1、前言
我國具有豐富的農業和林業資源,農業和林業殘餘物量大麵廣,其中農業秸、莖產量是糧食產量的1.4倍,近年來產量達6.5 -8億t;林lin木mu采cai集ji和he林lin業ye加jia工gong剩sheng餘yu物wu也ye達da上shang億yi噸dun,這zhe是shi生sheng物wu質zhi資zi源yuan可ke利li用yong的de主zhu要yao部bu分fen。農nong林lin殘can餘yu物wu和he其qi他ta有you機ji廢fei棄qi物wu的de資zi源yuan化hua利li用yong,是shi關guan係xi到dao社she會hui可ke持chi續xu發fa展zhan的de重zhong大da課ke題ti。近jin年nian來lai國guo內nei對dui生sheng物wu質zhi資zi源yuan的de再zai利li用yong研yan究jiu,主zhu要yao是shi通tong過guo熱re分fen解jie方fang法fa來lai產chan生sheng可ke燃ran氣qi體ti,從cong而er達da到dao再zai利li用yong的de目mu的de,富fu通tong新xin能neng源yuan專zhuan業ye生sheng產chan銷xiao售shou
生物質鍋爐,生物質鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機、
秸稈顆粒機、
秸稈壓塊機壓製的生物質顆粒燃料。
生物質熱分解燃料鍋爐是指將農業生產中產生的稻稈、油菜稈、玉米稈、麥稈等類生物質在缺氧或微氧狀態下通過高溫熱化學反應,將其分解成可燃氣體,以該可燃氣體作為燃料的鍋爐設備。
2005年,我公司與國外某公司合作為陝西某熱電廠開發了4台50t/h秸稈發電鍋爐,鍋爐將於近期投入生產加工。鍋爐設計的原則要求具有較高的熱效率和經濟的投資和運行維護費用。
2、鍋爐主要技術規範
設計燃料及特性
鍋爐設計燃料為秸稈熱分解物,通過對秸稈熱分解產生的可燃氣體進行工業分析得到燃料特性如下:
3、鍋爐設計方案的選擇與確定
3.1鍋爐設計方案的選擇
在設計之初,根據業主對鍋爐結構布置的要求,並結合我公司多年來在設計方麵積累的經驗,我們對下麵這種方案進行了初步設計。
這zhe種zhong方fang案an以yi爐lu膛tang水shui冷leng壁bi下xia集ji箱xiang為wei分fen界jie線xian,下xia部bu虛xu線xian部bu分fen為wei熱re分fen解jie係xi統tong。通tong過guo設she計ji工gong作zuo的de進jin一yi步bu展zhan開kai,我wo們men發fa現xian這zhe種zhong結jie構gou布bu置zhi方fang式shi存cun在zai幾ji種zhong缺que點dian:第一,在對流管束下部將會存在煙氣死區,幾乎有40%~50%的受熱麵沒有被有效利用,因而嚴重降低了受熱麵的利用率;dier,youyucaiyongleshangxiaguotongbuzhifangshi,yifangmiangeibentidezhichengheshigongdailailehendakunnan,lingyifangmianhaizengjialeguolubentidezhongliang,tongshiyezengjialeguolugangjiadefuhe,wuxingzhongzengjialeshebeidetouzifeiyong;第三,煙道轉彎較多,提高了煙氣阻力,增加了投資費用。基於這些考慮,我們否定了這種方案。
在zai方fang案an一yi的de基ji礎chu上shang,雙shuang方fang設she計ji人ren員yuan通tong過guo多duo次ci技ji術shu交jiao流liu,並bing參can考kao國guo內nei外wai比bi較jiao先xian進jin的de設she計ji技ji術shu,通tong過guo初chu步bu設she計ji論lun證zheng,確que定ding了le幾ji種zhong比bi較jiao可ke行xing的de方fang案an。為wei進jin一yi步bu確que定ding施shi工gong圖tu的de設she計ji方fang向xiang,通tong過guo設she計ji人ren員yuan對dui幾ji種zhong方fang案an的de篩shai選xuan和he反fan複fu論lun證zheng,確que定ding方fang案an二er所suo示shi布bu置zhi方fang式shi為wei最zui終zhong的de方fang案an。這zhe種zhong方fang案an基ji本ben上shang滿man足zu了le設she計ji開kai始shi所suo確que定ding的de鍋guo爐lu設she計ji原yuan則ze,同tong時shi計ji算suan過guo程cheng及ji結jie果guo都dou比bi較jiao科ke學xue、合理,被設計人員認為是所有討論方案中比較完美的一種。
4、鍋爐結構布置特點
4.1整體布置介紹
鍋爐係單鍋筒、自然循環水管鍋爐,鍋筒中心標高為27720mm,爐膛采用懸吊結構,尾部煙道則采用支撐結構。爐膛四周為膜式水冷壁,截麵成正方形結構:5200mm×5200mm。爐膛頂部由前牆水冷壁向後傾斜15°,形xing成cheng爐lu膛tang頂ding部bu受shou熱re麵mian,與yu鍋guo筒tong連lian接jie。爐lu膛tang出chu口kou前qian設she置zhi折zhe焰yan角jiao,強qiang化hua爐lu內nei傳chuan熱re,出chu口kou煙yan窗chuang為wei拉la稀xi冷leng渣zha管guan,冷leng渣zha管guan上shang部bu彙hui集ji於yu冷leng渣zha管guan上shang集ji箱xiang,並bing由you連lian通tong管guan與yu鍋guo筒tong連lian通tong。為wei保bao證zheng水shui循xun環huan安an全quan可ke靠kao性xing,前qian、後及兩側水冷壁各分別有6個下降管分散與各膜式壁下集箱連通。爐膛底部與熱分解燃燒係統配合連接。爐膛前後水冷壁設置6級熱風係統。
鍋爐水平煙道內分別布置高溫過熱器、低溫過熱器,水平煙道底部成V型結構,左右兩個方向均成36°,形成漏灰鬥。尾部煙道采用重型爐牆結構,共布置5級省煤器,自上往下依次為第1 -5級,尾部煙道底部設置V型漏灰鬥。
4.2 熱空氣和煙氣再循環係統
鍋爐采用熱風係統強化爐內燃料燃燒,熱風口分6級布置,第1、2、3級布置於前牆,第4、5、6級布置於後牆,各熱風口標高如表1。前牆第1、2、3級熱風口自右側600mm處向左布置8個,各熱風口之間間距600mm;第4、5、6級熱風口自左側400mm處向右布置8個,各熱風口之間間距600mm,各(ge)級(ji)熱(re)風(feng)口(kou)與(yu)鍋(guo)爐(lu)牆(qiang)外(wai)熱(re)風(feng)係(xi)統(tong)聯(lian)接(jie)。鍋(guo)爐(lu)采(cai)用(yong)爐(lu)下(xia)煙(yan)氣(qi)再(zai)循(xun)環(huan)技(ji)術(shu)。在(zai)低(di)溫(wen)過(guo)熱(re)器(qi)出(chu)口(kou)處(chu)抽(chou)出(chu)部(bu)分(fen)煙(yan)氣(qi)從(cong)爐(lu)膛(tang)底(di)部(bu)引(yin)入(ru)作(zuo)為(wei)再(zai)循(xun)環(huan)煙(yan)氣(qi),以(yi)提(ti)高(gao)燃(ran)料(liao)利(li)用(yong)率(lv)和(he)鍋(guo)爐(lu)熱(re)效(xiao)率(lv),爐(lu)下(xia)煙(yan)氣(qi)再(zai)循(xun)環(huan)量(liang)- 4015kg/h。
4.3對流受熱麵
guoreqifenliangjibuzhi。gaowenguoreqibuzhiyuchukouyanchuanghoushuipingyandaonei,chengniliushunliebuzhi,diwenguoreqibuzhizaishuipingyandaoweibu,chengwoshiniliubuzhi。genjuranliaotexing,womencaiqulejiaodadeguanjieju,hengxiangjiejuSl=160,縱向節距S=120,材質為15CrMoG。為wei調tiao節jie高gao溫wen過guo熱re器qi中zhong蒸zheng汽qi溫wen度du,在zai低di溫wen過guo熱re器qi與yu高gao溫wen過guo熱re器qi之zhi間jian布bu置zhi噴pen水shui減jian溫wen器qi,保bao證zheng過guo熱re器qi出chu口kou蒸zheng汽qi參can數shu滿man足zu發fa電dian要yao求qiu,其qi減jian溫wen能neng力li可ke達da到dao50 - 60℃。
省煤器分5級布置在尾部煙道,省煤器蛇形管均成順列逆流結構,為有效地防止磨損和腐蝕,對第5級省煤器管進行整體滲鋁處理,采用較大的管節距,橫向節距S.=110,縱向節距S:=80。
4.4鍋爐的主要計算概況
表2為鍋爐熱力計算彙總表,表3為水阻力計算彙總表。
tongguoduiyishangjisuanjieguodefenxi,keyikanchuduiyushengwuzhiranliao,guolujuyoujiaogaodeshejixiaolvherexiaolv,shouremiandebuzhiyebijiaoheli,guoluchuliyedadaoleyezhudeyaoqiu,nenggoumanzuredianchang50MW負荷的要求。另一方麵鍋爐的煙氣阻力和流動阻力都比較小,滿足用戶提出的設備經濟性的設計要求。
5、本鍋爐所具有的主要特點
(1)燃(ran)燒(shao)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)國(guo)外(wai)專(zhuan)有(you)技(ji)術(shu)。鍋(guo)爐(lu)爐(lu)膛(tang)與(yu)熱(re)分(fen)解(jie)反(fan)應(ying)係(xi)統(tong)連(lian)接(jie)形(xing)成(cheng)整(zheng)體(ti),熱(re)分(fen)解(jie)產(chan)生(sheng)的(de)可(ke)燃(ran)氣(qi)體(ti)在(zai)爐(lu)膛(tang)內(nei)完(wan)全(quan)氧(yang)化(hua)燃(ran)燒(shao),將(jiang)熱(re)量(liang)傳(chuan)遞(di)給(gei)工(gong)質(zhi)。鍋(guo)爐(lu)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)熱(re)分(fen)解(jie)反(fan)應(ying)係(xi)統(tong)係(xi)國(guo)外(wai)專(zhuan)有(you)技(ji)術(shu),在(zai)技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu),運(yun)行(xing)可(ke)靠(kao)。
(2)爐膛采用整體膜式水冷壁。膜式壁將爐牆全部遮蔽,有效地保護了爐牆,使爐牆溫度大大降低,並使爐牆厚度減薄,減輕了爐牆重量;同時使爐膛具有較好的密封性和良好的傳熱特性,有效地提高了鍋爐效率。
(3)清潔環保。與常規燃料相比,秸稈熱分解物屬於清潔燃料,燃燒生成物對環境汙染小,綜合性能屬於清潔環保型燃燒方式。
(4)duiliushouremiancaiyongjiaodadeguanjieju。duiliushouremianxuanqudaguanjieju,shunliebuzhi,youxiaodijiangdileyanqiliusu,baozhenglelianghaodeyanqiliutongxing,youxiaodijiangdileduiliuyanqiduiguanbidemosun,jianshaoleguanbijiezha,congertigaoleduiliushouremiandeshiyongshouming。tongshi,duiliushouremiancaiyongniliubuzhi,shishouremianyoujiaogaodechuanrewenya,jianshaoleshouremianjinshuhaoliang,congerjiangdileshebeifeiyong。
(5)caiyongluxiayanqizaixunhuanjishu。jiangguoluweibupaichudebufendiwenyanqiyurekongqihunhetongrulutang,yifangmiantigaoranliaoliyonglvheguolurexiaolv,qianghualeyanqideyouxiaoliyong;另一方麵進一步降低了爐膛溫度,使煙氣中的汙染性物質減少,降低了對環境的汙染。采用煙氣再循環技術,煙氣再循環量可達4015 kg/h。
6、結束語
總體上講,生物質熱分解燃料鍋爐具有高效、huanbaodengyoudian,duiyushehuihejingjidekechixufazhanjuyouzhongyaoyiyi,yifangmianjiangcujinnengyuandekechixufazhanyuliyongjishujinyibuyingyong,youxiaodifangzhihuanjingwuran,lingyifanmianyejiangyoulidituidongjingjiheshehuifazhan,juyoulianghaodeshehuizonghejingjixiaoyi。
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