我國在生物質(zhì)成型顆粒燃料燃燒上進行的理論與應(yīng)用研究較少，然而它的確是能有效解決生物質(zhì)高效、潔凈化利用的一個有效途徑。目前來說，沒有弄清楚生物質(zhì)成型顆粒燃料理論，需要將原有燃煤鍋爐進行一定程度的改造升級，但是爐膛的容積、形狀、過剩空氣系數(shù)等和生物質(zhì)成型燃燒是不匹配的，也因此導(dǎo)致了鍋爐燃燒效率和熱效率很低，污染物排放超標。所以，根據(jù)生物質(zhì)成型顆粒燃料理論科學(xué)來進行設(shè)計研究專用的鍋爐是目前急需解決的重要問題，富通新能源專業(yè)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機、秸稈顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料，生物質(zhì)顆粒燃料如下圖所示：
1.1燃燒特性以稻草，玉米稈，高梁稈，木屑為例子，對比它們的工業(yè)分析、元素分析、以及發(fā)熱量的數(shù)值，我們可以得出結(jié)論：生物質(zhì)成型顆粒燃料的揮發(fā)分遠遠高于煤，含碳量和灰分也比煤小很多，熱值比煤要小。(1)原生物質(zhì)燃燒特性，原生物質(zhì)尤其是秸稈類的生物質(zhì)密度較小，體積大，揮發(fā)分在60%～70%之間，易燃。熱分解時的溫度低，一般來說，350℃就能釋放80%的揮發(fā)分，燃燒速度很快。需氧量也遠大干外界擴散所提供的氧量，導(dǎo)致供養(yǎng)不足，從而形成CO等的有害物質(zhì)。(2)生物質(zhì)成型顆粒燃料特性，生物質(zhì)成型顆粒燃料密度遠大于原生物質(zhì)，因為其經(jīng)過高壓才能形成，為塊狀物，結(jié)構(gòu)和組織的特征使得其揮發(fā)分逸出速度和傳熱速度大幅度降低，而其點火溫度升高，性能差，但比煤的性能要強。燃燒開始的時候揮發(fā)分是慢速分解的，在動力區(qū)燃燒，速度也中等，逐漸過度到擴散區(qū)和過渡區(qū)，讓揮發(fā)分所發(fā)出熱量能及時到達受熱面，因而降低了排煙的熱損失。在其揮發(fā)分燃燒后，焦炭骨架結(jié)構(gòu)變得緊密，運動氣流無法讓其解體懸浮，因而骨架炭能夠保持住它的層狀燃燒，形成燃燒核心。它需要的氧氣和靜態(tài)滲透擴散的一樣，燃燒時候很穩(wěn)定并且溫度很高，也因而降低排煙的熱損失。
所以說，生物質(zhì)成型燃燒相比之下優(yōu)點更明顯，燃燒速度均勻適中，需氧量和擴散的氧量能很好匹配，燃燒的波浪比較小，更穩(wěn)定。
1.2設(shè)計生物質(zhì)成型顆粒燃料鍋爐的主要要求
(1)結(jié)構(gòu)布置，采用了雙層爐排的設(shè)計結(jié)構(gòu)，也就是手燒爐排，并且在一定高度加上一道水冷卻的鋼管式爐排。其組成包括了：上爐門、中爐門、下爐門、上爐排、下爐排、輻射受熱面、風(fēng)室、燃燼室、爐膛、爐墻、對流受熱面、排氣管、煙道和煙囪等。上爐門是常開設(shè)計的，用作投燃料和供給空氣。中爐門則可以調(diào)整下爐排上燃料的燃燒，并可以清理殘渣，只打開于點火和清理的時候。下爐門用來排灰，提供少量空氣，在運行時微微打開，看下爐排上的燃燒情況再決定是否開度。上爐排以上的地方是風(fēng)室，上下爐排間是爐膛，墻上則設(shè)計有排煙口，不能過高，不然煙氣會短路。但過低也不行，否則下爐排的灰渣厚度達不到。設(shè)計的工作原理，讓一定的粒徑生物質(zhì)成型顆粒燃料通過上爐門燃燒，上爐排產(chǎn)生的生物質(zhì)屑和灰渣可以在下爐排繼續(xù)燃燒。經(jīng)過上爐排的燃燒，生成的煙氣與部分可燃氣體通過燃料層然后是灰渣層而進到爐膛內(nèi)，繼續(xù)燃燒，并且和下爐排上燃料所生成的煙氣混合，然后通過出煙口通向燃燼室，再到后面的對流受熱面。下爐排可以采取低、中、高這樣三個活動爐排，因為燃料粒徑和熱負荷的大小不同。這樣就達到了讓生物質(zhì)成型顆粒燃料分布燃燒的目的，能夠緩解其燃燒的速度，還能匹配需氧量。完全燃燒率得到提升，消除煙塵也更有效化了。鍋爐受熱面設(shè)計，換熱面以輻射換熱為主的形式叫作輻射換熱面，又稱作水冷壁。由計算得出其受熱面的大小，為保持鍋爐內(nèi)的爐溫和生物質(zhì)燃料的燃燒，要把上爐排布置成輻射的受熱面。而形式是對流的換熱面則是對流受熱面，也叫作對流管束，其大小能由公式計算得到。引風(fēng)機選型，引風(fēng)機是用來克服風(fēng)道阻力以及煙道的。選擇風(fēng)機的時候必須考慮其儲備問題，否則會造成計算帶來的誤差。風(fēng)量和風(fēng)壓能由計算來確定，選擇型號要依據(jù)制造廠的產(chǎn)品目錄。
2、對雙層爐排生物質(zhì)成型顆粒燃料鍋爐的前景分析
生產(chǎn)與利用實際上就是一個把生產(chǎn)目的、手段還有投入人力物力財力之間進行合適的結(jié)合的過程。這不是簡單的經(jīng)濟過程，是技術(shù)與經(jīng)濟相互結(jié)合的過程。技術(shù)因素和經(jīng)濟因素要協(xié)調(diào)，才能使這項技術(shù)得到更好的推廣和發(fā)展。
2.1技術(shù)分析
雙層爐排生物質(zhì)成型顆粒燃料鍋爐設(shè)計的熱負荷是87千瓦，熱水溫度95攝氏度，進水的溫度是20攝氏度，熱效率也能高達70%，其排煙溫度200攝氏度。它在技術(shù)的性能上十分占優(yōu)勢，有很高的熱效率和燃燒效率，也減少了有害氣體和煙塵的排放量，符合我國的標準，對環(huán)境帶來的損害小，所以可以考慮廣泛應(yīng)用于各種活動生產(chǎn)中來。
2.2經(jīng)濟分析
在經(jīng)濟效益方面，因為該鍋爐的燃燒效率較高，所以能很大程度燃燒燃料，因此制造的熱能量等損失小，節(jié)省了不少燃料費用。對比燃煤鍋爐，更為經(jīng)濟適用。另外，成本費里包括了固定資產(chǎn)的投入與運行費用。而固定資產(chǎn)投入費包含了設(shè)備與建設(shè)費，該鍋爐的成本為一萬元，安裝和土建費則是五千元，運行費也含有電費、原料費、人工費以及設(shè)備維修費。而優(yōu)點是簡單的設(shè)備能節(jié)省人工費。如果對成型技術(shù)還有設(shè)備做進一步的研究，可以在原有成本上再降低，因此也是可取的，適合經(jīng)濟發(fā)展的。
3、結(jié)語
(1)在技術(shù)上，雙層爐排是一個很大的進步，能很好的提高效率，而且控制了污染物的排放量，也達到了工質(zhì)參數(shù)的設(shè)計要求，隨著燃料能源的價格上漲，還有科研人員加強對生物質(zhì)成型技術(shù)的深入研究，這種鍋爐一定能占有不錯的市場。(2)用技術(shù)經(jīng)濟學(xué)來分析鍋爐，能得出一個大致結(jié)果就是，該鍋爐投資較大，但是長期看來，是經(jīng)濟可行的，其效益也是符合投資要求的。只是和燃煤鍋爐比較起來，燃煤的價格占有優(yōu)勢，但如果化石能源的價格上漲，并且環(huán)保力度加大，雙層爐排生物質(zhì)成型顆粒燃料鍋爐會越來越占據(jù)優(yōu)勢的一面。
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