生物质发电锅炉设备原理 - 图文(2)

炭在挥发分的燃烧初期是不燃烧的，经过一段时间以后，挥发分燃烧结束，剩下的炭与氧气接触并发生燃烧反应。炭燃烧时的反应方程式如下：

4C?3O2?2CO2?2CO 2H2?O2?2H2O

CO2?C?2CO C?H2O?CO?H2

对于生物质燃烧的基本过程的认识，其他研究人员有不同的观点。如：A.Williams等认为，生物质的水分对燃烧过程影响很大，甚至主宰整个燃烧过程，所以将水分的干燥作为一个独立的过程，并将生物质燃烧的基本过程分为三步：生物质脱挥发分、挥发分燃烧和炭的燃烧。 3.影响生物质燃烧的因素

影响生物质燃烧的因素有很多，其中燃料的水分含量、空气供给量、燃料的颗粒尺寸和反应时间是主要因素。下面具体分析它们对燃烧过程的影响：

（1）水分含量

燃烧反应是放热反应，而水分的蒸发却要强烈地吸收热量。大多数生物质燃料自身维持燃烧（self-supporting combustion）要求燃料中的水分含量不超过65％（湿基下的质量百分比值），如果超过这个值，则燃烧过程释放的热量不能满足水分蒸发所需的热量，会导致燃烧反应的结束。实际上，当生物质的水分含量超过50～55％（湿基下的质量百分比值）时，就需要加入辅助燃料来助燃。

（2）空气供给量

所有的燃烧反应都是燃料与空气中的氧进行的，所以空气供给量决定着燃烧反应的过程。如果空气供给量太小，燃烧反应进行得不完全。而如

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果空气供给量太大，则加热空气需要热量，结果会导致燃烧温度的降低，使燃烧的稳定性变差。因此要确定一个最佳的过量空气系数，保证燃烧稳定和完全彻底地进行。一般情况下，过量空气系数值在1.2～1.5之间。

（3）燃料颗粒尺寸

燃烧反应一般是在燃料颗粒的表面进行，如果颗粒表面大的话，这样就会有利于燃烧反应的进行。燃料颗粒尺寸决定着参与燃烧反应的颗粒总表面积，颗粒尺寸越小，则燃料颗粒的总面积就越大。因而，燃料颗粒尺寸小一些，有利于燃烧反应的进行。

（4）反应时间

燃料的燃烧是一种化学反应，凡是化学反应，均需要一定的时间才能完成。因此，足够的反应时间是燃料完成燃烧反应的重要条件之一。

第二章 DP生物质直燃发电锅炉岛

生物质直燃发电装备中锅炉岛（以下简称锅炉）是最关键的设备，目前该设备在国内主要分成两大类：流化床锅炉和层燃锅炉（层燃锅炉根据炉排的不同，又分为往复炉排、水冷振动炉排及链条炉排锅炉），根据现已投产生物质电厂的运营情况，以DP公司生产的水冷振动炉排锅炉运行最为成功，因此，本文将通过对DP生物质直燃发电锅炉进行阐述，更好的深入了解生物质锅炉设备原理。

第一节 概述

一、生物质电厂图示

工艺流程图

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全厂示意图

二、DP生物质锅炉设计 1.总体设计

DP锅炉采用振动炉排的燃烧方式；单汽包，汽水系统为自然循环；单炉膛，炉膛外集中下降管结构；平衡通风，整体为“M”型布置，炉膛和过热器通道采用全密封的膜式壁结构，确保锅炉的密封性能；过热蒸汽采用

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四级加热，三级喷水减温方式，使过热蒸汽温度有很大的调节裕度，以保证锅炉蒸汽参数；尾部竖井内布置有两级省煤器、一级高压烟气冷却器和两级低压烟气冷却器；空气预热布置在烟道以外，采用水冷加热的方式，以避免尾部烟道的低温腐蚀；固态排渣，减少排渣热损失；室内布置，构架全部为金属结构，按7度地震烈度设计；锅炉为底部支撑结构，避免热膨胀对锅炉稳定性的负面影响；锅炉采用轻柴油点火启动，在炉膛右侧墙装有启动燃烧器。

锅炉总体布置图

2.主要技术经济指标和有关数据 （1）DP锅炉的主要参数

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额定蒸发量： 130t/h 额定蒸汽压力：9.2Mpa 额定蒸汽温度：540℃ 额定给水温度：210℃ （2）设计燃料

DP锅炉设计燃料为棉花秸秆(可掺烧木片、树枝)等灰秆或玉米、小麦秸秆等黄色秸秆。 a）燃料成分分析

燃料种类 含碳量（％） 46.11 49.9 49.4 含氢量（％） 5.9 6 6.05 含氧量 （％） 35.01 42.98 43.98 含氮量 （％） 0.32 1.09 0.42 含硫量 （％） 0.18 0.12 0.43 含灰量 （％） 2.57 8.36 5.4 水分 （％） 9.92 5.5 4.09 挥发分 （％） 71.1 79.33 80.72 应用基低位发热量（kJ/kg） 16460 19750 19.71 棉花秸秆 玉米秸秆 小麦秸秆 b）燃料灰分分析

名 称 二氧化硅 氧化铝 氧化铁 氧化钙 氧化镁 氧化钛 氧化硫 氧化磷 氧化钾 符号 Si02 AL2O3 Fe2O3 CO Mg2O3 TiO2 SO3 P2O5 K2O 单位 ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ 玉米秸秆（设计值） 小麦秸秆（设计值） 棉花秸秆（设计值） 63.48 6.75 2.79 6.9 3.32 0.39 1.15 1.76 9.22 61.62 3.19 1.36 6.9 2.22 0.14 3.15 1.48 15.84 33.67 6.45 2.82 21.9 7.5 0.31 5.76 4.96 5.27 10