48t生物质锅炉的技术改造案例

48t生物质锅炉的技术改造案例（共6篇）

篇1：48t生物质锅炉的技术改造案例

48t/h生物质锅炉的技术改造案例

原文出自于豫鑫锅炉：

48t/h黄秆生物质锅炉炉排，经过运行证明设计容量不够，设计单位和生物质锅炉厂认为炉排做小了。燃料在炉排高端很难着火，燃烧不能形成强烈结构，燃烧时间不够，炉渣含碳量达到20%以上，影响了经济效益。

为了满足容积热负荷的需要，进行了设备改造。

一、生物质锅炉进行过的改造

1．炉排加装风帽

炉排更改了风帽，下部孔径为lOmm,钻孔孔径为5mm,炉排自上而下隔三排更改一排，新加风帽共计15排，其中炉排两侧各有两列，后部一排为三孔风帽。设想为炉排中端加强风量，形成强烈燃烧，在炉排中端建立高温高效燃烧。但是，改造后的炉排破坏了生物质床层燃烧结构，由于中端风帽的作用，燃料堆积到高端，与中端形成了断层。无法建立起燃烧结构，燃烧时间不足。当燃料水分大、灰分高的时候，只有炉排中端着火、燃烧，这样就缩短了炉排的利用面积，产生的容积热量不可能满足受热面的吸热量。燃料来不及燃烧就排出，燃料水分大的时候，灰渣含碳量大于20%。

经过运行实践论证，中端炉排风帽严重影响了生物质锅炉床层燃烧的平衡性，炉排形成了断层燃烧，高端燃料堆积、燃烧空间小、燃烧时间短，发生了严重的不完全燃烧。于是去掉了炉排风帽，恢复了原设计。

2．加装取料仓干燥风

为了干燥燃料，在二次风管道引出热风到取料仓，经过运行试验，未能取得理想效果，已经割去。

3．封堵上二次风

利用热风干燥燃料，风源取自上二次风。将炉前上二次风口进行封堵。使用效果不是太好，现在已经恢复。

4．改造除尘器

在历次停机检查过程中发现生物质锅炉除尘器旁路管道弯头处容易积灰，造成旁路烟道通流面积减小，甚至堵塞，致使机组无法在除尘器检修或启停时投运旁路，将弯头割除后与主管道采用直管段连接方式。

5．增加卫燃带

在下部炉膛后墙以及左右墙增设卫燃带，卫燃带厚度约为20mm，以提高炉膛温度。经过运行实践证明，此改造已经没有太大的实际意义了。

6．分隔风室

将底部进风改为一侧进风，分隔成高、中、低三个风室。现在风室挡板已经割除，形成一个风室了。建议恢复到原设计，便于风量控制。

7．加装下部点火风

在炉排底部加装了一根从空气压缩机来的点火风管，以期干燥燃料。由于温度太低，起不到作用，已经停止。

8．改造渣井

渣井尺寸改大了，有利于落渣，但是需要注意水密封，防止冷风进入。

那么生物质锅炉改造地方这么多，到底生物质锅炉存在哪些问题点呢？豫鑫锅炉下编下次为大家详细分析这48t/h生物质生物质锅炉的技术改造的原因及生物质锅炉存在的问题！

篇2：48t生物质锅炉的技术改造案例

随着人口的大幅增长和社会经济的快速发展，中国已成为世界第一大能源消费国，能源安全及环境污染问题受到国内外的高度关注，并已成为影响我国全面建设小康社会的重要因素。因此，关注能源问题，探索非化石能源的开发利用具有重要意义。

随着经济快速发展，我国对煤、石油、天然气资源需求量不断增加，能源消费总量从2009年的306647万吨标准煤增加到2013年的375000万吨标准煤；其中2013年煤炭占消费总量的66.00%，石油占18.40%，天然气占5.8%，水电、核电和风电等非化石能源仅占9.8%。可见，能源消耗日益增长，能源需求的不断增加将导致常规能源供需矛盾日益突出。

2 国内外生物质燃烧替代燃煤技术的情况

2.1 炉排层燃技术

由于大多数工业企业采用的都是层燃锅炉，所以开发适用于生物质的层燃锅炉受到国内外广泛关注。

丹麦开发出一种专门燃烧成捆秸秆的燃烧炉，起重机将秸秆捆放入防火通道中，用传送装置将其运至料箱中，随后预热室的炉门打开，秸秆进入预热室，在预热室内被已燃烧的燃料点燃，根据烟气温度和浓度来控制空气量。安装在预热室底部的传输设备将正在燃烧的秸秆捆向前运送直至灰室。

我国针过对秸秆本身特性的进行分析研究，在秸秆直燃热水锅炉燃烧室的设计中，采用双燃烧室结构。第一燃烧室为主燃区，设置于炉膛前部；第二燃烧室为辅助燃烧区，设置于炉膛后部，两者间由挡火拱分隔。该布置方式加强了秸秆与高温烟气、空气的相互混合，同时延长了燃料在炉内燃烧的停留时间，确保了秸秆燃烧的充分完全，取得了良好的运行效果。

福建某锅炉有限公司研制的卧式三回程水火管自然循环链条锅炉，燃料以废木料为主，烟煤为辅。木屑、碎木从前面进入炉膛，木条、树皮从两侧炉门进入炉膛，木粉通过喷射系统从炉前木粉喷管送入炉膛，需助燃时烟煤从煤斗进入炉膛。运行实践表明该锅炉符合设计规范的要求，具有出力足、调节方便、水循环运行良好等特点。

2.2 浮悬燃烧技术

浮悬燃烧方式主要适用于稻壳、锯屑、砂光木粉等细小生物质燃料的燃烧。

南京林业大学研究开发的燃烧木粉等散碎木废料的旋风燃烧炉，由主燃烧室和相邻的二次燃烧室组成，木粉由罗茨鼓风机的压气管向下喷入燃烧炉的主燃烧室，在炉体圆周切向有3对喷气管，左右相对地向炉膛喷射空气，以鼓动木粉螺旋式旋转并充分燃烧。二次燃烧室圆周切向也设有喷气管，以推动气流继续旋转。出口处设有第二道扼流圈，进一步阻挡未烧完的火星。高温烟气经调温调湿处理后，可直接作为干燥纤维、刨花的干燥介质，也可作为间接加热的载热体。

华中科技大学研制出一种生物质粉体燃烧技术，将农业废弃物用破碎机破碎成粉体后，由进料装置喷入立式双回旋燃烧炉中燃烧。一次风为输料进风，与粉体均匀混合形成风粉气流；二次风切向进入，主要用于改善炉内气流状态。此装置能最大限度地提高燃烧温度和燃烧效率，并能减轻结渣腐蚀对燃烧产生的不利影响。

2.3 流化床燃烧技术

流化床燃烧方式最适合含高水分生物质燃料的燃烧。西方发达国家研究生物质循环流化床锅炉(CFB)已经很多年了。20世纪80年代末，美国就开发出大型燃烧废木料的CFB锅炉。同一时期，我国哈尔滨工业大学与长沙锅炉厂等锅炉制造企业合作，研制了多台生物质流化床锅炉，可燃烧甘蔗渣、稻壳、碎木屑等多种生物质燃料，锅炉出力充分，低负荷运行稳定，热效率高达80%以上。

3 生物质能源替代工业燃煤锅炉的技术现状

目前生物质替代工业燃煤锅炉主要有两个关键节点：一是生物质成型燃料技术；二是生物质替代燃煤供热或发电。

3.1 生物质成型燃料技术现状

由于生物质密度较低、不耐烧，堆放体积较大，因此需要将生物质预制成成型燃料以降低其堆放体积并提升其耐燃性和热值，这是生物质替代燃煤锅炉的重要前置条件。

在生物质（秸秆）成型燃料的制备中，生物质（秸秆）成型燃料在不添加任何粘结剂条件下成型，并保证较高强度是国内一大技术难题。国内有多家公司对此进行了技术研发和创新，其中四川生物环保工程有限公司通过多年技术攻关，从工艺和装备技术上创新，研发出一套新型工艺装备并获得多项知识产权。该工艺技术成套设备的优点是：能一次性将高湿秸秆生物质加工成符合标准的生物质锅炉的燃料，该成套设备对生物质物料的适应范围广，前处理粉碎采用无筛结构和生物质物理调质后再采用该公司专利造粒机成型，提高了成形效果，节约了能量消耗，吨（秸秆）成型燃料综合生产成本比传统加工技术装备下降了30﹪，为生物质（秸秆）成型燃料的低成本加工提供了技术装备。该公司研发的单机生产线年产可达2万吨生物质（秸秆）成型燃料。

3.1.1 生物质成型燃料技术类别

生物质成型燃料加工技术按成型加压的方法不同来区分,目前国内外技术较为成熟、应用较多的生物质成型燃料加工机有螺旋挤压式、活塞冲压式(包括机械式、液压式)、有辊模碾压式(包括环模式和平模式)等。按照其成型过程是否对原料辅助加热，上述三种加工方式又分为冷成型和热成型两类工艺；螺旋挤压式、活塞冲压式都属于热压成型工艺，辊模碾压式采用的是冷压成型工艺。

3.1.2 生物质成型燃料制备存在的问题

在生物质成型燃料的制备过程中也暴露了一些问题。总体来说，目前我国的生物质固化成型装备在设备的实用性、系列化、规模化上还很不足,距国际先进水平还有不小的差距。表现在生产率低、成型能耗高、主要工作部件寿命短、机器故障率多、费用高等方面。

3.2 生物质替代燃煤供热和发电技术现状

3.2.1 生物质秸秆发电及供热概况

据不完全统计，到2010年底，由国家发展和改革委和各省发展和改革委核准的生物质规模化发电项目超过50个，总装机容量超过150万千瓦；其中，仅2006年就核准39个，总投资100亿元以上。全国已经建成投产的生物质直燃发电项目已经超过10个，在建项目30个左右（其中，国能占10个）。可以预见，在今后一段时期，我国的生物质发电产业将保持快速发展的势头。

3.2.2 生物质发电及供热应用技术优势

由于生物质发电项目到目前推广较为缓慢，锅炉制造厂商对大型生物质锅炉资源投放较少，在国际上没有较为明显的技术及实力优势。

而在小型供热用生物质锅炉的制造上，目前有多家制造商具有较好的技术优势和实力，例如长生能源科技有限公司的小型生物供热锅炉具有较好的代表性，其研发的“生物质常压锅炉”，有较为完善的技术，耗能小、电耗低、通过二次燃烧达到自然除尘，采用半气化燃烧、烟气纵向横向冲刷对流管束，提高的热转化率。其生产的“生物质燃料立式蒸汽锅炉”，给料系统变频调节、热效率高、蒸汽输出稳定。同时设计较为科学，全方位燃烧室，结构紧凑，占地面积小，基建投资省，对燃料的选择性广，既可以燃烧生物质燃料，也可以燃烧煤、木材等燃料。打破了同行业中的设备磨损大、技术要求高、生产成本高、费用昂贵的局限性。

4 生物质能源替代工业燃煤锅炉的技术壁垒

4.1 生物质的特性壁垒

生物质燃料中大量的挥发分析出后，如果空气不足或温度较低，挥发分易裂解析出碳黑，使炉子冒黑烟；

固体燃料燃烧后期主要是固定碳的燃烧，而生物质固定碳含量少，因此，其燃烧过程持续时间较短，不耐烧；

生物质水分含量较多，且水分随生物质加工过程和储存条件显著变化，燃烧潮湿生物质燃料时，炉内温度场偏低，组织稳定的燃烧比较困难，排烟热损失增加。

生物质(尤其是农作物秸秆)中含有较多的碱性物质，在高温燃烧环境下，碱性物质及其相关无机元素可能在炉膛内形成熔渣或以蒸气和飞灰颗粒的形式沉积于受热面，影响锅炉的热效率，同时对换热面造成严重腐蚀；

生物质(尤其是农作物秸秆)原料来源呈现很强的季节性，而且来源地分散，这给生物质的规模化、工业化利用造成了很大的困难。

4.2 锅炉生物质燃烧方式存在的壁垒

生物质燃料在锅炉中可以采用炉排层燃、浮悬燃烧、流化床燃烧以及层燃与浮悬复合燃烧等燃烧方式。

4.2.1 炉排层燃

燃烧生物质的层燃锅炉一般采用链条炉或往复推饲炉排炉，小型燃烧设备也可采用固定炉排。由于生物质中的灰分较低，易使炉排片烧损。往复炉排可在燃尽区采用耐热钢材作为炉排材料，固定炉排和往复炉排还可以采用风冷或水冷方式对炉排进行冷却，这些在链条炉排上很难实现，所以，链条炉排在燃用灰分过低的生物质燃料时，到燃烧后期炉排上残留的灰渣较少，容易烧损炉排片。

炉排燃烧主要适用于大颗粒及块状生物质燃料，而细小生物质燃料在炉排上燃烧时，由于易从炉排孔隙中漏下或被炉排下的一次风吹起，因而一般不适合单独在炉排上燃烧。

4.2.2 浮悬燃烧

生物质在进行浮悬燃烧时，一旦炉子熄火，极易发生爆燃，所以必须安装火焰探测或炉温探测装置，炉子熄火时必须立即中断供料或立即点火，同时还须设置可靠的防爆装置。

5 生物质能源替代工业燃煤锅炉存在的问题

5.1 认识问题

生物质能源正处在一个很尴尬的境地。可再生能源中生物质能源是最重要的，但相比而言，它的产业化程度，发展规模都是最差的。这其中有一些客观原因，也有一些属于认识问题。

除了客观上发展规模受限以外，对生物质能的认识各不相同，对其投资的额度，与地方的GDP增长是不相符的，资源的分散性导致生物质能源在一地的投资较低；这在某些政府那来看，生物质能源有点像“鸡肋”。

5.2 补贴门槛过高

对生物质能源的支持，国家采取了多种补贴手段。但补贴门槛过高，手续繁琐、先垫付后补贴也困扰着不少企业。

由于受到生物质资源的自身特性和地理条件的限制，决定许多地区了无法进行大规模的集中收割和处理资源，也导致了无法建设大型的规模以上的生物质燃烧企业和设备。这也导致了很多企业无法申请到财政相关补助。受制于这些现实难题，财政部的万吨补贴政策遭遇落地难。

5.3 布局不合理

西南地区由于受地理条件的制约没法建大厂，但东北垦区就比较适合建大型电厂，有条件上规模，成本才越低，效益才越高。一定要因地制宜。密集地区可以建气化发电，做成型燃料，不一定去建发电厂。

企业要多方考虑，合理布局，否则很容易陷入发展困局。建生物质能电厂首先要考虑可持续发展，原料分散，就需要分散性利用，要考虑水资源、电力、人文环境是不是可以支撑这个项目。

5.4 成本价格难控

受耕作制度和地理条件的限制，许多省农村土地高度分散，从资源的收集储存运输带来很大不利因素，在后续的环节上会放大很多倍。

所以准备入行的企业首先要考虑的是原料资源的可获得性，如果不成熟千万不要贸然进入地方政府可以进行协调，比如利用示范效应，鼓励农民种植秸秆作物，做好企业加农户的结合，平衡好企业和农户之间的利益。

5.5 技术投入过小

目前存在的问题是，有些研究成果与生产有些脱节，并没有转化为生产力。一方面技术部门因缺少资金，无法进行规模化生产；另一方面为了尽可能多地收回技术成本，企业有意拉长新技术向市场投放的周期。

5.6 缺少专业技术人才

生物质燃料多种多样，性质也有很大差别,所以不同生物质燃料的炉型和燃烧技术也不尽相同，需要专业人员研究开发和改造，生产运行中不断完善管理和操作方法，只有这样才能使这一技术成熟和发展，制造出不同炉型和配套设备，并完善燃烧技术。

5.7 可研阶段所得结果过于理想化

可研报告所有取值和结果太理想化，和实际有较大出入。例如，收购的分散性、难度及价格就是很大的变数，天气以及干旱、洪涝灾害粮食及秸秆减收，都将得不到充足的燃料供应，还有技术及设备原因等都将造成减产、停产损失，影响回收年限，将对生物质发电产业的发展产生不利的影响。

6 建议

6.1 利用技术方面的建议

应根据不同种类生物质燃料的燃烧特性，开发不同类型的燃烧技术，并研制相应的燃烧设备。

在继续加大对生物质直接燃烧的研究同时，加强研究干燥、破碎等前期加工处理，以及真正适用的、值得推广的能源化利用总成本最低，从收集到燃烧前期加工处理过程耗能最少，对环境影响最小的技术。

目前在生物质燃烧技术开发研究领域对生物质收集、处理技术和设备的研究较少。重视生物质燃烧技术研究的同时，也应重视生物质收集、干燥、粉碎等技术的研究，关键是要研究开发简便适用、运行乘便低廉的相关设备。

6.2 政策支持及其他建议

建议各省根据自身作物种类和土地特性超前制定出符合本省基本情况的生物质分析测试标准方法。

制定更多针对生物质能源开发利用的相应优惠及补贴政策，进一步加大该技术的扶持力度。

加快建立健全生物质燃料的收集、预处理及配送体系。

加强对生物质资源的管理，科学规划和优化布局。

切实加强生物质能源化利用的能力建设和人才培养，积极促进科技研发和设备国产化。

目前生物质直燃的生态环境效益由于没有内部化造成了收益外泄；而化石能源产生的环境成本也没有内部化，结果影响了生物质能的发展。国家需要加大环境立法，使生物质能利用的生态环境效应转化为货币，体现到产品价格中去。

篇3：48t生物质锅炉的技术改造案例

关键词：案例教学；生物工程下游技术；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）05-0089-02

自19世纪70年代案例教学被哈佛法学院开创性的应用于教学以来，现已成为许多国家职业或专业教育的主要方法。案例教学模式是教师遵循教学目的与要求，运用典型案例，将学生带入特定事件的现场进行案例分析与研讨，培养学生认识、分析和解决问题能力的一种开放式、互动式教学方法。20世纪80年代初，案例教学法被引入我国，目前已应用于包括高等教育和初级教学在内的各类教学过程。作为教学改革的一项重要内容，案例教学在大学教育中主要应用于企业管理、医学、政治、新闻、建筑等专业，但在生物类专业课程中的研究甚少。衡水学院将案例教学引入生物工程下游技术课程，并进行初步尝试。

1 生物工程下游技术实施案例教学的必要性

生物工程下游技术是生物技术的重要组成部分，也是生物产品产业化必不可少的、极为关键的环节，其主要内容包括生物物质提取、分离、纯化、精制加工等，涉及范围广、知识点复杂，且各知识点之间相互独立、逻辑联系不紧密但又有一定联系。学生对各种分离纯化方法的原理、特点等理论掌握较好，但缺乏感性认识，一旦涉及根据分离物质特点进行工艺设计等实践性问题时，无法将学到的理论基础应用于实践，缺乏对课程的整体掌握和对各种技术的灵活应用，因此开展实践教学是培养学生对课程知识的综合领会和掌握的立足点。案例教学在课堂的有限时间内，通过对典型性、针对性的案例进行讨论学习，可以提高学生的实践技能。因此，将案例教学应用于生物工程下游技术的课堂教学中具有可行性，也具有一定的优势，同时，在教学过程中也能体现生物工程产业化的概念。

2 生物工程下游技术实施案例教学的过程

案例教学法在授课方式、教师和学生的角色及责任等方面不同于传统的课堂教学方法。

2.1 案例教学的准备

根据教学目标和教学任务的要求，结合课程的特点和学生的学习程度，由教师寻找适当的案例。选择案例时，应注重真实性、复杂性、完整性和针对性，并提出明确解决方案。

案例教学对教师的要求较高，需要具有扎实的理论基础、丰富的实践经验、精彩的叙述能力和驾驭课堂的能力。在案例的叙述中，教师需要运用丰富的实践经验补充学生欠缺的实践背景；在案例的讨论中，要求教师指导学生将形成的各种思路、想法和意见与理论结合起来，通过案例总结理论要点，提高思维能力，培养创造力。为了适应案例教学的需求，提高专业水平和教学能力，要求教师多参与实践，吸收新方法、新思路，充实自我，拓展自我。

案例教学要求学生在教学的过程中主动学习，熟悉案例材料，针对案例中提出的问题查阅资料、主动思考、开拓思路、大胆质疑，分析并解决问题。

2.2 案例的选择

劳伦斯说过，案例是对一个复杂情境的记录，一个好的案例是一种把部分真实生活引入课堂从而使教师和学生对其进行分析和学习的工具，它可使课堂讨论一直围绕只有真实生活中才存在的棘手问题。因此，案例的选择是案例教学实施成功与否的主要因素之一。在下游技术的教学中，为达到教学目的，避免繁琐复杂的原理和纸上谈兵的操作步骤造成学生厌烦，需要把案例有机地融入教学，使学生更易于理解和掌握，以获得良好的教学效果。

选择的案例可以是针对每一个单元，也可以针对几个有联系的单元。例如，在双水相萃取的教学中，相图和双水相的操作步骤是两个重点内容，选用“双水相萃取牛奶中的酪蛋白”作为案例，讲授如何获得相图、相图的特点和意义、操作流程、酪蛋白标准曲线的绘制等内容；选用 “乳酸菌细菌素的分离纯化” 作为案例，引出有机溶剂萃取、盐析、超滤、高效液相色谱，通过案例讲授如何选择有效的方法，如何减少纯化步骤等。

2.3 案例课堂教学实施

在案例教学开课前两周，教师将选用的案例材料发给学生，指明需要达到的教学目标、整个案例教学的时间安排、此案例在下游技术课程中所处的地位和案例中包含的问题。根据案例的内容以及需要解决的问题，学生查阅文献，并分组讨论问题的具体解决方案。

在课堂案例教学上课开始时呈现案例，下游技术中选用的案例可根据案例的复杂程度，选择叙述、视频、动画等不同形式进行，使学生能够更直接、更深刻的理解案例。在教师进行案例分析阶段，学生应将自己置身于案例之中，如在“乳酸菌细菌素的分离纯化”案例中，学生可想象是自己在操作实验，思考分离纯化的方法有哪些、各种方法有什么优缺点等问题。随着案例的深入分析，学生各抒己见，广开思路，提出自己的想法，表达自己的构想。教师在该过程中应关注学生讨论的进展和方向，并在讨论后对具体情况进行总结。

课程结束后，衡水学院对案例教学的效果进行了访谈和调查。结果显示，大部分学生认为案例教学能够加深自己对下游技术的理解和掌握，能够主动分析问题和解决问题，具有一定的理论和实际相联系的能力。同时，也有学生表示，研究案例和小组讨论花费大量的时间和精力，任务过多，出现敷衍了事甚至放弃的现象。

衡水学院在生物工程下游技术的教学中首次采用案例教学，师生在此过程中难免遇到一些问题和挫折，但总体看案例教学能够引导学生主动参与生物制品纯化技术的探究，通过思考、讨论扩充学生的知识视野，获得某些技能和习惯。在教学组织过程中，教师对每个案例提出一些问题，使学生阅读案例、查阅资料时有章可循。在后续的案例教学中，可以尝试培养学生解决问题的意识，深入理解和灵活掌握下游技术知识。可以说，案例教学是下游技术课程质量提升的路径之一。

参考文献

[1] 贾绍义，夏清，吴松海，等.工程案例教学法在化工原理课程教学中的应用[J].化工高等教育，2010（3）：78-81.

[2] 魏胜华，汤斌，陶玉贵，等.案例教学法在《酶工程》教学中的应用[J].生物学杂志，2011（5）：103-104.

[3] 刘瑜，韩震.案例教学法在“遥感原理”实践教学中的应用[J].实验室研究与探索，2013，32（9）：164-166.

篇4：浅谈生物质锅炉的运行难点及对策

关键词：生物质锅炉；运行；难点；处理

中图分类号：TK229文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）09－0040－02

生物质锅炉比燃煤锅炉具有更为复杂的燃料结构，同时，由于运行人员对此运行经验不足，常常会出现诸多问题，因此，在运行方面需要全体生物质从业人员不断探索，总结经验。

1生物质锅炉运行难点

1.1入厂燃料种类繁多

入厂燃料一般有树皮、稻草、麦草、玉米杆、树枝、木屑等。由于热值不一样，燃烧起来特性也不一样，而生物质锅炉的入炉燃料多以混合料的形式为主，加之燃料掺配人员责任心不强，因此，入炉燃料的燃料品种比例随时都在变化，运行调整工作较复杂。

1.2燃料水分高

设计值与实际运行时偏差太大，由于早期的生物质锅炉在设计时经验缺乏，参照燃煤锅炉水分设计在15%以内，而实际运行中入炉混合料的水分均在45%左右，因此燃料进入炉膛中产生的烟气量远大于设计值，存在引风机出力不足的问题，导致锅炉一二次风风量不能按需配给，燃料燃烧不充分；其次燃料中的水分偏大，刚进入炉膛中不易着火，经过一段时间的烘烤后，水变成水蒸汽，一旦炉排振动，聚集在料层下的水蒸气瞬间释放，极易形成正压，燃料将从炉排上掀起进入到出渣系统中，同时大量热烟气反串，经给料机进入料仓，引起料仓爆燃，进而造成停炉的事故现象时有发生。

1.3杂质较多

由于追求经济利益最大化，因此一旦燃料入场把关不严或稍有松懈，就会在燃料中掺有泥土、细沙，这些细颗粒的物体进入到炉膛中在燃烧后随烟气流动，在锅炉烟气流速较快的省煤器弯头部位形成局部磨损，由于锅炉设计人员一般认为，草木灰的硬度远小于粉煤灰，且质地轻不易造成磨损，因而多数不设防磨装置。

1.4灰分高、碱金属含量高等特点

由于生物质燃料灰熔点的影响，燃料在炉膛内燃烧后，极易在锅炉受热面上结焦与积灰，而且形成灰垢后影响锅炉的换热，据实验所得的数据：积灰层的导热系数为0.0 581～0.116 w/m2·℃，而锅炉受热面金属管壁的导热系数为46.5～58.1 wm2·℃，导热系数相差500～800倍，因此在运行中不采取相应的技术措施，一般清洗后启炉运行20 d以后主汽温度就难以维持，与额定值偏差越来越大。

1.5输送系统故障率高

由于生物质燃料的韧性较大，比重小，料仓不能存较高的料位，否则会发生料仓卡堵，因此输送系统正常是运行24 h，转动部件易磨损，故障率高；同时草料切碎后的长度难以保证在正常值8～15 cm，在炉前给料机处极易发生卡堵现象，而清理较困难，对于锅炉的负荷影响较大。

1.6布袋除尘器布袋损坏较多

由于生物质锅炉的燃料水分大，而布袋的材料（一般材质为PPS）在高温、高湿度的情况下发生水解、氧化，导致布袋的基布强度下降，进而导致布袋损坏；此外燃料水分大，在炉膛内不能完全燃烧，以致在除尘器中发生燃烧，也是导致布袋损坏的一个重要原因。

2针对难点提出的对策

2.1燃料种类多，入炉成分不易控制的处理方法

首先，要求锅炉运行人员加强与燃料管理及掺配人员之间的联系，及时掌握入炉燃料的品种；其次要求锅炉运行人员勤看火，观察炉排上燃料的燃烧情况，及时进行燃烧调整。

2.2燃料水分高的处理方法

首先，应做好市场调研，掌握燃料的正常水分，以此制定收购标准，抓好燃料收购入场关；其次，根据热值、水分之间的关系，制定燃料优劣品质表，确定优先收购对象，减少高水分、低热值燃料的收购；第三，如场地允许，可在入炉前做适当的摊晒或与低水分燃料进行合理掺配；第四，采用新工艺，进行技术革新，如本公司针对木屑水分高易爆燃的现象，采用了木屑烘干装置，投运后效果明显。

2.3杂质较多，受热面易磨损的处理方法

首先，严把入场质量关；其次，制定防磨计划，在锅炉受热面易磨损部位增加防磨护瓦，减少弯头部位的局部磨损，同时在每次停炉后进行相应的“四管”测厚工作，发现问题及时处理。

2.4灰分高、碱金属含量高，易在受热面表面积灰结焦的处理方法

由于蒸汽吹灰在生物质锅炉系统运行中效果不尽理想，因此本厂在多次调研的情况下，最终选用燃气脉冲吹灰及结合除焦抑制剂的使用方法，用来除去受热面的积灰结焦问题，效果明显，基本能保证连续运行两个月以上主汽温度符合相关要求，而且受热面积灰现象大为改观。

2.5输送系统故障率高的处理方法

首先，为减小磨损，延长设备使用寿命，一般电机采用变频调节，减慢设备运行速度，控制燃料的上料速度，使料仓的物料堆积高度始终在合理的范围内，给料机能够均匀进料，最大程度减少堵料次数；其次，根据进料量及燃料的品种，选择相应尺寸的给料机，从根本上解决设备因素带来的卡堵问题。

2.6布袋除尘器布袋损坏较多的处理方法

第一，在设计充分考虑燃料水分大可能带来的运行问题，选择合适的引风机，如已运行的电厂其引风出力设计不足，则从长远的经历运行角度考虑进行更换；第二，在引风足够的情

况下，对一二次风进行合理分配，一般来讲水分大，质地轻的燃料如木屑、稻草、麦草等加大二次风量；对于树皮、杂柴等宜采用加大一次风的办法；第三，增加灰斗的巡查及观察测温点，发现异常及时处理，防止布袋整仓烧坏现象的发生；第四，采用强度更高的滤袋基布，运行时严格控制过剩空气系数及排烟温度，防止滤袋氧化、水解。

3结束语

由于生物质电厂燃料与燃煤锅炉的不同，带来了一系列的运行问题，虽然有一部分已经在生物质从业人员的精心工作下得以解决，但是由于各厂炉型、所用燃料种类的不统一，各厂所遇到的问题有共性，但也有差别，各电厂应根据现场的设备实际情况，进行不断摸索，不断总结。 （编辑：王昕敏）

篇5：生物质气化燃烧锅炉应用基础研究

关键词：生物质；燃烧锅炉；玉米秸秆；燃料特性；性能模拟

中图分类号：S216 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）07-0024-02

生物质成型燃料具有与化石燃料相差很大的燃烧特性。在参考大量国内外相关文献资料基础上，研究东北地区玉米秸秆的燃料特性、致密成型规律以及玉米秸秆成型燃料的燃烧特性、积灰结渣特性和气化原理，在此基础上，经过几轮样机试制和结构改进，设计出专门的实验用生物质成型燃料气化燃烧锅炉。对其热工及排放特性进行试验研究，并利用数学计算软件MathCAD对典型生物质气化燃烧锅炉进行性能模拟计算，经过详实的数据处理及分析，取得了阶段性的成果，以期为生物质气化燃烧锅炉的应用提供理论依据。

1 生物质成型燃料燃烧应用条件分析

1.1 燃烧特性

以东北地区玉米秸秆为主要研究对象，经过工业分析和元素分析，同时与煤进行对比，发现玉米秸秆挥发成分、氢和氧的含量大，含碳量少，含硫量低，热值较高。其不仅具有良好的代煤效果，还具有优良的着火燃烧性能。但是，这些特性也使玉米秸秆在燃烧机理、反应速度及燃烧产物成分上与煤存在较大差异，必须对其进行试验研究，为研制相应的燃烧设备提供依据。

1.2 压制成型加热温度

成型压力是生物质成型燃料制备中的關键因素。通过试验确定：当成型压力过小（<10 MPa）时，成型颗粒或松散不能成型，或成型密度小，不能满足运输和贮藏需要；但压力达到一定值时，密度增加不明显，反而结焦变多，压缩功耗增加；成型压力在15～46 MPa范围内时，不仅能满足成型需要，并且表面光滑，密度适中。

适当的加热温度可使木质素软化粘结，对成型有利，但是温度过高会使挥发分析出量增大，甚至使物料碳化严重，失去使用价值。加热温度在160～200 ℃范围内，基本可以获得理想的成型效果。

1.3 替代煤的可行性

通过热重试验分析可知，秸秆成型燃料的燃烧过程在TG—DTG曲线上可分为3个阶段，即燃料脱水干燥阶段、挥发分析出和燃烧阶段、固定碳燃烧阶段。TG—DTG曲线表明，与散料相比，生物质成型燃料挥发分析出相对较慢，且燃烧所需要的氧与外界扩散的氧能很好匹配，从而能够使挥发分燃尽，炉温逐渐升高，燃烧相对稳定且波浪小，燃烧速度均匀。挥发分燃烧后剩余的焦炭骨架仍可保持层燃状态，确保燃烧持续稳定。生物质成型燃料改善了生物质散料的燃烧特性，使其具有燃尽率高、燃烧效率高、燃烧时无黑烟、烟气中烟尘含量少、灰渣中含碳量少、热重曲线无表观增重等优点。生物质成型燃料可部分或全部替代煤应用于工业锅炉中，能提高工业锅炉效率，减免脱硫设备及运行维护费用，节约能源，绿色环保。

1.4 结渣影响因素

生物质成型燃料结渣特性试验结果表明，生物质成型燃料有较严重的结渣倾向，变形温度为1 048 ℃，软化温度为1 112 ℃，只稍高于1 000 ℃。因此，为保证锅炉的安全运行，燃料层的温度最好不高于

1 000℃。

试验分析表明，影响生物质成型燃料结渣的因素主要有生物质燃料特性（碱金属含量高）、管壁表面粗糙度、燃料层厚度和锅炉运行工况等。

2 生物质成型燃料锅炉性能试验

2.1 热效率

生物质成型燃料锅炉的热工及排放特性试验结果表明：炉膛出口过量空气系数对排烟温度、锅炉热效率和燃烧产物中的CO、SO2、NOx含量具有明显影响；当炉膛出口过量空气系数α=1.58时，燃料燃烧充分，排烟损失及不完全燃烧损失小，锅炉热效率达78.9%，且锅炉排烟中的NOx、SO2等环保指标低于燃煤锅炉，具有良好的环保效益。

2.2 性能模拟

对生物质成型燃料锅炉进行性能模拟计算，为锅炉的优化设计提供理论依据。锅炉运行中，炉膛出口过量空气系数如果过大，会增加排烟容积，从而使锅炉热效率降低；过大的炉膛出口过量空气系数，还会使对流受热面的磨损加剧，影响锅炉安全运行。随着过量空气系数的增加，炉膛内各种阻力增加，能够增加运行的风机电耗。但是，过小的炉膛出口过量空气系数，有可能使燃料燃烧不完全，增加机械和气体不完全燃烧的热损失。炉膛和锅炉管束的结构设计也是影响锅炉运行的重要因素。炉栅面积过小，会使炉栅的工作条件变差，燃料层变厚，燃料层的通风阻力增大，锅炉的运行电耗增加。锅炉管束的横向相对节距过小，在烟气量不变的条件下，烟气速度增加，加剧对流受热面的磨损，增大阻力和风机电耗。横向相对节距变大，烟气速度减小，则对流管束容易积灰，同时增加对流受热面面积，使金属消耗变大，增加制造成本。将模拟计算结果与实际检测结果进行对比，确定该生物质气化燃烧锅炉在炉膛出口的过量空气系数α=1.5，炉栅面积R=4.0 m2；两组对流受热面管束均采用φ51无缝钢管，烟气横向冲刷的顺列管束，当第一管束横向相对节距s11/d1=1.96、第二管束横向相对节距s12/d2=1.78时，工作状况良好，热效率高，性能模拟热效率80.99%，实际平均热效率达82.75%，并且风机电耗合理，燃烧清洁环保。

2.3 实际推广价值

相关部门对已实际应用的生物质气化燃烧锅炉进行热工检测和环保检测，结果均表明，该种生物质气化燃烧锅炉完全符合国家相关标准，具有高效节能、绿色环保等特点，用户反馈良好、满意度高，值得在工程中广泛推广。

3 生物质燃料燃烧设备研究改进建议

研制生物质燃料相应烧设备时，需要对生物质成型燃料燃烧机理、动力学特性、结渣特性及燃烧设备的主要设计参数进行深入研究，涉及面非常广，包括生物质能利用、工程热力学、燃烧学、传热学、化学动力学、流体力学及锅炉原理等多方面知识。受试验条件和研究时间的限制，在诸多方面可能存在不足。

3.1 拓宽生物质种类及成型形状

主要针对东北地区玉米秸秆进行试验研究，所得结果较为单一。生物质种类多种多样，不同种类生物质之间存在差异，为更广泛的利用生物质能，使生物质锅炉能适应多种能源物质，需要全面了解不同种生物质成型燃料在燃烧设备中的燃烧规律。建议在今后研究中扩展生物质种类，研究不同形状的成型燃料，如棒状或块状。

3.2 改进试验条件

受试验条件及时间的限制，自行设计的加热式液压成型机和进行燃烧特性分析的热重实验台存在不足之处，需要进一步改进。对成型燃料的结渣特性研究以及生物质主要污染物排放变化规律的研究还不够深入，建议今后在这些方面进行更深入、细致的研究，为更好利用生物质能奠定基础。

3.3 选用更适应的模拟计算软件

受模拟计算软件的限制，对生物质成型燃料锅炉的研究不够深入，建议今后采用FLUENT或STARCD等流体计算软件对锅炉进行更全面、细致的研究，为生物质锅炉的改进提供理论依据。

参考文献

[1] 胡亚范，马予芳，张永贵.生物质能及其利用技术[J].节能技术，2007（4）：344-347.

[2] 吴根，白丽梅，于洋.生物质转化能源技术的发展现状及趋势探讨[J].环境学与管理，2008（1）：166-168.

[3] 罗小金.生物质颗粒成型燃料燃烧的实验研究[D].吉林：吉林大学，2008.

[4] 刘峰，孙建业.积极推进我国新能源的开发和利用[J].石油规划设计，2008（1）：8-10.

[5] 罗小金.生物质颗粒成型燃料燃烧的实验研究[D].吉林：吉林大学，2008.

篇6：48t生物质锅炉的技术改造案例

【关键词】生物质成型燃料锅炉设计；双层炉排；动态评价；技术经济

锅炉设计是我国工业生产中所涉及到的一个重要方面，必须要采取切实有效的方式来进行设计，最大限度的避免锅炉的排放过大，容易对环境造成重大的污染的弊端。而双层炉排生物质成型燃料锅炉在进行设计的过程中，更是要注重这方面的问题。下文主要针对双层炉排生物质成型燃料锅炉设计与研究进行了全面详细的探讨。

1、双层炉排的设计依据

我国在生物质成型燃料燃烧上所进行的相关理论研究起步较晚，其中所涉及到的研究课题也没有发达国家深入，但是仍然能够明显的发现，这一方面是能够切实有效的解决生物质高效、干净利用的重要课题。就目前来说，如果没有彻底了解生物质成型燃烧理论，那么就必须要把以往传统的燃烧锅炉进行相应的改造，但即便是这样，其炉膛自身的容积、形状、过剩空气等各个方面在这一过程中所体现出来的成型燃烧都是完全不匹配的，在这种情况之下，直接导致了锅炉自身所具有的热效率、燃烧率无法充分的满足要求，并且锅炉所存在的污染排放超标等方面的问题也在这一过程中体现出了较为严重的状况。所以，必须要使用生物质成型燃烧理论来针对专用锅炉进行全面深入的研究，这是当前锅炉中所涉及到的一个重要问题。

1.1燃烧特性

以稻草，玉米秆，高粱秆，木屑为例子，对比它们的工业分析、元素分析、以及发热量的数值，我们可以得出结论：生物质成型燃料的挥发分远远高于煤，含碳量和灰分也比煤小很多，热值比煤要小。

（1）原生物质燃烧特性，原生物质尤其是秸秆类的生物质密度较小，体积大，挥发分在60%～70%之间，易燃。热分解时的温度低，一般来说，350C就能释放80%的挥发分，燃烧速度很快。需氧量也远大于外界扩散所提供的氧量，导致供养不足，从而形成CO等的有害物质。

（2）生物质成型燃料特性，生物质成型燃料自身所具有的密度要远远大于以往的原生物质，这主要是由于其自身是经过高压处理之后才彻底成型的，并且呈现出块状物体，其结构、组织所具有的各方面特性，直接使得挥发热量、传热的速度大幅度的降低，并且火温也在这一过程中持续不断的升高，性能较差，但是依然比煤的性能更加优秀。燃烧开始的时候挥发分是慢速分解的，在动力区燃烧，速度也中等，逐渐过度到扩散区和过渡区。

1.2设计生物质成型燃料锅炉的主要要求

结构布置，采用了双层炉排的设计结构，也就是手烧炉排，并且在一定高度加上一道水冷却的钢管式炉排。其组成包括了：上炉门、中炉门、下炉门、上炉排、下炉排、辐射受热面、风室、燃烬室、炉膛、炉墙、对流受热面、排气管、烟道和烟囱等。

上炉门是保持的常开设计，这一门的本身所起到的主要作用便是用作燃料的投放以及空气的进入。中炉门能够对下炉所排放上来的燃料进行燃烧，同时对于燃烧的残渣进行清理。通常情况下，都仅仅只是使用在清理以及点火操作砂锅。下炉门在实际操作的过程中，一般都是作为排灰操作，仅仅只对其供应少量的空气到其中，只需要在锅炉运行的过程中轻微打开即可，在进行检查的过程中，主要是依据下炉燃烧的具体状况来作为是否打开的一个依据。在上炉以上的位置，都是作为风室来进行使用，而上下炉排之间则是作为炉膛来进行使用。在锅炉的墙上必须要设置相应的排烟口，烟口位置不能够过高，否则极有可能会导致烟气出现短路的可能性。但是其烟口本身的位置也不能过低，否则在下炉排的灰渣厚度无法达到要求的情况下，就可能会导致锅炉燃烧出现一定程度的问题。在进行设计的过程中，务必遵循相应的原理来进行，也就是让一定粒径的生物质燃料能够进入到上炉门中进行燃烧，而上爐排在这一过程中所存在的生物质屑以及灰渣都能够下炉排继续进行燃烧。

2、对双层炉排生物质成型燃料锅炉的前景分析

生产、利用这两个方面从本质上来说，就是一个将生产目的、手段都投入大量的资金和人力进行深入研究的重要过程中，在这整个过程之中，所涉及到的不仅仅知识一个经济过程，同样也是经济和技术进行完美结合的一个过程。只有其中所涉及到的经济因素和技术因素能够在这一过程中进行切实有效的协调，才能够为该技术的发展和推广提供保障。

2.1技术分析

双层炉排生物质成型燃料锅炉设计的热负荷是87千瓦，热水温度95摄氏度，进水的温度是20摄氏度，热效率也能高达70%，其排烟温度200摄氏度。它在技术的性能上十分占优势，有很高的热效率和燃烧效率，也减少了有害气体和烟尘的排放量，符合我国的标准，对环境带来的损害小，所以可以考虑广泛应用于各种活动生产中来。

2.2经济分析

从经济效益方面来说，由于双层炉排生物质成型燃烧锅炉在实际使用过程中所展现出来的燃烧效率极高，这使得燃料能够在这其中最大限度的进行燃烧，其中所存在的热量损失也较小，减少了燃料费用的使用。和燃煤锅炉相比较而言，这一锅炉燃烧形式更加的经济、适用。除此之外，在成本费用中，还包括了固定资产的投入部分以及运行成本。而在固定资产投入的费用之中，则是直接包含了设备以及建设费这两项，例如锅炉成本为一万元，那么土建费以及安装费这两个部分就是五千元，并且在运行费用之中还会包含大量的人工费、原料费、电费、维修费，这其中所存在的主要优点就在于人工费的节省。如果说成型技术以及设备能够进行持续不断的深入研究，那么就还可以在以往的基础之上来进行成本降低，所以，该方式是完全可取的，能够良好的适应当前经济发展需求。

3、结语

综上所述，双层炉排锅炉是现代锅炉设计中一个极其重要的进步，这一类型的锅炉能够极大的提高生产效率，并且切实有效的减少了污染物的排放，锅炉的各个方面也充分的达到了工质参数所严格要求的指数，并且在当前燃料市场价格不断上扬的情况下，相关的研究人员还应当针对这一方面进行持续不断的研究，这能够促使双层炉排锅炉在现代工业中的占有率获得进一部的提升。

参考文献

[1]刘圣勇，赵迎芳，张百良.生物质成型燃料燃烧理论分析[J].能源研究与利用，2002（06）

[2]刘圣勇，陈开碇，张百良.国内外生物质成型燃料及燃烧设备研究与开发现状[J].可再生能源，2002（04）

[3]田宜水，张鉴铭，陈晓夫，姚向君，崔远勃.秸秆直燃热水锅炉供热系统的研究设计[J].农业工程学报，2002（02）

作者简介

姓名：刘行。性别：男。出生年月：1985.5.19。出生地：哈尔滨，毕业院校：佳木斯大学，研究方向：锅炉与压力容器设计

身份证号：230103198505194239