流管排釆用順列布置,選用大橫向間距,防止積灰搭橋且宜將尾部受熱面橫向分級布置并且加強吹灰(縮短吹灰周期)。

5、一次風(fēng)和二次風(fēng)的比例
因生物質(zhì)燃料的揮發(fā)分非常高,燃燒劇烈,所以需要及時補充氧量,二次風(fēng)的設(shè)計盡量多級布置,分段送氧。至于一次風(fēng)和二次風(fēng)的比例應(yīng)該根據(jù)生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐實際情況進(jìn)行專業(yè)的計算,比例并不一致。

中正生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐采用大爐膛,低流速設(shè)計;讓管技術(shù)的應(yīng)用,降低沖刷磨損,鍋爐年運行時間不少于8000小時。同時,還采用鐘罩式風(fēng)帽,在布風(fēng)均勻的同時避免物料反串到風(fēng)室。

經(jīng)過長期研究試驗,中正鍋爐不但調(diào)整了生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐的一二次風(fēng)的送風(fēng)比例,優(yōu)化二次風(fēng)布置,合理設(shè)計爐膛受熱面,有效控制NOx的排放量;還優(yōu)化分離器結(jié)構(gòu),捕捉更細(xì)的未燃盡顆粒,多次循環(huán)燃燒,大大減小尾部飛灰含碳量。

中正生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐工作原理示意圖

中正生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐工作原理示意圖

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