劉鳳磊，萬顯君

(海倫市利民節(jié)能鍋爐制造有限公司，海倫152300)

0 引 言

近年來，煤炭利用帶來的環(huán)境問題日益突出，根據(jù)國務(wù)院發(fā)布《大氣污染防止行動計劃》，逐步淘汰低容量，環(huán)保不達(dá)標(biāo)的燃煤鍋爐，因此當(dāng)務(wù)之急是尋找一種清潔環(huán)保的再生能源，然而生物質(zhì)能是世界上一種可利用再生的綠色環(huán)保能源，是煤炭理想的替代者，生物質(zhì)具有揮發(fā)分比重大、碳活性強、燃燒后排放物對環(huán)境危害小，生物質(zhì)能的應(yīng)用得到世界范圍的關(guān)注。

我國秸稈資源豐富，可用量大，生物質(zhì)秸稈燃燒利用也逐漸被人們重視起來，生物質(zhì)秸稈制成成型燃料在進行燃燒，加工后燃料的密度大，單位體積熱值高，由于成型燃料燃燒后灰熔點溫度比其燃燒時的溫度要低，所以極易產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象，而且大大的消耗了電力資源，成型設(shè)備造價和用來維修設(shè)備的費用也很高；秸稈燃料直接進行燃燒時，由于體積和密度小，運輸也不方便，費工費力，限制了秸稈直接散燒的應(yīng)用，秸稈捆燒直燃與上述兩種情況相比，具有密度適中，秸稈捆運輸方便。而打捆生物質(zhì)水分一般高達(dá)35%～45%，直燃燃燒出現(xiàn)著火困難，燃燒不徹底，燃燒效率低，如果打捆生物質(zhì)在燃燒前干燥，將水分將至25%以下，然后成捆秸稈直接送入爐內(nèi)燃燒這種方法最經(jīng)濟，所以，秸稈捆燒直燃生物質(zhì)鍋爐有著廣闊的發(fā)展前景。

1 獨特的秸稈捆燒直燃生物質(zhì)鍋爐的結(jié)構(gòu)

由于秸稈與煤燃燒比較相似，因此一些秸稈捆燒鍋爐與燃煤鍋爐結(jié)構(gòu)也比較相似，層狀燃燒鍋爐也是秸稈捆燒直燃鍋爐的最為相似爐型，根據(jù)生物質(zhì)秸稈的燃燒特點，設(shè)計秸稈捆燒直燃生物質(zhì)鍋爐具有一些獨特結(jié)構(gòu)，可供參考。

(1)鍋爐本體

鍋爐本體是由鍋殼和爐膛等組成，爐膛頂部設(shè)置有鍋殼，后拱、前拱、隔離墻把爐膛分成三個燃燒室，分別是半氣化燃燒室、強化燃燒室、固定碳燃燒室；后拱固定在爐膛后端，前拱固定在爐膛前端，隔離墻固定在后拱與前拱之間，半氣化燃燒室是由隔離墻、前拱與爐膛圍成的，強化燃燒室是由后拱頂壁、隔離墻與爐膛圍成的，固定碳燃盡室是由后壁下壁、隔離墻與爐膛圍成，在固定碳燃盡室內(nèi)設(shè)有撥料裝置，噴火口設(shè)在隔離墻上；煙氣出口設(shè)在后拱的前端，出煙口設(shè)在強化燃燒室的后上部，燃燒后的煙氣由出煙口排向煙道。

在爐膛固定碳燃盡室內(nèi)設(shè)置撥料裝置，可以使未燃盡的秸稈在撥料裝置的作用下充分燃燒，同時半氣化燃燒室、固定碳燃盡室和強化燃燒室實現(xiàn)了分級燃燒，不僅提高了燃燒效果，而且所產(chǎn)生的氮氧化物濃度低，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的效果，

(2)秸稈干燥破包室(爐前料斗)

鍋爐本體的進料口前設(shè)置有秸稈干燥破包室(爐前料斗)，破包裝置設(shè)在秸稈干燥破包室內(nèi)，秸稈捆經(jīng)破包裝置破包后秸稈通過鍋爐本體的進料口進入爐膛和鏈條爐排上，秸稈干燥破包室內(nèi)可以放置秸稈捆2至3個，在第1個秸稈捆在秸稈干燥破包室內(nèi)破包的同時第2和第3個秸稈捆受到煙氣的輻射進行烘干，烘干后的秸稈其水分下降，有利于秸稈在爐膛內(nèi)燃燒，破包后的秸稈密度小，燃燒時溫度達(dá)不到結(jié)焦時的灰熔點，不易結(jié)焦。解決了打捆秸稈無需加工成成型燃料，省去中間加工環(huán)節(jié)，降低了成本，提高了經(jīng)濟效益。

(3)鏈條爐排

在秸稈干燥破包室和鍋爐本體上面設(shè)置有鏈條爐排，其下方沿其輸送方向設(shè)有多個等壓風(fēng)室，可實現(xiàn)連續(xù)向爐膛進料，連續(xù)向除渣機出渣，連續(xù)向爐膛給風(fēng)。

1.鍋爐本體 2.鍋殼 3.爐膛 4.后拱 5.前拱 6.隔離墻 7.半氣化燃燒室 8.強化燃燒室 9.固定碳燃盡室10.噴火口 11.煙氣出口 12.鏈條爐排 13.秸稈干燥破包室 14.破包裝置 15.撥料裝置 16.等壓風(fēng)室

(4)生物質(zhì)鍋爐爐膛容積、爐排面積、爐排速度

由于生物質(zhì)秸稈燃料燃燒的揮發(fā)分高，要求爐膛溫度低，防止燃料在爐內(nèi)結(jié)焦，減少NOx的生成，所以要求生物質(zhì)鍋爐爐膛容積要與燃煤鍋爐相比增大一些。

由于生物質(zhì)秸稈燃料的特點，其含碳量較小，易著火燃燒，自然堆積密度很小，其熱值偏小，所以秸稈捆燒鍋爐與燃煤鍋爐相比，爐排面積可適量減少，同時為了達(dá)到鍋爐出力，需要提升生物質(zhì)燃料的料層密度和加快爐排速度，但是不要過快的提高爐排速度會影響生物質(zhì)秸稈中固定碳的完全燃盡。

燃煤和生物質(zhì)燃料燃燒是的料層厚度和爐排速度

(5)生物質(zhì)鍋爐爐拱、爐膛配風(fēng)

秸稈捆燒直燃生物質(zhì)鍋爐通過前拱、后拱和隔離墻將鍋爐爐膛隔成三個室，分別是半氣化燃燒室、強化燃燒室和固定碳燃盡室，實現(xiàn)生物質(zhì)燃料揮發(fā)分的析出、燃燒；固定碳的燃燒及燃盡，生物質(zhì)秸稈燃料的特性，易著火燃燒，生物質(zhì)爐膛的絕熱燃燒溫度相對比較可以低些，設(shè)計時要求前拱可以高一些，并且要短，后拱要求覆蓋面要減少很多，中間隔離墻布置的合理，以延長煙氣在爐膛內(nèi)的燃燒時間，使?fàn)t膛內(nèi)煙氣達(dá)到充分燃燒燃盡。

生物質(zhì)秸稈突出的特點就是揮發(fā)份高，在爐膛內(nèi)通過二次風(fēng)可以對爐內(nèi)的煙氣進行擾動，使煙氣和二次風(fēng)中的氧氣充分混合，揮發(fā)分得到完全燃燒，所以合理配置二次風(fēng)是燒好秸稈捆燒鍋爐的基本條件。

(6)生物質(zhì)鍋爐熱效率及鍋爐除塵

生物質(zhì)秸稈易燃燒而且固定碳含量小等特點，造成生物質(zhì)燃料在爐排前段燃燒激烈，爐排中、后段只有少量固定碳的燃燒，使生物質(zhì)鍋爐爐床的配風(fēng)處理比較困難，要保證生物質(zhì)燃料充分燃燒，供給生物質(zhì)的空氣量(過量空氣系數(shù))普遍較大，這樣就增加了鍋爐排煙熱損失。由于生物質(zhì)燃料灰分大，生物質(zhì)鍋爐受熱面易積灰，導(dǎo)致鍋爐受熱面?zhèn)鳠嵯陆担窃斐赡壳吧镔|(zhì)鍋爐熱效率低的原因，因此，合理布置一、二次風(fēng)，控制好風(fēng)量、風(fēng)壓、供風(fēng)位置是最有效提高生物質(zhì)鍋爐熱效率的措施，此外，合理布置爐拱、中間隔離墻延長燃燒后煙氣在鍋爐爐膛內(nèi)的停留時間，保證燃料揮發(fā)分得到充分燃燒燃盡，換熱面上的積灰得到及時清理，鍋爐的熱效率得到很大的提高。

生物質(zhì)燃料灰分大，生物質(zhì)鍋爐的煙塵、粉塵含量相對較大，硫化物和氮氧化合物含量較小，并且煙氣中粉塵密度及顆粒都很小，除塵方法可以采用布袋除塵器，但是為了防止大顆粒火星進入，燒壞布袋除塵器，可以采用聯(lián)合除塵，即離心除塵在前，后加布袋除塵。

2 結(jié)束語

秸稈捆燒直燃生物質(zhì)鍋爐的獨特結(jié)構(gòu)，生物質(zhì)秸稈燃料在環(huán)保和經(jīng)濟方面等有諸多優(yōu)點，使秸稈捆燒生物質(zhì)鍋爐得到越來越多的普及和應(yīng)用。生物質(zhì)捆燒直燃鍋爐在我國起步比較晚，秸稈捆燒直燃技術(shù)不太成熟，但是通過鍋爐技術(shù)人員的共同努力完善，秸稈捆燒直燃鍋爐一定會有更好、更廣闊的發(fā)展前景。