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一台130吨的生物质燃料锅炉的整体分析
发布时间：2013-07-19 08:24 来源：未知
摘要:
本文简单介绍了为某电厂设计和制造的130吨燃烧生物质燃料锅炉的整体布置。该锅炉利用可再生能源作为燃料,比常规的燃煤锅炉更环保和节能,并能实现CO2零排放。
长期以来,煤炭在我国的一次能源消费中一直占主导地位,其在能源消费结构中所占的比例是70%左右,而煤在世界平均能源消费结构中所占比例仅为25%。我国的能源消费结构明显失衡。现阶段,我国又正处在经济高速全面发展的时期,能源消耗量与日俱增,能源消费的失衡更加明显。在燃烧煤炭获得能源的同时,也伴随环境的日益恶化。寻找能够替代煤炭的可再生能源,就成为我们实现可持续发展的经济模式的关键。
我国是个农业大国,农作物秸秆作为一种农业生产的副产品,产量大、分布广,据统计,我国年产农作物秸秆6.2亿吨,其数量相当于北方草原打草量的50多倍,资源拥有量居世界首位。秸秆为低碳燃料,硫含量仅为0.12%~0.18%,其它元素含量平均为氮0.6%、磷0.3%、钾10%、碳45%。据专家介绍,农作物秸秆是一种很好的清洁可再生能源,每两吨秸秆的热值就相当于一吨煤。煤炭作为一次性能源,用一吨少一吨,而农作物秸秆是可再生资源,具有取之不尽的资源优势和低廉的成本优势。
为应对能源紧张的这种局面,开拓产品类型,哈尔滨锅炉厂有限责任公司与龙基电力有限公司为某电厂联合设计并制造了HG-130/9.2-S.JG1锅炉。锅炉是引进丹麦的技术,采用高温、高压参数,自然循环炉,单锅筒、单炉膛、平衡通风、室内布置、固态排渣、全钢构架、底部支撑结构型锅炉。设计燃料:玉米和小麦秸秆。该锅炉已于2007投运,至今机组运行稳定,锅炉运行状况良好，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的木屑生物质颗粒燃料。
1?锅炉主要参数
锅炉主要参数如表1所示
2?锅炉典型结构简介
锅炉主要由3部分组成:由水冷壁围成的炉膛、烟井2、烟井3,尾部烟道,空气预热器。
锅炉的燃烧室(即炉膛)位于锅炉的前部,由膜式水冷壁围成。炉膛的下部布置水冷振动炉排,燃料从锅炉水冷壁前墙给料口处给入,在炉排上燃烧,通过炉排的往复运动将燃尽生成的灰从底部排出。炉膛上部在炉膛出口处布置屏式?级过热器。在由膜式水冷壁围成的烟井2、烟井3中分别布置置?、?、?级过热器。
尾部烟道是由钢板围成的,依次布置H型鳍片式省煤器和H型鳍片式烟气冷却器。
本台锅炉的空气预热器采用的是螺旋鳍片管,它单独布置在风道中。空气预热器管内介质是锅炉的给水,管外介质为冷空气。
锅内采用单段蒸发系统,下降管采用集中与分散相结合的供水方式。过热蒸汽温度采用三级给水喷水减温调节。
锅炉构架采用全钢焊接结构。
锅炉采用支撑式的固定方式,汽包的重量由两个集中下降管支撑,水冷壁及内部布置的受热面通过四周的膜式壁固定在3.65米的钢架上。
锅炉的膨胀:水平方向为各个部件的几何中心为膨胀原点,铅垂方向为各个部件的支撑面为膨胀原点。
为防止因炉内爆炸引起水冷壁和炉墙的破坏,本锅炉设有刚性梁。采用蒸汽吹灰系统吹灰。本工程采用前墙给料,配有点火油系统。
3?锅炉设计的主要特点
3.1?炉膛及振动水冷炉排系统
炉膛及振动水冷炉排系统是专为燃用生物质燃料而设计的,具有维护成本低,可靠性高的特点。由于配备了合理的一、二次风和OFA系统,在保证燃烧效率的基础上,可有效防止结渣、高温腐蚀等问题的发生,并能够降低NOx的生成。
3.2?过热器系统
根据生物质燃料的特点,以及管壁金属温度的独特设计,选用合理的结构形式和特殊的金属材料,避免了因生物质颗粒燃料灰成分中碱金属含量过高,而引起的高温腐蚀和堵灰现象。
3.3?尾部低温受热面系统
在尾部低温受热面的布置上,采用烟气冷却器和空气预热器代替传统的管式空气预热器,采用锅炉给水加热空气的方式,使尾部低温受热面的外表面温度高于烟气露点温度,避免了传统的管式空气预热器易于发生低温腐蚀和堵灰等问题,因而能够采用较低的排烟温度,减少锅炉的排烟热损失。
3.4?除尘系统
锅炉采用干式回转反吹布袋除尘器,具有结构紧凑、占地面积小、布置灵活等特点。经过除尘后的烟气,排放完全满足环保要求。
3.5?锅炉膨胀中心和底部支撑及导向装置
锅炉设置膨胀中心点。通过水平和垂直方向的导向与约束,实现以膨胀中心点为中心的三维膨胀。膨胀中心设在炉底部水冷壁前墙中心线和炉膛前后方向中心线交叉处。采用膨胀中心,可进行精确的膨胀量计算,作为膨胀补偿、间隙预留和管系应力分析的依据，CO含量升高,炉膛整体温度降低,使NOx的生成量由改造前的648mg/Nm3,降至改造后的430mg/Nm3。且进一步深化炉膛内的空气分级,NOx还有降低的空间。
4 空气分级燃烧会对锅炉产生一些副作用,例如炉膛出口飞灰含碳量升高,炉膛壁面的腐蚀。但这些可通过合理分配炉内氧量分布、提高煤粉细度来避免。
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