生物质锅炉新闻动态
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6MW生物质发电机组炉内冷态流场研究选题背景与意义
发布时间：2013-06-11 08:07 来源：未知
人类目前使用的主要一次能源有原油、天然气和煤炭三种。根据国际能源机构的统计，地球上这三种能源供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年。尤为严重的是，我国剩余可开采储量仅为1390亿吨标准煤，按照我国2006年的开采速度23亿吨／年，仅能维持61年，为我国的能源保障敲响了警钟。近年来国家提出了节能减排政策，鼓励电力企业积极利用可再生能源，尤其是生物质发电，在政策上给予优惠，对生物质电厂给予一定的补贴等。我国是农业大国，生物质能源丰富，开发利用生物能替代上述三种传统能源，逐年降低它们的消耗量有着非常重要的意义。
生物质发电是将生物质能转化为电能，利用生物质发电，不仅可以使得农林废弃物得到充分利用，同时还能减少煤炭的消耗量和污染物的排放量，改善环境。如果结合能源林产业的发展，还有助于防止土壤沙漠化和水土流失等问题，因此许多国家都在大力发展生物质发电。
目前生物质发电主要有生物质直燃发电和生物质气化发电两种形式。直接燃烧发电是指生物质与煤混合燃烧或纯生物质直接在锅炉中燃烧的蒸汽动力发电技术，可以大幅度地减少二氧化碳的排放量，在挪威、瑞典和北美地区得到广泛应用。生物质气化发电技术，其工作流程为首先将气化炉产生的生物燃气（木煤气）冷却过滤送入煤气发动机，将煤气的热能转化为机械能，再带动发动机发电。目前，我国的生物质能资源量约为7亿吨标准煤，到2020年生物质能资源量可达9-10亿吨标准煤。国家“十一五”规划纲要提出到2020年我国生物质发电装机容量达到3000万千瓦的目标，木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料主要工生物质电厂燃烧使用。
相对而言，生物质气化发电初投资成本较高，单机容量较低，气化过程损失了大约三分之一的化学能。就我国基本国情和生物质利用开发水平而言，生物质直接燃烧发电是最简便可行的高效利用生物资源的方式。在我国现行的生物质直燃发电利用中，主要有层燃和流态化两种燃烧方式。
生物质直燃发电主要有对原有机组进行改造和新建机组两种形式，各有优缺点：新建机组的成本昂贵，但在燃料系统、炉膛结构、燃烧设备等方面可以按照生物质的特性进行设计，比如引进丹麦BHW公司的水冷振动炉排技术和我国自行研发的生物质循环流化床技术等；对现有机组进行改造，可以充分利用现有的待关停机组的固定资产和员工，初投资低廉，但需要同时考虑原机组的特点和生物质燃料的特点，制约因素多，设计和实施组织过程复杂。
本文对某电厂2#燃煤机组燃烧系统进行改造，将原燃煤链条炉排锅炉改造为纯生物质燃料锅炉。生物质直燃发电过程中避免锅炉结渣是一个很重要的问题。本文的解决思路是：对于火床结渣问题，通过控制燃料在火床内的放热份额（这意味着提高炉膛空间悬浮燃烧的放热份额）、降低炉排面可见热负荷的方式加以解决；受热面结渣问题，通过组织合理的炉内空气动力场，避免火焰刷墙，同时将火焰中心的位置控制在炉膛下方，以增加炉膛吸热量，从而降低生物质燃烧过程中受热面结渣的可能性。无论是火床结渣还是受热面结渣，都与燃烧系统的风量分配以及炉内流场关系密切，因此研究炉内的空气流场有着非常重要的意义。
2、课题来源
近年来电力工业结构矛盾日益突出，其中，电网内高煤耗、低效率、重污染的小火电机组比例较大，是电力工业结构不合理的主要问题之一。为此，国家提出了节能减排政策，对电力工业结构进行调整，对小火电机组实行关停或改造。某电厂35t/h抛煤机倒转链条炉排锅炉，是无锡锅炉厂生产中温中压锅炉机组，原设计燃用淮南大通烟煤，配6MW发电机组。生物质锅炉炉膛尺寸约为4x4x8米，炉膛四周布置光管水冷壁。将燃料更换为生物质后，由于锅炉原设计煤种和生物质的燃烧特性相差很大，所以锅炉的燃烧系统尤其是配风系统必须进行改造，配风系统的改变使得炉内流场发生很大的变化，本课题借助FLUENT软件对冷态条件下的炉内空气流场进行数值模拟提出锅炉改造方案，找出合理的炉内流场，并进行实炉调试与测试试验研究。
