秸稈生物質顆粒燃料是指將農業生產中產生的稻稈、油菜稈、玉米稈、麥稈、林業廢棄物等生物質在特制的設備中，通過熱化學反應方法，產生可燃物質，主要是可燃氣體和油類物質。產生的燃料可供鍋爐設備進行能量的轉換。一臺50T秸稈發電鍋爐燃燒設備采用熱分解反應系統，系國外專利技術，爐膛與燃燒設備連接形成整體，熱分解產生的可燃氣體在爐膛內完全氧化燃燒，將熱量傳遞給工質，實現能量的轉換。以下結合其他一些應用研究和鍋爐設計特點，對秸稈生物質顆粒燃料鍋爐的設計進行闡述，富通新能源銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，生物質顆粒燃料如下圖所示：
1、秸稈生物質顆粒燃料的特點秸稈生物質顆粒燃料的應用主要是通過特制設備將秸稈高溫分解和氣化，以及垃圾焚燒和熱分解，是一種相對比較清潔的燃燒方式。通過生物質獲得燃料過程比較復雜，對于制取燃料設備類型、工藝流程、反應條件、催化劑的種類、原料的性質和粉碎等條件的不同，其反應過程和可燃產物也不盡相同。綜合有關方面的研究資料，我們知道秸稈生物質顆粒燃料主要有以下特點：
(1)屬高揮發份、低炭化度、高含氧物料。揮發份含量平均高達75%～85%，非常有利于燃料燃燒。而炭含量程度平均僅為37%，但以固定炭含量為標志的炭化程度平均為17%，發熱量卻平均高達36%。這表示可燃組份中，含量僅為1/6的固定炭其發熱量卻占1/3。含氧量平均值高達33.18%。
(2)可燃分解物含量豐富。秸稈75%的纖維素和半纖維素的熱分解產物形成揮發份，其主要成份是焦油、木醋液、酸、醇等重分子，在熱態下以氣態形式存在。在高于600℃時，則發生再裂解反應，產生部分可燃氣體。這樣，可燃氣體中木焦油、木醋、木酸液分子量下降，而較重分子的烷、烯、苯仍以氣態成為燃料的可燃成份參與燃燒。未經處理的楊木和玉米秸稈熱解產品的成分。
(3)燃料水分變化范圍比較大，一般在5%～60%之間。表2為某秸稈發電項目燃料組份特性。
(3)生物質中纖維素潛熱增值。纖維素的熱分解產物焦油、木醋液及苯、酮、烷類重分子部分其凝聚的能量為l5%～20%。在高溫條件下，重分子裂解燃燒可釋出能量。
(4)燃燒產生的秸稈灰分化合物類型較多。生物質的灰含量隨生物質的種類、產地的不同而不同，并受種植條件的影響。一般地，生物質中灰分含有：Ca、A1、Mg、Na、K、Fe、0、Si、CI等化合物，還有少量的Zn、P等。
2、鍋爐的結構布置
一方面由于秸稈生物質顆粒燃料與傳統的燃煤和油氣燃料在特性上有較大的不同，另一方面由于秸稈生物質顆粒燃料鍋爐的設計上可供借鑒的資料和經驗比較欠缺，因此我們對總體布置和方案的確定極為慎重。通過現有鍋爐的類型并結合秸稈熱分解設備的特點，確定了如圖l的鍋爐布置方案。
根據秸稈生物質顆粒燃料的特性和業主工程師的要求，并結合有關煤及燃油燃氣燃鍋爐受熱面布置，我們確定了本爐受熱面布置的有關數據如表3
從表中數據可以看出，與燃煤和燃油燃氣鍋爐相比，對流受熱面的結構布置采用了較大的管節距。各流受熱面選取大管節距，是為了有效地降低了煙氣流速，保證了良好的煙氣流通性，減少了管壁的積灰和結渣，降低了對流煙氣對管壁的磨損和腐蝕，從而提高了對流受熱面的使用壽命。另外，省煤器蛇行管均成順列逆流結構，為有效地防止磨損和腐蝕以及工質沸騰，最上一組省煤器管經過鍍鋅處理。
3、鍋爐熱力計算
經過對鍋爐設計任務書所提供的燃料數據的分析轉化。
鍋爐機組熱平衡計算，這部分的計算與傳統的計算方法幾乎沒有什么不同。
在受熱面的傳熱計算中，主要是傳熱系數的計算與傳統計算有較大的不同，最后經過對秸稈熱分解產物的分析，我們借鑒了燃油燃氣鍋爐傳熱計算過程中的一些方法，并參照燃煤鍋爐的計算來進行。計算過程的不同之處主要在爐膛黑度、火焰黑度包括發光和不發光火焰黑度、煙氣黑度方面綜合了傳統的三種燃料熱力計算的方法。
4、本鍋爐所具有的主要特點
(1)燃燒設備采用國外專利技術。鍋爐所采用的熱分解反應系統系國外專利技術，在技術方面比較成熟，安全可靠。
(2)爐膛采用整體膜式水冷壁。膜式壁將爐墻全部遮蔽，有效地保護了爐墻，使爐墻溫度大大降低，并使爐墻厚度減薄，減輕了爐墻重量；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)鍋爐燃燒清潔環保。與常規燃料相比，燃燒生成物對環境污染小，甚至幾乎沒有污染，秸稈生物質顆粒燃料屬于清潔燃料。
(4)對流受熱面采用較大的管節距。對流受熱面選取大管節距，順列布置，有效地降低了煙氣流速，保證了良好的煙氣流通，有效降低對流煙氣對管壁的磨損，減少了管壁積灰和結渣，從而提高對流受熱面的使用壽命。
(5)采用爐下煙氣再循環技術。將鍋爐尾部排出的部分低溫煙氣與熱空氣混合通入爐膛，一方面提高燃料利用率和鍋爐熱效率，強化了煙氣的有效利用。另一方面進一步使煙氣中的污染性物質相對減少，降低了對環境的污染。采用煙氣在循環技術，煙氣再循環量可達4015kg/h。
5、結束語
鍋爐燃燒秸稈生物質顆粒燃料作為能源利用的一種新技術，至今已有了較快的發展，很多研究人員在該領域進行了不同技術的研究。我國目前在該領域的研究尤其是對生物質氣化發電技術進行了大量的研究，并取得了相當的成果。秸稈生物質顆粒燃料鍋爐具有高效、環保等優點，對于社會和經濟的可持續發展具有重要意義，值得面向全社會推廣。由于秸稈生物質顆粒燃料鍋爐的技術資源比較欠缺，我們在設計過程中的選材、計算等可能還不是非常的合適，期望通過實踐的不斷完善，使秸稈生物質顆粒燃料鍋爐產品的性能和技術能夠進一步的提高和優化。
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