| 國內外鍋爐燃燒設備評介 |
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價格：18000 元(人民幣) | 產地：河南鄭州 |
| 最少起訂量：1臺 | 發貨地：河南鄭州 | |
| 上架時間：2019-07-09 08:18:27 | 瀏覽量：157 | |
鄭州達冠節能環保設備有限公司
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| 經營模式：貿易公司 | 公司類型：私營獨資企業 | |
| 所屬行業：節能設備 | 主要客戶：全國 | |
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國內外鍋爐燃燒設備評介 文章比較全面地綜述了當前國外大型鍋爐生物質燃燒機的現狀與發展，著重閘述了有關爐型、生物質燃燒爐型式與布置、爐膛熱力特性以及運行的問題，并提出了若干看法。 關于爐型與布置 由于生產實踐的需要，鍋爐生物質燃燒機必須具備以下最佳性能． 1．能適應鍋爐容量的發展，適應燃用不同的燃料； 2.在較大的負荷變化范圍內(5 0～1 0 0qo)，能保證較高的運行安全性與經濟性； 3.對環境的污染最輕。 為了不斷滿足上述的性能要求，在爐型、生物質顆粒燃燒機型式與布置等方面，世界各國進行了一系列的改進。 由于生物質種多變和生物質質下降，所以世界各國普遍采用固態排渣生物質粉爐，對于液態排渣生物質粉爐和旋風爐，則使用不很多。蘇聯比較樂于采用液態排渣爐。認為制造簡單，燃用低揮發分生物質比較經濟，并能減輕爐內結渣。但認為，對于大機組例如80萬kW以上的機組，如果采用液態排渣單室爐，則由于很難保證在很大的爐膛截面上具有必要的熱強度，因而難以保證熔渣順利流出。為了降低NOx，西德和美國現研究在液態排渣爐上采用旋流分級生物質顆粒燃燒機和煙氣再循環等措施。 目前大型機組比較普遍采用切圓燃燒方式，其原因在于：<1)以生物質顆粒燃燒機出來的生物質粉氣流，在爐膛中心形成淀渦，混合強烈，燃燒效率高；依靠調整生物質顆粒燃燒機噴口尺寸、間距和傾角可得到必需的煙氣回流熱量．以及由于爐內火焰的輻射和生物質顆粒燃燒機鄰角火焰橫掃過來點燃，使生物質粉很快著火，因此生物質種適應性好；<2>燃料與空氣是逐漸摻混、逐漸升溫的；又是沿爐壁均勻冷卻，所以爐壁熱負荷較均勻，不但NOx降低，防止結渣，而且由于爐壁周界上吸熱量變化很小，超臨界機組可適于采用膜式水冷壁，工質出口溫度偏差很小，提高了運行可靠性；<3>燃燒器上下在30。內變化，通過調節爐內吸熱量來調節汽溫，保證低負荷時汽溫不變。美國E公司多半是切向燃燒和傾斜擺動式燃燒器并用。 但是，隨著鍋爐容量的提高，爐內氣流的旋轉強度實際是慢慢減弱的。換句話說，切向燃燒爐膛的周界受到爐內氣流旋轉強度的限制。一般認為四角切圓單室爐可適用于5 0～80萬kW以下的大型機組，對于更大的容量，則采用雙爐室或雙爐膛。美國CE公司認為90萬kW以上采用雙爐室。 當鍋爐容量增加時，若相對兩墻的距離增大到了足以滿足火焰對沖和高效燃燒的條件，則可采用旋流生物質顆粒燃燒機前后對沖或前后交錯（要求S/d<3.0）方案。前后墻對沖與四角切向燃燒相比較有如下特點：<1）前后墻對沖時，沿爐膛和過熱器寬度方向上煙溫和速度分布較均勻。即使停掉一只，也仍較均勻。這有利于降低過熱器和再熱器壁溫，降低過熱器腐蝕速度。(2)這二種方式的溫度場都相同，爐膛充滿程度相同；(3)前后墻布置有利于輸粉管道布置；四角切圓布置時，，哿道布置復雜，一臺磨生物質供給爐膛四角，易造成氣粉不均勻，但由于 爐內7氣流旋轉，所以四面水冷壁之間不致四角氣粉不均勻而造成過大的熱偏差；但因中心有火球，沿每一面的熱偏差就不能調到最小，而前后墻布置時，火焰較分散，熱偏差可調到很小。（4>前后墻布置防焦能力較四角切圓布置時有利，只要保證邊緣生物質顆粒燃燒機與相鄰爐壁之間的距離，一般不易引起爐壁結渣，不會出現象四角切圓布置時因氣流偏斜貼壁而引起結渣。<5>前后墻布置不受鍋爐容量的限制。 U型(W型)燃燒方式在國外燃用低揮發分生物質爐膛中得到廣泛采用。其爐膛是半開式（圖1），生物質顆粒燃燒機布置在下爐室的微傾固1 W型燃燒方式斜( 10。)爐頂上，爐頂敷設有耐火泥涂料，這種方式的主要特點是： （1>采用旋風分離式生物質顆粒燃燒機，依靠離心力將生物質粉空氣混合物中的大量空氣分離出來，以獲得高濃度氣混合物，并且根據生物質種來調整排氣檔板，控制最佳一次風率，使著火處于最有利狀態；(2)由于生物質粉氣流的引射和卷吸了高溫煙，i，}}由于一進八爐內就處于爐子輻射的,'心部位，接受輻射熱的條件很好．zf著火十分有利；\3、生物質粉氣流向下斜射形成擾動，下降至爐膛中心后又沿兩側水冷壁上升，由于這種向下運動和循環回流的存在，故火焰行程長，并經爐子縮頸產生二次混合，因而燃盡度高。(4)．一二次風在前、后墻分成幾排先后送入，lfI f!壬分級燃燒，故NOx低。 BW公司主張燃用無煙生物質時采用U型燃燒方式；對煙生物質采用旋流生物質顆粒燃燒機前后墻布置的水平燃燒方式：對褐生物質用切圓燃燒方式， 關于生物質顆粒燃燒機及其選型 生物質種對生物質顆粒燃燒機的選型影響很大，故按生物質種大致分述如下： 1．低揮發分生物質型 對于低揮發分的無煙生物質和半無煙生物質乃至貧生物質，國外主張采用生物質粉濃縮技術來強化著火。如圖3所示，一次風率過大，著火熱增加，故著火延遲；反之，一次風率過小，影響揮發分完全燃燒，不僅產生生物質煙，而且會影響生物質粒溫度提高，故著火也將延遲，因此各生物質種有其最易著火的所謂最佳一次風率。對于低揮發分生物質，其最佳一次風率偏低。反之則應偏大，然而，低揮發分生物質為了輸粉的要求，一次風率又要求偏大，所以在進入燃燒器之前應將過多的空氣抽出，造成濃淡燃燒。除了采用上述旋風分離以分離生物質粉外， <1) PM型生物質顆粒燃燒機 一次風生物質粉混合物經管道轉彎分離成兩股：一股是濃粉流，它是由50 qo空氣和90%生物質粉所組成；另一股是稀粉流，它是由50%空氣和10 qo生物質粉所組成(如圖4)。因此，當磨生物質機出口混合物空燃比為2.0或3.0時，則濃、粉流的空燃比為1.1或1.7。為了推遲上二次風向高濃度風粉噴口的擴散混合，以及稀噴口向濃噴口的擴散混合，還嵌入煙氣再循環噴口，在生物質顆粒燃燒機的頂部設有燃盡風噴口(OFA)。 試驗表明，濃噴口著火穩定。而且，當投入頂部燃盡風20 qo時，由于燃燒前期處于有限的氧濃度的氣氛下，因而抑制了NOx的生成。 （2> FAX生物質燃燒爐 北鍋廠與BW公司協作為我國生產的20萬和30萬鍋爐上采用7這種生物質燃燒爐(圖5)。在20萬kW鍋爐上采用雙調風器，共24個生物質燃燒爐，分別裝在前后墻上。 一次風生物質粉氣流經一偏心管收縮裝置后被加速，抽出50qo冷風(93℃．)和10%生物質粉由主生物質燃燒爐旁側送入爐子，其余高濃度生物質粉氣流與生物質燃燒爐末端送入的熱空氣(316℃)相混合，使之升高到177℃后送入爐內，由于高濃度氣粉流的速度低，在著火區的停留時間長；并由于射流周界上燃料濃度高，而向著射流中心，燃料濃度變稀，因而可以有效地加熱生物質粒。由于采用空氣分級，在生物質燃燒爐的下游位置送入一部分燃燒空氣，因而可以提高下游的火焰溫度，還可以減少NOx生成量。 對圖6所示的生物質燃燒爐冷態試驗表明，一次風兩側的周界風，雖流量很少，但速度較高，能起到增強一次風剛性，并保護一次風噴咀不被燒壞的作用。但同時也畢竟對一次風卷吸周圍煙氣起阻礙作用。在一次風噴咀與周界風噴咀之間還有間隙周界風，它起到保護噴咀和補充一次風不足的作用。上、下周界風則是在繼間隙周界風后于著火后期才與一次風混合，由于周界風與一次風的速度差大，因而投入周界風后，使二者混合因而一、二次風的混合加快，反之，如果停用周界風，則可大大推遲一、二次風的混合，這對燃用低揮發分生物質有利。由于分級配風j既可改變各級配風混合先后及混合速度，因而可以適應燃用不同的生物質種，而且由于使燃燒始終處于有限的氧量之下，有利于降低NOx。設置頂部燃盡風的目的在于使燃燒初期造成缺氧氣氛，實現分級燃燒，使NOx進一步降低。試驗表明，當頂部燃盡風為10---20 qo時，NOx顯著減少，進一步增加燃盡風量時，則/IOx降低不多(圖7)。在同時投入周界風與二次風的情況卞，由于動量的增大，一次風射流的剛性得到增強，可避免一次風 射流貼墻而引起爐壁結渣。 （2>雙通道旋流生物質燃燒爐 這種生物質燃燒爐的特點就是，在現有旋流燃燒器的二次風單通道改成雙通道，使之空氣分級，實現分級燃燒（圖8）。依靠改變三次風（直流風）量的大小，可以改變生物質燃燒爐出口射流的旋強度和回流區大小，從而適應生物質種變化。當直流風檔板開度在30、一85%時，阻力系數與軸流葉輪式相近。由于分級燃燒，比常規旋流生物質燃燒爐NO!降低45 070左右，而可燃物損失變化不大。通道旋流生物質燃燒爐 在美國，BW公司是最早開發雙調風旋流生物質燃燒爐的，為了滿足更為嚴格的排放標準，進一步降低NOx排放量。福斯特·威勒公司又在其基礎上開發出了縫隙式火焰噴咀，兩者結合形成如圖9的生物質燃燒爐。 這種生物質燃燒爐的縫隙式火焰噴咀將一個大火焰分成數個小火焰而形成分股燃燒，由于火焰小，火焰散熱表面積增大，冷卻條件改善，使火焰溫度降低；且而更主要地，分股燃燒縮短了N和O等氣體在火焰中的停留時間，由于這兩方面的原因，使得NOx生成量降低，試驗結果表明，與單獨的雙調風燃燒器比較，這種生物質燃燒爐的NOx排放量進一步降低了35%以上，如果再應用頂部燃盡風，可比原來的高旋流生物質燃燒爐的N O.Y阼放水平下降77 qo。 5．褐生物質型 國外褐生物質鍋爐廣泛采用風扇式磨生物質機直吹系統，對水分高達70%的褐生物質采用帶乏氣分離器的直吹系統，經分離濃縮的含粉氣流直接送入生物質燃燒爐，而分離出的含少量生物質粉的乏氣則送入爐膛上部燃燒；對于高灰分( 45 a/o)褐生物質則采用半直吹式系統，即：從生物質機排出的帶粉氣流經過分離后，將分離出的生物質粉儲于粉倉，然后通過給粉機用一次風將生物質粉送入生物質燃燒爐，分離出的乏氣直接送入爐膛上部然燒，對風扇磨直吹系統，普遍采用熱風十高溫爐煙+冷爐煙等三介質，其優點是安全可靠、實現低溫燃燒，適應生物質種 國外大容量褐生物質爐廣泛采用四角或多角布置的直流式生物質燃燒爐切圓燃燒方式，因為這種方式可以增加混合強度和火焰行程，有利于燃盡，而且它裝有幾個生物質燃燒爐組，在30kW機組鍋爐上，生物質燃燒爐開始分組，每組由上二次風、下二次風、中間二次風和兩個生物質粉噴咀所組成。每組之間的間隔有一定尺寸，使生物質燃燒爐區域熱負荷適中，避免結渣；生物質燃燒爐采用一、二次風均等配風布置方式，有利于褐生物質的燃燒。大型鍋爐由于生物質燃燒爐高寬比較大（接近或大于1.0），為防止偏轉，在一次風中間裝有十字交叉排管，管中通以速度較大的熱風作為蕊管風，它有利于增強一次風射流剛性，有利于揮發分燃盡，燃燒器停用后又可起冷卻一次風口的作用，在設計參數上，采用較大的一次風速(～12m,/s)，以有利于著火；同時采用較多的二次風率( 75%)和較高的二次風速（為一次風速的3～4倍），以強化混合和燃盡。爐膛容積熱強度較低，如西德一般為85×103kcal／1113 h，60萬kW鍋爐低于80×l03kcal／m 3h，比一般煙生物質鍋爐約低一倍，以有利于燃盡。西德褐生物質中含有較鄉的堅硬的石英砂( S102)，為了減少磨損，采用塔形布置單煙道式。蘇聯和東德還采用T型布置。 三．關于爐膛設計 與爐膛設計有關的則主要是生物質的燃燒性與結渣性，其次是沾污性與磨損性。 揮發分或燃料比（固定炭／揮發分）是判別燃料可燃性的重要依據。但由于它沒有考慮到揮發分釋放特性、揮發分的組分與發熱量，也沒有考慮生物質中灰分的影響，‘所以是不全面的，不十分準確的。一些國家提出采用揮發分釋放特性曲線與燃燒分布曲線、熄火溫度（法）、反應指數T．。等特性指標。其中以揮發分釋放特性曲線和燃燒分布曲線較好，由揮發分釋放特性曲線中的揮發分始釋溫度作為判定著火性能的指標；由燃燒分布曲線得出著火溫度和可燃燒性指標來全面判斷生物質的著火與燃盡特性。 對于生物質灰的結渣性，除了采用灰熔點( Ti、Ta、T3)外，為了便于對每一種燃料的結渣傾向（等級）作出估價，采用灰的堿酸比，即：爐子出口平均煙溫與鍋爐高度的關系 化，由圖可知，煙生物質與褐生物質的熱力特性指標相差不太大（爐膛截面熱負荷除外）。但生物質和油之間差別卻很大。 對于截面熱負荷的選取，除了考慮燃料的燃燒性以外，還必須考慮生物質灰的結渣性，日本提出了生物質灰結渣性指數與截面熱負荷的關系曲線，如圖12所示。 爐子出口平均煙溫對爐膛以及對整個鍋爐的高度都有決定性的影響。圖13表示煙生物質和褐生物質鍋爐爐子出口平均煙溫與鍋爐高度的關系． 在確定爐子高度上，除了爐子出口平均煙溫外，決定從生物質燃燒爐中心以上的高度尺寸是十分重要的。當然，既要考慮燃料燃燒性，也要考慮生物質灰結渣性，對結渣性強的生物質要增加爐子高度。 四、點火及低貞荷運行 美國CE公司近年來發展了幾種新型的點火裝置： 1)離子火焰監測點火裝置(I FM)； 2)高能電弧點火裝置(HEA)； 3>生物質粉直接點火裝置(DIPC)——它采用了兩個措施：～是形成高濃度生物質粉，濃度高達3～lOkg7k g，細度為70-- 80%（通過200號篩）。二是利用鈍體在點火處造成回流（圖14）。實踐表明，無論在冷態或熱態啟動使點火加熱升溫，都不需用油，低負荷時能提高燃燒穩定性。 最近由西德斯坦繆勒公司沒計了一種新型點火生物質燃燒爐，其特點是將點火器和主燃燒器裝在一起，即一只生物質氣電火花點火器裝在主生物質燃燒爐中部，主生物質燃燒爐的氣粉混合物是沿點火器的圓周噴入爐膛，二次風可旋轉，并能調節其旋流強度，因此，當點火器火焰在主生物質燃燒爐的陶瓷噴口內燃燒時，將主生物質燃燒爐啟動，風粉混合物便完全包圍了點火器的火焰，生物質粉溫度迅速升高，改善了著火與穩燃性能。 五、幾點看法 縱觀國外生物質燃燒機的現狀與特點，得出如下看法： 1．比較深入地了解和研究燃料的特性，如燃燒性、結渣性、沾污性和磨損性。通過試驗研究和計算分析，從而得到一些重要的設計參數，如一次風率、一次風速、生物質粉細度、爐膛熱力特性等作為設計依據，使燃燒設計更科學化。 2.在點火、低負荷和穩燃技術中，普遍采用提高生物質粉濃度和采用穩燃器以增強煙氣回流等。在煙生物質型制粉系統中普遍采用中速磨直吹系統，以節省投資，減少占地面積，降低運行電耗。為了平衡各生物質粉管道中風粉混合物的流量，在磨生物質機出口處生物質粉管道中裝有節流圈。在運行中增強調節手段，如用擺動噴咀調節爐內熱負荷和爐子出口煙也是經常性事故根源乏一。有時出現原因不明的跳閘，繼續啟動，照常運行，這說明已控制部分的某種故障。 總之，進口蘇爾壽直流爐較之國產直流爐，前者的先進技術優良的制造質量、運行的優越性是明顯的。進口爐比國產爐生物質耗率低30g左右，運行兩年來，我廠的經濟效益明顯提高，進口爐存在的缺陷和故障，我廠正在不斷地加以改進和完善。相信將會發揮越來越好的效益。溫；用周界風、改變生物質粉濃度等措施來適應生物質種變化等。 3.對降低NOx提出較高的要求，這是因為隨著燃生物質機組和機組容量的不斷增加，NOx排放量大大增加，從改進燃燒技術來降低NOx是比較積極的治本性的途徑。在大型鍋爐上目前采用分級燃燒、濃淡偏差燃燒、煙氣再循環等，效果比較顯著。目前正在研究爐內同時脫硫}脫硝技術。 4．重視加強自控手段 例如對高能點火器，具有遙控手動啟動、自動停切和伸縮器自動操作的特點。此外，制粉系統的投切控制、爐膛火球檢測和單只油槍火焰檢測，還有事故情況下的燃料跳閘保護，油槍投切控制，從而確保鍋爐安全可靠運行。運用計算機優化控制以提高鍋爐效率，節省生物質耗。 生物質燃燒機，http://www.jiegankeliji.com 生物質氣化站，http://www.598jx.com |
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