1、生物質直燃鍋爐講義浙江旺能環保股份有限公司周玉彩2011-8-5生物質直燃發電廠主要有以下系統：1、燃料收集儲運系統2、輕油點火系統3、燃燒系統4、熱力系統5、除灰渣系統6、化學水處理系統7、電氣及輸出系統8、給排水系統9、廢水處理系統10、煙風及凈化系統11、接入系統等。第一章生物質的概述一、生物質的定義和資源狀況廣義的生物質能包括一切由植物光合作用轉化和固定下來的太陽能，生物質作為生物質能的載體有許多種定義，美國能源部（DOE把生物質定義為：生物質是來源于植物和動物的有機物質。生物質資源十分豐富，目前全球每年水、陸生物質產量約為全球總能耗量的610倍左右。據統計，生物質資源潛力可達100億

2、噸，僅森林、草原和耕地這三項的產量就達50億噸干生物質，相對于20億噸標準煤。我國可以開發利用的生物質能源有：各種農業廢棄物（秸稈和谷殼等）、薪柴、林業廢棄物（樹葉和枝梗等）、有機垃圾和人畜糞便等。統計表明，我國秸稈、薪柴、糞便和垃圾四項資源分別為3.08、1.3、0.77和1.43億噸標準煤，總計約6.58億噸標準煤。根據“九五”規劃，我國薪材林面積應達到650萬公頃，到2010年將達到860萬公頃。二、生物質的種類和特點一般而言，生物質主要有三類：木質、非木質和動物糞便。從這三大類可以細分為七種：森林、農業的種植物（木質）、森林之外的樹木（木質）、農作物（非木質）、莊稼的廢棄物（非木質）、

3、加工過程的廢棄物（非木質）和動物糞便（糞便）。通常用作能量轉化的生物質可以分為四大類：木材殘余物（涵蓋所有來源于木材和木材產品的物質，主要包括：燃料木材、木炭、廢棄木材和森林的殘余物）、農業廢棄物（所有與種植業和莊稼處理過程有關的廢棄物。例如：稻谷殼、秸稈和動物的糞便）、能源莊稼（專門用于能量生產的莊稼。如：甘蔗桿和木薯）和城市固體垃圾（MSW生物質的組成成分包括：纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質、單糖、淀粉、水分、灰分和其它化合物。每一種組分的含量比例是由生物質種類、生長時期和生長條件等因素決定的8。與化石燃料相比，生物質具有以下特點：（1）生物質是一種二氧化碳零排放的能源資源（利用轉化過程

4、中排放的二氧化碳量等于生長過程中吸收的量），可以在提供能源的同時而不增加二氧化碳排放量；（2）生物質的硫（0.05%0.5%）、氮（0.2%1.5%）灰分（2%8%）含量少，在利用轉化過程中可以減少硫化物、氮化物和粉塵的排放；（3）生物質的揮發份（75%85%）含量大（折算揮發份約為煙煤的六倍以上），氧含量高，有利于生物質的著火和燃燒；（4）生物質的水分（要求20%）含量大，影響著火和燃燒的穩定性，同時在燃燒時造成大量的能量損失，并且可能引起燃料儲存問題；（5）單位質量生物質的熱值低（30003500kcl/kg）,要求能量轉化設備有足夠的空間投入原料；（6）生物質的分布分散，能量密度低（按2

5、0%F20,棉花堆放密度200350kg/m3、玉米秸120200kg/m3）收集運輸和預處理過程（例如粉碎、壓縮成型和干燥）費用高（購置費200，運輸破碎150元/t）。（7）生物質具有可再生性，原料具有多樣性和廣泛性，資源開發潛力大。三、生物質的利用轉化方式生物質的利用轉化方式主要有三種：熱化學法、生物化學法、提取法。熱化學法是指高溫下將生物質轉化為其它形式能量的轉化技術。主要包括四種方式：直接燃燒（直接將生物質完全燃燒放出熱量）；氣化（在氣體介質氧氣、空氣或蒸汽參與的情況下對生物質進行部分氧化而轉化成氣體燃料的過程）；熱解（在沒有氣體介質氧氣、空氣或蒸汽參與的情況下，單純利用熱使生物質中

6、的有機物質等發生熱分解從而脫除揮發性物質，常溫下為液態或氣態，并形成固態的半焦或焦炭的過程）；直接液化（在高溫高壓和催化劑作用下從生物質中提取液化石油等）。生物化學法是指生物質在微生物的發酵作用下產生沼氣、酒精等能源產品。提取法是利用生物質提取生物油。生物質轉化為電能的技術包括：直接燃燒（包括與煤混和燃燒）、氣化和熱解。氣化和直接燃燒是利用生物質原料發電的主要方式。直接燃燒發電的過程是：生物質與過量空氣在鍋爐中燃燒，產生的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱，生物質的化學能轉變產生出高溫高壓蒸汽熱能在汽輪機中膨脹做功將熱能轉換成旋轉機械能帶動發電機旋轉發出電能。四、生物質的燃燒過程1.生物質燃燒的總體

7、方程式燃燒是包含有傳熱和傳質過程，并且伴隨有化學反應和流體流動的一種綜合現象。對于任何一種生物質燃料在空氣中燃燒時的綜合反應，可以用以下方程式表示：CxiHx2OX3NX4SxsClX6Six7KX8Cax9Mgxi0NaxiiPxi2Fexi3Alxi4Tixi5niH2On2（1e）（O23.76N2）=n3c02n4H2On502n6N2n7con8CH4NO+ni0NO2+51SO2+n12HCl+n3KCl+n14K2SO4+55C+.（1）其中第一個分子式表示任一種生物質燃料，這個經驗分子式中只包含了15種元素，實際上這是近似處理，完整的生物質組分還應包含更多的元素。第二個分子式表

8、示的是燃料中的水分，但是其數值變化很大。第三個分子式表示的是空氣，它是按氧氣和氮氣分別占總體積的21%口79%勺混合物來表示的。方程式的另一邊是反應生產物，主要生成物是那些在式中首先表示的物質，生成物中有些化合物是大氣的污染物（如：CON和S的氧化物），同時有些生成物（如：堿金屬的氯化物和硅酸鹽等）會導致燃燒設備的積灰和結渣問題。2.生物質燃燒的基本過程由于不同種類的生物質在化學組成成分和物理特性上有差別，所有它們的燃燒過程是有些不同。但是一般認為，生物質的燃燒通常可以分為三個階段，即預熱起燃階段、揮發分燃燒階段、炭燃燒階段。（1）預熱起燃階段在該階段，生物質（濕物料）被加熱，水分逐漸蒸發后變

9、為干物料。當生物質被加熱到160c時（要求：一次風溫190C）,開始釋放出揮發分。揮發分的組成為：二氧化碳、一氧化碳、低分子碳氫化合物（如：甲烷、乙烯等）、還有氫氣、氧氣和氮氣等氣體。揮發分中的氫氣、低分子碳氫化合物和一氧化碳是可燃成分，二氧化碳和氮氣是不可燃成分。（2）揮發分燃燒階段生物質經加熱所釋放出的揮發分在高溫下開始燃燒，同時釋放出大量熱量，由于揮發分的成分比較復雜，其燃燒反應也比較復雜。幾種主要揮發分氣體的燃燒反應方程式如下：1-,一（氫氣）（引燃點570C）H2O2=H2021CO上02;C02（一氧化碳）2（引燃點610C）（甲烷）CH4202=CO22H2。（引燃點538C）（

10、乙烯氣）C2H4+3。2=2CO2+3H2。（引燃點425C）-1分八（乙烷氣）（引燃點472C）C2H63O2=2CO23H2O2（3）炭燃燒階段揮發分在燃燒初期將固定碳包裹著，氧氣不能接觸到炭的表面，因而炭在揮發分的燃燒初期是不燃燒的，經過一段時間以后，揮發分燃燒結束，剩下的炭與氧氣接觸并發生燃燒反應。炭燃燒時的反應方程式如下：4C3O2=2CO22CO2H2O2=2H2OCO2C=2COCH2O=COH2對于生物質燃燒的基本過程的認識：生物質的水分對燃燒過程影響很大，甚至主宰整個燃燒過程，所以將水分的干燥作為一個獨立的過程，并將生物質燃燒的基本過程分為三步：生物質脫揮發分、揮發分燃燒和炭

11、的燃燒。3.影響生物質燃燒的因素影響生物質燃燒的因素有很多，其中燃料的水分含量、空氣供給量、燃料的顆粒尺寸和反應時間是主要因素。下面具體分析它們對燃燒過程的影響：(1)水分含量燃燒反應是放熱反應，而水分的蒸發卻要強烈地吸收熱量。大多數生物質燃料自維持燃燒要求燃料中的水分含量不超過65%(濕基下的質量百分比值)，如果超過這個值，則燃燒過程釋放的熱量不能滿足水分蒸發所需的熱量，會導致燃燒反應的結束。實際上，當生物質的水分含量超過5055%(濕基下的質量百分比值)時，就需要加入輔助燃料來助燃。(2)空氣供給量所有的燃燒反應都是燃料與空氣中的氧進行的，所以空氣供給量決定著燃燒反應的過程。如果空氣供給量

12、太小，燃燒反應進行得不完全。而如果空氣供給量太大，則加熱空氣需要熱量，結果會導致燃燒溫度的降低，使燃燒的穩定性變差。因此要確定一個最佳的過量空氣系數，保證燃燒穩定和完全徹底地進行。一般情況下，過量空氣系數值在1.21.5之間。(3)燃料顆粒尺寸燃燒反應一般是在燃料顆粒的表面進行，如果顆粒表面大的話，這樣就會有利于燃燒反應的進行。燃料顆粒尺寸決定著參與燃燒反應的顆粒總表面積，顆粒尺寸越小，則燃料顆粒的總面積就越大。因而，燃料顆粒尺寸小一些(要求0100mm),有利于燃燒反應的進行。(4)反應時間燃料的燃燒是一種化學反應，凡是化學反應，均需要一定的時間才能完成。因此，足夠的反應時間是燃料完成燃燒反

13、應的重要條件之一。第二章燃生物質振動爐排鍋爐的結構生物質直燃發電技術與常規火力發電技術的區別主要有兩點，同時也是兩大技術難點，一是燃燒設備，二是上料系統。生物質的燃燒設備主要有：堆狀燃燒鍋爐、爐排式燃燒鍋爐、懸浮燃燒鍋爐和流化床燃燒鍋爐。目前，生物發電有限公司基本采用從丹麥BW蟲司引進的燃生物質振動爐排鍋爐的，該技術在國外被廣泛應用，有成功的運行經驗。在國內已經建成和投運了5臺130t/h的燃灰色秸稈鍋爐機組，且目前運行良好。下面將重點對130t/h高溫高壓、燃灰色秸稈、水冷式振動爐排鍋爐進行詳細的介紹和說明。第一節概述一、總體介紹已：130t/h燃生物質振動爐排鍋爐為例。130t/h高溫高壓

14、、燃灰色秸稈、水冷式振動爐排鍋爐為自然循環、單汽包、單爐膛、平衡通風、室內布置、固態排渣、全鋼構架、底部支撐結構型鍋爐。設計燃料為玉米、小麥秸稈、等。因為生物質中含有如氯化物的鹽分，所以它是一種侵蝕性燃料。其侵蝕性取決于鹽分的含量和種類。生物質燃燒后產生的灰通常是低熔點的（如：玉米秸DT變形溫度1050c設計值、ST軟化溫度1210c設計值、FT熔化溫度1260C、小麥秸DT變形溫度950c設計值、ST軟化溫度1030c設計值、FT熔化溫度1200C）這使得灰容易附著在鍋爐的受熱面上，并形成一個灰渣層。這將會減少受熱面的吸熱量，甚至會有灰渣覆蓋整個受熱面的危險。鍋爐設計充分考慮了生物質燃料的這

15、些特性。高溫區的屏式過熱器上的灰允許堆積到一定的量，并在重力作用下會從受熱面滑落。過熱器受熱面上積灰量的變化會導致受熱面的吸熱量發生較大變化，所以，過熱器和減溫器的設計已經考慮了這一點。因此，在高溫受熱段的管系采用特殊的材料與結構，以及有效的除灰措施，防止腐蝕和大量渣層產生。本鍋爐采用振動爐排的燃燒方式。鍋爐汽水系統采用自然循環，爐膛外集中下降管結構。該鍋爐采用“M'型布置，爐膛和過熱器通道采用全密封的膜式壁結構，很好的保證了鍋爐的密封性能。過熱蒸汽采用四級加熱，三級噴水減溫方式，使過熱蒸汽溫度有很大的調節裕度，以保證鍋爐蒸汽參數。尾部豎井內布置有兩級省煤器、一級高壓煙氣冷卻器和兩級低

16、壓煙氣冷卻器。空氣預熱布置在煙道以外，采用水冷加熱的方式，有效的避免了尾部煙道的低溫腐蝕。鍋爐采用輕柴油點火啟動，在爐膛右側墻裝有啟動燃燒器。鍋爐室內布置，構架全部為金屬結構，按7度地震烈度設計。二、主要技術經濟指標和有關數據1.鍋爐的主要參數額定蒸發量：130t/h額定蒸汽壓力：9.2Mpa(A)飽和蒸壓力：10.7Mpa額定蒸汽溫度：540c額定給水溫度：220c2.設計燃料：棉花秸稈和樹枝燃料種類含碳量(%)C含氫量(%)H含氧量(%)O含氮量(%)N含硫工(%)S含灰量(%)A水分(%)W拄發分(%)應用基低位發熱量(kJ/kg)玉米秸稈49.9642.981.090.128.365.

17、579.3319750小麥秸稈49.46.0543.980.420.435.44.0980.7219.71灰分分析名稱符號單位玉米秸稈(設計值)小麥秸稈(設計值)二氧化硅Si02%63.4861.62氧化鋁AL2Q%6.753.19氧化鐵Fe2Q%2.791.36氧化鈣CO%6.96.9氧化鎂MgQ%3.322.22氧化鈦TiO2%0.390.14氧化硫SO%1.153.15氧化磷P2Q%1.761.48氧化鉀K2O%9.2215.84氧化鈉NaO%0.999.913.技術經濟指標冷風溫度35C一次風溫度193C二次風溫度193C一、二次風占總風量之比1:1排煙溫度124C鍋爐熱效率92%燃料

18、消耗量24.948t/h（水分15%低位熱值14.29MJ/Kg）34.52t/h（水分25%低位熱值11.74MJ/Kg）燃料粒度要求<100mm100%<50mm90%>5mm>50%<3mm<5%排污率2%4 .鍋爐外形尺寸寬度（鍋爐鋼架中心線）24687mm深度（鍋爐鋼架中心線）32388mm汽包中心線標高23450mm鍋爐本體最高點標高26074mm5 .水質要求鍋爐的給水、爐水、蒸汽品質均應符合GB12145-1989火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量標準且符合用戶的特殊要求。5.1 給水：PH值：9.3硬度：2微摩爾/升含鐵量：0.02毫克/升

19、含銅量：0.003毫克/升含二氧化硅量：0.02毫克/升含納量：0.02毫克/升含鹽量：100毫克/升溶解氧：00.02毫克/升電導率：0.2un/cm有機物：無外觀：清晰無色5.2 爐給水：PH值：9.0-10.5電導率：100un/cm磷酸根：2-10毫克/升二氧化硅量：20微克/升5.3 飽和蒸汽、過熱蒸汽：二氧化硅量：20微克/升含納量：10微克/升電導率：0.3un/cm6 .負荷調節允許的負荷調節范圍：40%100%調節方法：風燃料比調節7 .其它技術指標灰與渣的比率：6:4灰與渣量：為入爐量的810%（重量比）NOxffi放量<450mg/Nm3COHE放量<650m

20、g/Nm38 .噪聲水平<85dBA9 .鍋爐運行參數鍋爐負荷%110.7100.076.950.040.0主蒸汽流量kg/s40.0036.1227.7818.0614.45主蒸汽出口壓力bar9292929292主蒸汽出口溫度C540540540504471給水壓力bar11210910410098給水溫度C222220208186178噴水流量kg/s2.881.930.500.000.00燃料消耗量kg/s7.656.935.473.602.85空氣流量kg/s45.541.935.526.622.1空氣預熱器入口溫度C4040404040空氣預熱器出口溫度C1941931881

21、67158過量空氣系數-1.301.321.421.611.70煙氣流量kg/s52.648.340.629.924.8排煙溫度C13313012913012910、工質溫度鍋爐負荷%110.7100.076.950.040.0空氣避熱器入口C222220208186178空氣避熱器出口C9090112125127煙氣冷卻器出口C246239207172162省煤器入口C230227207176165省煤器出口C276271255231223汽包C311310308306306I過熱器出口C375368359345336噴水減溫器1出口C375368359345336n過熱器出口C454441

22、423394375噴水減溫器2出口C418422423394375出過熱器出口C519521515469441噴水減溫器3出口C489491496469441IV過熱器出口C540540540504471主汽管道出口C54054054050447111、工質壓力鍋爐負荷%110.7100.076.950.040.0空氣避熱器入口bar111.7108.9104.299.697.9空氣避熱器出口bar108.4106.0101.697.396.0煙氣冷卻器出口bar107.3105.0100.596.194.9空氣預熱器/煙氣冷卻器旁路bar107.3105.0100.496.194.9省煤器出

23、口bar100.499.196.794.393.6汽包bar99.998.696.293.893.1I級過熱器出口bar97.296.494.793.292.7噴水減溫器1bar96.896.094.593.192.7n級過熱器出口bar95.194.693.692.792.5噴水減溫器2bar94.594.193.392.592.3田級過熱器出口bar94.093.693.092.492.3噴水減溫器3bar93.393.092.692.392.2IV級過熱器出口bar92.992.792.492.292.1主汽管道出口bar92.092.092.092.092.012、煙氣溫度鍋爐負荷%1

24、10.7100.076.950.040.0爐排上C113311151068974922爐膛下部C114611221065960900給料口C11071141121413041329爐膛上部C15441524145212311111m級過熱器入口C11421098987824747田級過熱器出口C913876791664602IV級過熱器入口C910873789662600IV級過熱器出口C789755684576522R級過熱器入口C763730662559507n級過熱器出口C599574525453417I級過熱器出口C415401378347333省煤器出口C27927124821219

25、8煙氣冷卻器出口C13313012913012913、空氣分析鍋爐負荷%110.7100.076.950.040.0COkg/kg0.000460.00046同前同前同前SOkg/kg0.00000同前同前同前同前Nkg/kg0.75020同前同前同前同前HOkg/kg0.00596同前同前同前同前Okg/kg0.23062同前同前同前同前Arkg/kg0.01276同前同前同前同前空氣密度kg/Nm31.289同前同前同前同前空氣密度3kg/Nm1.2931.293同前同前同前大氣壓bar1.01325同前同前同前同前14、煙氣分析鍋爐負荷%110.7100.076.950.040.0COk

26、g/kg0.20420.20150.18920.16940.1614SOkg/kg0.00040.00040.00040.00030.0003Nkg/kg0.64930.65060.65670.66650.6705H2Okg/kg0.08910.08800.08290.07490.0716Okg/kg0.04600.04840.05970.07760.0848Arkg/kg0.01100.01110.01120.01130.0114煙氣含塵量kg/kg0.00150.00150.00140.00120.0012過量空氣系數-1.301.321.421.611.70濕煙氣密度kg/Nm31.29

27、91.2991.2981.2971.297干煙氣密度kg/Nm31.3781.3771.3711.3621.358大氣壓bar1.01321.01321.01321.01321.013215、鍋爐水容積名稱單位鍋筒水冷壁下水管連接管過熱器及連接管省煤器及連接管空氣預熱器及連接管煙氣冷卻器及連接管總計水壓時M3234.812.16.54.313.8103.5正常運行時M1634.806.54.313.891.416、爐受壓元件的規格材料匯總表序號名稱規格材料Ii給水管道_168X14.5SA-106B美國碳鋼168X16SA-106B美國碳鋼2空氣預熱器38X420G3空氣避熱器進口集箱140X

28、12.5SA-335P12美國合金鋼1Cr0.5MoSA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo4空氣預熱器出口集箱二140X12.5SA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo5空氣預熱器進、出口連接管J140X116煙氣冷卻器入口集箱140X16SA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo7煙氣冷卻器_J38X415CrMoGSA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo|81煙氣冷卻器出口集箱1|140X17.59省煤器蛇形管38X420G10省煤器進、出口集箱219X2512Cr1MoVGSA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo|111省煤器連接管J|219X12.5DIWA3531

29、3MnNiMo5-412汽包1760X80SA-335P22美國合金鋼2.25Cr1Mo13下降管508X30SA-335P22美國合金鋼2.25Cr1Mo卜4下降管分配管一|(D508X45SA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo15下水管分散管168X10114X20SA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo245X32SA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo219X2812Cr1MoVG16水冷壁入、出口及中間集箱219X2012Cr1MoVG273X6012Cr1MoVG168X22.2SA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo114X20SA-335P12美國合金鋼1Cr

30、0.5Mo17水冷壁管57X6.515CrMoGSA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo18汽水引出管|168X10SA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo19飽和蒸汽引出管1114X7.120飽和蒸汽匯集集箱二273X2612Cr1MoVG21汽包至I過入口集箱連接管273X2012Cr1MoVG22I級過熱器入口集箱273X2612Cr1MoVG23I級過熱器蛇形管38X4.515CrMoG24I級過熱器出口集箱273X2612Cr1MoVG25I、R級過熱器間連接管273X2012Cr1MoVG26R級過熱器入口集箱273X3012Cr1MoVG27R級過熱器蛇形管38X4.51

31、2Cr1MoVG28R級過熱器出口集箱273X3012Cr1MoVG29H、m級過熱器間連接管273X2012Cr1MoVG30田級過熱器入口集箱273X2612Cr1MoVG31田級過熱器入口小集箱114X12.515CrMoG32用級討執器蛇形管33.7X5.6SA-213Tp347H美國不銹車岡J18Cr8NiNb+TaSA-335P12美國合金鋼1Cr0.5Mo33田級過熱器中間混合集箱114X20SA-335P22美國合金鋼2.25Cr1Mo34m級過熱器出口小集箱114X1735田級過熱器出口集箱273X3012Cr1MoVG36田、IV級過熱器間連接管273X2612Cr1MoV

32、G37IV級過熱器入口集箱273X2612Cr1MoVG38IV級過熱器入口小集箱114X17SA-335P22美國合金鋼2.25Cr1Mo39IV級過熱器蛇形管33.7X5.6SA-213Tp347H美國不銹鋼18Cr8NiNb+TaSA-335P91美國合金鋼9Cr-1Mo40IV級過熱器出口小集箱_J114X13.541IV級過熱器出口集箱273X22SA-335P91美國合金鋼9Cr-1Mo42主蒸汽管道245X15SA-335P919Cr-1Mo美國合金鋼43I、H、m級噴水減溫器325X2612Cr1MoVG第二節振動爐排鍋爐燃燒過程和燃燒調整的方法一、生物質在振動爐排上的燃燒過程

33、生物質的燃燒通常可以分為三個階段，即預熱起燃階段、揮發分燃燒階段、炭燃燒階段。生物質在振動爐排上的燃燒過程分為預熱干燥區、燃燒區和燃盡區，這可以與振動爐排的高、中和低端相對應。根據各區的燃燒特點，各區需要的風量有差別，預熱干燥區和燃盡區的風量少一些，燃燒區的風量要大一些。燃料顆粒在振動爐排鍋爐中燃燒可以分為兩種類型：顆粒大的在爐排上燃燒，顆粒特別小的燃料顆粒，在氣力播撒的過程中，在爐排上部空間發生懸浮燃燒。二、生物質在爐排上完全燃燒的條件爐內良好燃燒的標志就是在爐內不結渣的前提下，盡可能接近完全燃燒，同時保證較快的燃燒速度，得到最高的燃燒效率。1,供應充足而有合適的空氣量如果過量空氣系數過小，

34、即空氣量供應不足，會增大固體不完全燃燒熱損失q4和可燃氣體不完全燃燒熱損失q3,使燃燒效率降低；如果過量空氣系數過大（取：1.5）,則會降低爐膛溫度，增加不完全燃燒熱損失。最佳的過量空氣系數使q2+q3+q4之和為最小值。2,適當提高爐溫根據阿累尼烏斯定律，燃燒反應速度與溫度成指數關系。在保證爐膛不結渣的前提下，盡量提高爐膛溫度。3 .爐膛內良好的擾動和混合在著火和燃燒階段，要保證空氣和燃料的充分混合，在燃盡階段，要加強擾動混合。4 .燃料在爐排上和爐膛中有足夠的停留時間5 .保持合理的火焰前沿位置。火焰前沿應該位于高端爐排與中部爐排的之間區域，火焰在爐排上的充滿度好。三、振動爐排鍋爐的燃燒調

35、整方法1.調整振動爐排的振動頻率（3050Hz）和振動周期（振動時間：520秒和停止時間：200秒）振動爐排的振動頻率一般不隨負荷的變化而進行調整，最佳的振動頻率是通過觀察低端爐排的擋灰板處的灰渣堆積厚度來決定的。當燃料的粒度、水分和負荷發生變化時，只是對振動時間和停止時間進行調整，振動頻率一般不進行調整。1.1 振動爐排的頻率應該由下面兩個因素來決定：其一是低端爐排的擋灰板處的灰渣堆積厚度，應該維持在1015cm其二是在一定振動頻率下，不能使爐膛負壓發生劇烈變化；其三是檢測1號撈渣機出口的灰渣含碳量，正常的含碳量應該為510%。根據實際運行經驗可知，振動爐排的頻率應該為4045赫茲。1.2

36、爐排的振動時間決定燃料顆粒（不大于100nlm）在爐排上的行走速度（或每一振動周期內燃料在爐排上的行程），振動時間越長，具破壞焦渣的能力強，但料層內部的翻動性能差，行走速度加快；爐排的停止時間在很大程度上決定燃料顆粒在爐排上的停留時間。振動爐排的振動周期應根據燃料粒度、水分和鍋爐負荷變化進行相應的調整。2 .調整爐排各區一次風的風量以及相互間匹配2.1 在一次風中，中端（燃燒區）爐排的一次風量最大，高（烘干區）、低端（燃盡區）爐排的一次風量相對較少。隨著鍋爐負荷增加，一次風的風量占總風量的比例逐步減少。如果從爐前觀察到落渣口積存較多的未燃盡的小顆粒燃料，則可以適當提高低端爐排的一次風量。2.2

37、 火焰的調節：2.2.1 如果高端、中端爐排的爐排風量都增大，則爐排上火焰前沿向爐排高端移動；2.2.2 如果低端、中端爐排的爐排風量都增大，則爐排上火焰前沿向爐排中端移動；2.2.3 如果高端爐排的爐排風量減少、中端爐排的爐排風量增大，則爐排上火焰前沿向爐排低端移動；2.2.4 如果低端爐排的爐排風量減少、中端爐排的爐排風量增大，則爐排上火焰前沿向爐排低端移動。3 .調整二次風和火上風在爐膛下部，前后墻各布置有許多二次風口，這些二次風約占總風量的一半。二次風攪拌混合爐內氣體，使爐內煙氣產生漩渦，延長懸浮的飛灰及飛灰可燃物在爐內的行程，降低飛灰可燃物。另外對懸浮可燃物供給部分空氣，有利于提高鍋

38、爐熱效率。隨著鍋爐負荷增加，二次風的風量占總風量的比例逐步增加。各個二次風和火上風的作用如下所述。前、后墻的火上風，作為上二次風的分級配風，主要是向未燃盡的氣體和燃料顆粒提供補充氧氣，同時起到降低氮氧化物的作用（適當可以降低爐膛溫度，因為爐膛的溫度測點與火上風距離比較近）；前、后墻的上二次風，主要是起到擾動和補充氧量的作用。前墻的下二次風，可以起到增強燃料流剛性和有助于均勻播撒燃料的作用。后墻下二次風，不僅起到擾動和補燃的作用，而且還可以影響燃料拋撒的長度，。4 .建立合適的爐膛負壓，組織好合理的爐內燃燒空氣動力場爐膛負壓的正常運行值的范圍：50pa一250Pa,當爐膛負壓大于+0Pa（延時3

39、0秒）或大于+50Pa（延時5秒）或小于2KPa時，鍋爐的MF砌作。如果爐膛負壓大于0Pa甚至更高，首先造成高溫煙氣和火焰回火到給料機的落料管，引發燃料著火，對給料機、落料管和逆止擋板造成損害；其次，造成高溫煙氣和火焰回火到二次風的管道中，燒壞二次風的噴口，還有可能燒壞火焰監視器。還有，爐膛內的高溫煙氣會從人孔門或啟動燃燒器的活動門的縫隙噴出，損壞設備或對人造成傷害。如果爐膛負壓很低，首先，會縮短細小的燃料顆粒和未完全燃燒氣體在爐膛中的停留時間，造成固體不完全熱損失和可燃氣體不完全燃燒熱損失增大，降低了鍋爐的燃燒效率和熱效率；其次，造成鍋爐的漏風量增大，造成排煙溫度升高，排煙熱損失增大，降低鍋

40、爐的熱效率；還有，爐膛負壓太低，則會使爐膛的水冷壁變形，拉裂焊口，對水冷壁造成損壞。第三節汽水系統、汽水系統的流程鍋爐正常運行時，不但要保證蒸發受熱面水循環可靠，而且還必須保證給水及省煤器不發生水擊，過熱蒸汽不發生偏流等，本鍋爐的汽水系統針對上述問題進行了合理設計。1、給水流程鍋爐給水分高壓給水和低壓給水4.1 高壓給水經給水調節閥后分為兩路：高壓給水一一一路直接進入省煤器一一汽包；另一路高壓給水一一經由高壓空氣預熱器高一一高煙氣冷卻器后一一進入高煤器一一進入汽包。4.2 低壓給水高壓給水一一除氧器一一兩臺循環水泵一一進入低壓空氣預熱器一一低高煙氣預熱器后再回一一到除氧器。2、蒸汽流程蒸汽由汽

41、包一一一級過熱器一一一級減溫器一一二級過熱器一一二級減溫另一一三級過熱器一一三級減溫器一一四級過熱器一一主蒸汽管一一進入汽輪機。3、為了保證鍋爐運行，鍋爐汽水系統還布置了由排污、疏水、加藥、取樣等系統。鍋爐的汽水系統圖見附件。第四節鍋爐結構1、鍋筒1.1 、鍋筒結構鍋筒用DIWA353(13MnNiMo5-4)材料制成，內徑為1600mm，壁厚80mm,筒身全長14800mm,兩端采用球形圭頭，汽包全長16900mm。高壓汽包內設有給水分配管和汽水分離元件等內部設備。利用汽水分離元件的分離作用使汽包內的汽水混合物充分分離，并使蒸汽沿汽包的長度、寬度均勻分布，可防止局部蒸汽負荷集中，以保證合格的

42、蒸汽品質。蒸汽引出高壓汽包，經6根的管子(168X10SA_335P10,匯集到匯集集箱（273X2612Cr1MVG）,引入到I級過熱器。汽包內部裝置除汽水分離元件外還有連續排污和加藥管，為使實際運行中能安全可靠，及便于監督、檢查等，汽包上設置了1個彈簧式安全閥、2個壓力表、3個平衡容器、3個電接點水位計和2個無盲區雙色水位計等附件接口。鍋筒筒身頂部裝焊有飽和蒸汽引出管座，汽包安全閥管座，壓力表管座；給水引入套管接頭；汽水混合物引入管座；筒身底部裝焊有兩個大直徑下降管管座；緊急放水管管座等。封頭上裝有人孔、水位表管座等。鍋筒上下表面焊有三對預焊板，工地安裝時，將熱電偶焊于其上，用來監察上、下

43、壁溫。還有測鍋筒內、中壁溫的各3個測孔，用來測定鍋筒的壁溫。在安裝現場，未經鍋爐廠允許，鍋筒內、外壁禁止施焊。1.2 水位高壓汽包正常水位在汽包中心上，高水位報警水位在中心線上200mm處，高高水位報警在汽包中心線上250mm處，低水位報警在汽包中心線下150mm,停爐水位在中心線下200mm處。1.3 固定鍋筒的固定方式為支撐式固定。由位于鍋筒兩側的508x30的集中下降管支撐在3300mm平面上。2、燃燒室及水冷壁2.1結構燃燒室斷面呈矩形，深度X寬度=6480X9200mm。燃燒室各面墻全部采用膜式水冷壁，由光管和扁鋼焊制而成，底部為水冷振動爐排。燃燒室四周及頂部的管子節距均為80mm。

44、水冷壁采用57X6.5mm管子（管材15CrMoG）。燃燒室上部垂直布置有18片屏式過熱器（出級過熱器）。燃燒室壁面開有以下門孔；1）給料口2）二次風口3）燃燒器4）觀察孔5）爐排檢查門6）墻式吹灰器孔7）人孔8）測溫、測壓孔9）電視監控孔本鍋爐與其它鏈條爐的區別也在于水冷壁的不同。水冷壁不僅僅圍成燃燒室，還圍成了一條煙道，形成了煙井2和煙井3,并在煙井2中垂直布置了18片屏式過熱器（IV級過熱器），在煙井3中水平布置I級過熱器。2.2 循環回路水冷壁分多個循環回路保證水循環安全可靠。水冷壁下集箱左、右側和前、后、中間水冷壁均相互連接，并且左、右水冷壁下集箱之間還有5根219X20mm的連接管

45、將兩集箱相連，使集箱中的介質分布更加均勻，同時也加固了水冷壁底部，使其更堅固能夠承受水冷壁上整體的重量。水循環回路的分配詳見鍋爐范圍內管道系統圖。2.3 水冷壁固定水冷壁及其附著在水冷壁上的零部件的全部重量都通過水冷壁的前、后、左、右膜式水冷壁支撐在3650mm層梁的平面上。水冷壁頂部的過熱器管屏、管束、過熱器集箱、過熱器連接管等，通過頂部的支撐梁、柱都傳遞給膜式壁。為了減輕水冷壁振動以及防止燃燒室因爆炸而損壞水冷壁，在水冷壁外側四周，沿燃燒室高度方向裝有多層剛性梁。3、水冷爐排3.1、 水冷爐排作用振動爐排作為爐膛底部，存放、振動和輸送生物質燃料、焦炭和灰渣。通過爐排下三個獨立的風室將一次風

46、送到三個區，即加熱/干燥、燃燒和燃盡區。在灰渣進入撈渣機前，冷卻灰渣。同時，作為蒸發受熱面的一部分，通過水（冷卻水溫250c350c）來冷卻爐排，水從爐排低端流入，從爐排高端流出。3.2、 水冷爐排結構整個爐排分為四塊。中間兩塊一起振動，外側兩塊與中間兩塊的振動方向相反相差1800以保持平衡。爐排與水平面的夾角為5°,振動方向與水平面夾角為20°,因此振動角度與安裝角度達到25o爐排是由膜式水冷壁構成，由直徑為38X6.5mm、材料為15CrMoG的管子焊接成，水冷爐排的前后端分別有起柔性作用的彎管連接在集箱上。爐排節距為65mm,鰭片厚度6mm,材料15CrMo。爐排水冷

47、壁上開有很多小4.5的小孔，作為一次風的通風口，爐排下部是風室。水冷壁帶有氣封（密封空氣）法蘭和支持部件。膜式水冷壁與靜止的進口聯箱相連，通過柔性管與靜止后一前水冷壁連接。柔性管能夠承受振動引起的應力和應變，同時低端爐排（落渣口）處裝有特殊的耐磨彎管。振動裝置設置為一個帶有皮帶傳動的電動機、一根傳動軸、和四根獨立的爐排驅動桿。振動驅動裝置由混凝土臺支承。因電動機在其使用期限中有多次啟動，為了保護電動機，振動驅動裝置的啟動采用逐漸加載的方式，爐排的承壓部件由爐排托架來支撐，托架直接與振動驅動裝置連接。通過不銹鋼的薄的重疊片形成氣封，這些重疊片安裝在靜止和活動的部件之間。在相鄰爐排塊的結合處，安裝

48、有特殊的彈簧支撐密封件，為的是形成氣封和料封，這樣燃料、沙子、灰渣和焦炭等不會掉入風室中。在驅動桿處，四個鋼波紋管補償器和密封盒構成了密封，將熱空氣與外界隔離，這四個波紋管補償器可以承受振動引起的應力和應變。在風室的四周，網式補償器構成密封，網式補償器可以承受一次風的高溫。3.3、 水冷爐排工作原理生物質燃料通過播料機播散在爐排上，主要落在中端和高端爐排之間。在第一個燃燒區，生物質燃料被加熱和干燥。當振動爐排驅動裝置大約運行五秒后（也就是爐排振動5秒），生物質燃料移向第二個燃燒區，大部分燃燒過程在此區域進行，并產生煙氣。驅動裝置繼續運行（爐排繼續振動），生物質燃料移向第三個燃燒區，焦炭的燃盡在

49、此過程中進行。最后，灰渣落入撈渣機。上面提及的生物質燃料的輸送是連續進行的。根據不同的生物質燃料特性，采用不同的振動時間/停止時間和振動頻率。同時，各個燃燒區的風量也各不相同。爐排下的風室中有從爐排上風孔落入的灰和沙子。所以，風室需要經常清理。3.4、 水冷爐排啟動和停運啟動時，手動操作振動驅動裝置。當從觀火孔看到初始燃料燃燒良好時，振動兩秒鐘。這可能在初次投料510分鐘后進行。再次投料后，燃燒加劇。觀察后再次振動。當連續低負荷投料時，振動也切換為自動運行。燃燒停止后，振動驅動裝置繼續運行15分鐘，將爐排清空。如果鍋爐長時間停運，鍋爐冷卻后，三級過熱器和水冷壁上的灰渣將掉落在爐排上。振動驅動裝

50、置的連續運行使這些灰渣疏松，同時疏松的灰渣將從爐排上輸送到灰渣斗中。3.5、爐排設計參數爐排數量：4片振動力向：0-180-180-0度爐排與水平傾角：5度振動方向與水平傾角：20度爐排與振動方向之間角度25度振動強度：10mm(±5mm)50hz時振動軸功率：450rpm頻率調節范圍：30-55hz振動電機功率：37kw振動時間：5s間隔時間：20s孔徑：4.5mm爐排水冷管：38X6.5mm、材料為15CrMoG節距：65mm爐排孔數：308個/m2冷卻水溫：250C350c4、給水管道給水管道由168X14.5mm、168X14.5mm、219X12.5mm等規格通過三通互相連接，使空氣預熱器、煙氣冷卻器和省煤器即能串聯在一起又能相對獨立，詳見鍋爐范圍內管道系統圖。本鍋爐與常規鍋爐的給水管道走向不同。空氣預熱器、煙氣冷卻器串聯在一起并聯在鍋爐給水管道上。具體布置詳見鍋爐范圍內管道系統圖。鍋爐正常滿負荷運行情況下，有30%的給水分流進入空氣預熱器，并降溫到約90C（注意：為了避免腐蝕，運行時空氣預熱器出口溫度不能低于90C）,再進入煙氣冷卻器進行加熱，剩下的70%流量的給水由主給水管道上的調節閥控制流量。空氣預熱器、煙氣冷卻器都設有旁路，在煙氣冷卻器的出口有用于冷態啟動的管道，與除氧器再循環管連接。鍋爐的啟動初期（