我國能源生產結構中煤炭比例始終在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。其中大多數直接作為燃料被消耗掉．以煤為主的能源結構直接導致能源活動對環境質量和公眾健康造成了極大危害。生物質固體成型燃料(簡稱生物質燃料)是利用新技術及專用設備將農作物秸稈、木屑、鋸末、花生殼、樹枝葉、干草等壓縮成型的現代化清潔燃料。無任何添加劑和粘結劑，既可以解決農村的基本生活能源，也可以代替煤炭直接用于城市傳統的燃煤鍋爐設備上。生物質成型燃料破碎率小于1.5％一2.0％。干基含水量小于15％。灰分含量小于1.5％，特別是硫和氯含量一般均小于0.07％．氮含量小于0.5％，生物質燃料是我國大力提倡的可再生能源資源，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料。
1、生物質成型燃料的特點
    我們將要分析的是以松木為主要原料壓制成型的生物質燃料，與傳統的礦物能源燃料比，生物質成型燃料的成份及燃燒特點都有很大的不同。松木生物質顆粒燃料如下所示：
 
1.1生物質成型燃料的成份特點
    生物質燃料的化學組成是十分復雜的高分子物質．在作為燃料的工程技術應用中。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分(由C、H、O、N、S等元素組成的氣態物質)和固定碳(由C元素組成的固態物質)，燃料中的揮發分及其熱值對生物質的著火和燃燒情況都有較大影響，燃料中揮發分越多，易著火。燃燒越穩定。生物質和煤的揮發分范圍及熱值見表1。

    另一個與著火和燃燒情況關系密切的參數是燃料的熱值。不同的生物質種類，其主要組成元素也不同，熱值也有差異。幾種主要生物質的元素組成及熱值見表2。由表1和表2可以看出．生物質成型燃料的揮發分高于煤炭，而灰分、氮和硫含量遠小于煤炭，其熱值也小于煤炭。
1.2生物質成型燃料的燃燒特性
    生物質成型顆粒燃料是經過高壓而形成的．其密度遠遠大于原生物質。成型燃料的結構與組織特征決定了揮發分的析出速度與傳熱速度都很低。生物質成型燃料的燃燒過程可分為干燥脫水、揮發分析出、揮發分燃燒、焦炭燃燒和燃燼幾個階段。加熱初始階段．生物質顆粒燃料中的水分蒸發，燃料干燥脫水；隨著顆粒燃料溫度的不斷升高，揮發分開始析出，這一過程可認為是氣化過程；隨著燃料繼續被加熱，揮發分的溫度也隨之提高。當揮發分中可燃物達到一定溫度和濃度，揮發分開始著火；同時揮發分沒有燃燼時．木炭只能被加熱而不能燃燒。只有當揮發分燒完后。氧氣才能擴散到木炭表面。木炭才開始著火。

2、生物質成型燃料鍋爐的結構設計
    從生物質成型燃料的特性分析出發。本課題設計的鍋爐為鏈條爐排爐。鍋爐額定蒸發量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生物質成型燃料鍋爐的總體設計
    鍋爐的燃燒技術采用層燃技術，與傳統的鏈條爐排燃煤蒸汽鍋爐相似。根據生物質燃料的燃燒特性．對鏈條爐排的送風系統和爐拱進行改進，以達到與傳統的燃煤鍋爐使用方法一致的且的。生物質成型顆粒燃料燃燒過程：首先將生物質成型顆粒燃料投入到料斗l。根據鍋爐負荷及燃燒情況通過調節煤閘門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)。根據生物質顆粒的燃燒特點。前拱部位存在大量的揮發分。因此在前拱出口部設置二次風，起到補充氧氣助燃和擾動煙氣的作用：二次風的設計應有一定的流速和一定的有效射程。考慮到生物質燃料的揮發分特別高，極易著火，鍋爐的著火點應該向后移，同時將煤閘門改成水冷。以避免引燃料斗中的燃料。

2.2生物質成型燃料鍋爐爐膛設計
    生物質成型燃料鍋爐爐膛設計，爐膛容積和爐排面積是鍋爐爐膛設計的兩個主要參數，根據標準推薦，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，生物質成型顆粒燃料低位發熱量Q_net，ar =18040 kJ/kg；通過計算得出。鍋爐爐膛容積為
 
2.3生物質成型燃料鍋爐輻射受熱面的設計
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℃，輻射受熱面傳熱量佛=1700.25kcal／kg對輻射受熱面進行熱力校核，校核結果符合設計要求。
2.4生物質成型燃料鍋爐對流受熱面的設計
    對流管柬的設計計算。對流受熱面分兩個區域。第一區由61支規格為Φ57×3．5 mm，L=3220mm的煙管組成。設計煙氣流速為19.22 m／s；第二區由41支規格為Φ57x3.5mm， L=3220 mm的煙管組成，設計煙氣流速為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。并依據相關校核方法校核對流管束傳熱量，結果符合設計要求。
3、生物質成型燃料鍋爐熱力計算匯總
    生物質成型燃料鍋爐熱力計算，生物質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。爐膛相關技術參數為：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計算見表5。

4、鍋爐風機選型設計
    通風設備是鍋爐的呼吸器官。通風是調整鍋爐出力的手段．只有合理地設計通風系統和選用通風設備，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。本文設計的鍋爐選用平衡通風．即在鍋爐設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．依據燃燒需要的空氣量及適當的過量空氣系數和風道全壓降。選擇送風機時，為了安全起見應考慮一定的儲備，用儲備系數加以修正。引風機是用于克服煙道阻力，依據燃燒產生的煙氣量和煙道全壓降以及一定的儲備系數。來進行選擇。送、引風機風量和風壓可由計算確定，依據計算結果和鍋爐輔機廠家提供的產品目錄選擇風機型號。本設計選擇富通新能源公司生產的送風機和引風機，送風機型號為4-72 No 3.6A，引風機型號為Y6-30No-7.5C。
5、結論
    通過對生物質成型燃料燃燒特性的分析，比較燃散煤鍋爐的結構特點，改進燃散煤鍋爐的結構，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減小而減少排煙損失：往復爐排的技術應用在生物質成型燃料鍋爐上。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。

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