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艺术 | 生物质颗粒与燃煤耦合发电技术研究 万博手机网页|万博手机官网|万博手机网页版|木屑制粒机|生物质颗粒机|万博手机官网 / 20-01-15

   摘要:本文介绍了 生物质燃料颗粒特色及生物质发电现状。对生物质颗粒与燃煤耦合发电技术进行了研讨,剖析了他对锅炉运行的影响,同时展望了本国生物质利用发展势头。
   采取生物质能发电,不仅可以付出新能源,节省煤炭,改进本国能源结构,调减CO2、SO2和烟尘的信息量,维护条件,而且可以从容运用当地资源,增长农民纯收入,加强企业经济效益和存在能力,具有关键意义。本文介绍了生物质燃料特性及生物质发电现状。对生物质颗粒与燃煤耦合发电技术进行了研讨,剖析了他对锅炉运行的影响,同时展望了本国生物质利用发展势头。生物质颗粒燃料是经由 万博手机官网万博手机网页生物质颗粒燃料成型机研制而成的,如下图所示:
1、生物质燃料特性 生物质颗粒机压制的不同档次之古生物质颗粒燃料   生物质包括全部直接或间接利用动物光合作用而形成的遗传工程物质。本文所说的古生物质均指农作物秸杆和工业加工残余物以及林木和林业加工剩余物等生物质,不包括有机污水、生存垃圾及禽畜粪便。其次物理本质上来说,生物质是由纤维素、半纤维素、木质素、无机物和江组成的[1]。其次化学元素来说,他包含C、H、O、N、S,水和灰分。
   与燃煤相比,生物质燃料具有自己的性状:
   1)本油料的生物活性较高,可能引起料堆发热并损失干物质,且贮藏点的含尘量和孢子含量很高,在燃料储运过程中会引起健康和安全问题。
   2)生物质燃料可燃基挥发分含量在70%上述,干燥后具有很好的着火特性,燃放大概400℃控制。
   3)生物质S和N年产量较低,代表部分燃煤可减少SO2和NOx的排放。
   4)灰中的K、Na年产量相对较高,灰熔点大概在800-1000℃,气温下合金析出容易导致飞灰团聚和受热面结渣。
   5)一些生物质Cl年产量相对较高,燃烧释放出高浓度HCl进去锅炉尾气会引起发烧面高温腐蚀。
2、生物质发电技术现状
   现有的古生物质燃烧发电技术主要有两种类型,一种是外行物质直燃发电技术,即将生物质作为唯一燃料,利用水冷振动炉排或循环流化床燃烧生物质发电[2]。生物质直燃发电技术存在制造成本高、发电效率低、石材适应性差、受热面结焦、腐蚀等问题。
另一种利用生物质发电的技艺为生物质气化与燃煤耦合发电技术[3],即将生物质气化后带有可燃气体的烟气送入燃煤锅炉进行耦合发电。生物质气化燃煤耦合发电技术存在无装置结构复杂、运作控制难度大、步入资金高、焦油析出导致阀门堵塞等安全问题。
3、生物质颗粒与燃煤耦合发电技术
   名将生物质燃料破碎后送入燃煤锅炉进行混合发电是一种新的高效利用生物质能的点子。本文介绍了一种生物质颗粒与燃煤耦合发电系统。该系统由三个组成部分构成,即生物质颗粒制备系统,生物质颗粒输送系统,生物质颗粒燃烧及烟气净化系统,如图1所示。
3.1生物质颗粒制备系统
   生物质原料由特殊的古生物质破碎机完成初步加工后,石材粒径变为3-6cm,大约失掉5%的水分,强度约400kg/m3。破碎后的建材经过一级螺旋输料机进入蒸汽干燥器内,名将燃料水分干燥至12%以下,以便于进一步粉碎。干燥后的建材经过二级螺旋输料机进入粉碎机内,穿过锤刀切割和迅速气流冲击作用将生物质制成粒径约5mm的颗粒,给至粉料仓储存,中储仓的安装能够保证生物质制粉设备长期在原定工况下运作,同时满足机组升降负荷控制燃料量的要求。
3.2生物质颗粒输送系统
   成型的古生物质颗粒经过输粉机进入锥形粉斗内,穿过螺旋卸料阀将所需的建材颗粒送入管道内,采取风机进行气力输送。给粉管道上设置有快关阀,顶锅炉紧急停炉时可迅速切断生物质燃料,合同锅炉安全运行;管道上还设置有风速测量装置,实时监控调整风粉混合物的进度,防止堵粉;管道上还设置有温度传感器,名将物料温度控制在70℃以下,防止发生燃料自燃;给粉管道的后边设置有气动球阀,可对燃料入炉量进行调整。顶管道发生堵粉时,可通过管道上设置的清堵压缩空气及时吹扫,合同给粉的连续性和安居。
3.3生物质颗粒燃烧及烟气净化系统
生物质颗粒最终通过布置于送粉管道末端的传感器进入炉膛内燃烧,在此过程中,由送风机提供的二次风经空预器加热后送入燃烧器,由此进入炉膛内,以补充燃料燃烧需要的氧量。煤粉锅炉炉膛内平均温度比水冷振动炉排锅炉和流化床锅炉要高,有利于生物质燃料的着火和燃尽,增长了他燃烧效率。运作时严厉控制生物质燃料掺烧量,他输入热不超过炉膛总投入热的5%,煤粉燃烧产生之汪洋烟气能够稀释生物质中K2O、Na2O等碱金属氧化物及HCl的浓度,使得解决生物质灰结焦和受热面腐蚀问题。石材燃烧生成的烟气在炉膛内流动至脱硝装置,汪洋NOx把还原,可将出口NOx控制在50mg/Nm3以下。然后烟气经过空预器将热量传递给一次风和二次风,之后进入除尘器将大部分粉尘除去,再通过引风机后进入脱硫装置,清洁后的烟气最后通过烟囱排入大气。
4、生物质颗粒与燃煤耦合发电对锅炉运行的影响
4.1对锅炉污染物排放的影响
   植物利用光合作用将环境中的CO2接到后释放出O2,在生物质燃烧过程中,C转折为CO2自由出来,对于环境来说,并没有增加CO2客流。于是,可认为生物质燃烧时CO2为零排放。一般生物质中S年产量小于0.13%,对待燃煤要低,以生物质代替部分燃煤可减少SO2的信息量。
   石材燃烧过程中会产生NOx,根据NOx的变动机理及收费量主要分为两种类型:石材型NOx和热力型NOx。石材中的N与O重组形成燃料型NOx,一般生物质中N年产量相比燃煤要低,以生物质代替部分燃煤可减少燃料型NOx的变动。在高温火焰中,环境中氮在高温下氧化产生NOx,研讨表明影响热力型NOx浮动量的首要要素是炉内温度,顶温度低于1800K时,热呼呼型NOx浮动量比较低,温度高于1800K自此,热呼呼型NOx增长很快,温度每增加100K,热呼呼型NOx浮动反应速度将增长6~7倍。出于生物质燃料热值较低,燃烧时火焰中心温度较低,可减少热力型NOx的变动。
4.2对锅炉q2的影响
   排烟热损失(q2)指烟气离开锅炉末级受热面时带走的组成部分热量,是锅炉最主要的热损失,q2首要取决于排烟温度和烟气量的大小。煤粉燃烧为发光火焰,辐射特性主要依靠炭黑粒子及三原子气体,其中炭黑粒子辐射热量占大多数。锅炉掺烧生物质后,C年产量相对减少,同时燃烧温度低于煤粉燃烧温度,于是生物质颗粒燃烧火焰辐射能力弱,掺烧生物质代替一部分燃煤后将下降炉膛吸热量。同时由于生物质价值较低,掺烧时会导致单位投入热量对应的彩虹气量增加,火焰高温区上移,炉膛出口及对流受热面烟温升高,排烟温度及烟气量增加,所以导致q2增长。
4.3对锅炉q4的影响
   机械不完整燃烧热损失(q4)指固体炭颗粒在炉内未完全燃烧即随飞灰和炉渣一同排出炉外而造成的热损失,由飞灰不完整燃烧热损失和炉渣不完整燃烧热损失两部分构成。q4举报了煤炭燃烧的总体程度,是影响锅炉热效率的关键指标。锅炉降低飞灰燃尽损失的首要手段是给予煤粉颗粒充分的燃尽时间和燃烧所需的氧量,大概来说就是充实煤粉颗粒在高温区的停留时间和煤粉燃烧配风充分。
   出于生物质燃料水分大、价值低,顶掺烧生物质颗粒后锅炉烟气量增加,炉内温度水平下降,名将会导致几个样子:煤粉在炉内的停留时间缩短、煤粉的化学反应速度降低、生物质燃烧抢占煤粉颗粒燃烧所需的氧量。于是,完全来说对于煤粉颗粒的燃尽是事与愿违的,q4名将有增长的倾向。
5、总结
   生物质颗粒与燃煤直接混合发电是一种高效、卫生的使用生物质能发电的技艺。对待于生物质直燃发电及生物质气化与燃煤耦合发电,他具有更强的建材议价能力和更低的建筑、运作、保护费用。用生物质颗粒代替部分燃煤会对原锅炉燃烧效率产生一定影响,但可降低CO2、SO2、NOx的排放。生物质与燃煤耦合发电技术符合国家能源结构调整之势头,顺应市场需要,在未来很长一段日子内将变成生物质利用的关键措施。
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