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生物質(zhì)鍋爐較燃煤鍋爐存在諸多問題:受熱面結(jié)渣、磨損、積灰,燃燒層結(jié)焦(結(jié)渣),揮發(fā)物燃盡,進(jìn)料困難等(不同生物質(zhì)燃料,程度不同)。對于常用的生物質(zhì)燃料(豆秸、棉秸、麥秸、稻殼、玉米秸、向日葵桿等),由于灰熔點(常指灰的軟化溫度ST)較低,受熱面“結(jié)渣”是突出的問題。
按我國鍋爐設(shè)計方法的建議,為防止結(jié)渣,爐膛出口煙氣溫度應(yīng)不高于灰的開始變形溫度DT,另外,從技術(shù)經(jīng)濟(jì)(輻射受熱面與對流受熱面佳匹配)與有利于燃燒考慮又不宜低于950℃。這對于上述常用生物質(zhì)燃料(灰的開始變形溫度DT較低)不采取專門措施是不可能同時兼顧到的。生物質(zhì)鍋爐首先應(yīng)滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)與有利于燃燒的基本要求,而受熱面結(jié)渣可采取其它措施來防止。目前,防止結(jié)渣的直接有效且技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行的措施是降低煙氣溫度方法。
習(xí)慣上采用的降低煙氣溫度方法是煙氣再循環(huán)(將尾部低溫?zé)煔饪吭傺h(huán)風(fēng)機(jī)抽出并引入于對流受熱面前部或爐膛下部)。此方法盡管基本不影響鍋爐熱效率,但需要增加再循環(huán)風(fēng)機(jī)與煙氣管道,并需考慮它們在鍋爐房的布置,也要關(guān)注再循環(huán)風(fēng)機(jī)能耗問題。摻冷空氣(靠煙道負(fù)壓自行吸入外界空氣)方法也可達(dá)到同樣目的,而且頗為簡易,由于擔(dān)心熱效率下降,故習(xí)慣上不采用。但如果熱效率下降值不大,仍能滿足節(jié)能規(guī)范對熱效率的要求,未嘗不是一種可行措施(我國“TSG G0002-2010鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程”是針對以煤、油、氣為燃料的鍋爐,而其它燃料參照執(zhí)行)。實際上,有些直接加熱式熱風(fēng)爐為防止空氣加熱器壁溫過高,采用摻冷空氣方法來降低煙溫時,熱效率雖有些下降,但仍能滿足熱風(fēng)爐技術(shù)條件對熱效率的要求 。有些水泥窯余熱鍋爐為防止受熱面結(jié)渣,摻冷空氣也是一種有效措施。
本文以10t/h新型水火管燃煤鍋爐改燒棉秸(段)——即燃煤、燃生物質(zhì)通用鍋爐(二者僅爐拱有些差異)為例,對這兩種降溫方法進(jìn)行詳細(xì)對比分析。
本文給出的計算方法也適用于新設(shè)計的各種燃料鍋爐,對于高溫?zé)煔饧訜峥諝獾闹苯蛹訜崾綗犸L(fēng)爐換熱器,本文給出的計算分析方法同樣適用。
本文計算依據(jù)是我國現(xiàn)行鍋爐熱力計算方法,此方法源于原蘇聯(lián)鍋爐熱力計算標(biāo)準(zhǔn)(爐膛輻射傳熱公式驗證了近千個試驗數(shù)據(jù),標(biāo)準(zhǔn)適用燃料甚廣,就影響輻射傳熱的發(fā)熱量、揮發(fā)分、成分等而言,也涵蓋了各種生物質(zhì)燃料)。生物質(zhì)燃料鍋爐熱力計算可以參照我國現(xiàn)行鍋爐熱力計算方法[4]進(jìn)行。因而,本文計算結(jié)果具有足夠可靠性。
楊經(jīng)理
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古浪縣土門鎮(zhèn)土門工業(yè)園區(qū)