一、含水量
不同種類燃料的含水量區別很大,取決于燃料種類和儲存方式。為了保持生物質鍋爐燃料燃燒穩定性,在使用之前需要晾曬(有條件時要增設干料棚)。含水量增加會降低爐膛蓄熱溫度,增加燃料在燃燒室的不完全燃燒。含水量過大是國能生物質電廠帶不上負荷的主要原因。含水多的燃料著火困難,影響燃燒速度,使爐內溫度降低,使機械和化學不完全燃燒熱損失增加,當燃料水分大于45%時,燃燒就非常困難。在燃燒過程中,水分因蒸發、汽化要消耗大量的汽化熱。水分含量大的燃料其燃燒后的煙氣體積較大(水變為蒸汽比體積增加了1200倍),由于出口煙氣有130℃左右溫度,因此隨煙氣帶走的熱量損失較多(此現象可以通過煙囪的排煙,觀測到呈現大量乳白氣體),鍋爐的熱效率就較低。此外,煙氣體積增加,引風機消耗的電能也隨之增加,引風機功率增加了,使得煙氣流速加快,燃燒上移,很難構建合理的燃燒工況,保障爐排燃燒動力平衡(養不住底火)。煙氣流速加快使得煙氣攜灰量也增加,加速了對爐膛尾部受熱面的磨損。
二、發熱量
(一)概念
(1)高位發熱量(濕基)。指1kg燃料在單位時間里完全燃燒所放出全部的熱量,單位MJ/kg。
(2)低位發熱量(干基)。是燃燒熱量中,去掉燃燒時生成的汽化潛熱(水蒸氣)所釋放的熱量,單位MJ。
(二)影響發熱量的因素
影響發熱量的一般因素是燃料中的水分、灰分和雜質,這也是國內生物質電廠共同存在的問題(燃料水分和灰分過大的問題不解決,生物質發電企業是很難發展的)。過濕、過長的燃料在取料機、給料機里堵塞,在爐排上燒不透,增加了不完全燃燒損失(某電廠由于入爐燃料灰分通常大于40%,所以長期帶不上高負荷)。
三、過量空氣系數
理論空氣量與實際空氣量的比值叫做過量空氣系數。生物質鍋爐的燃燒過量空氣系數要大于1,通常大于1. 25,以保證助燃空氣與可燃物的充分混合。過量空氣系數沿用了煤粉鍋爐的數據,現在無權威論證。實際的鍋爐燃燒因生物質揮發分高、燃燒速度快,應該是富氧燃燒。過量空氣系數主要是通過二次風來提供,實踐證明,上層二次風要盡量大,以過熱器不超溫為原則,以利于燃燒工況的構建和燃料的燃盡。試驗證明:生物質鍋爐燃燒氧量任何時候都要大于3%,當爐膛溫度能夠保持較高時,氧量保持在3%~5%才能夠燃燒完全。因為生物質顆粒不均、燃燒區域不同,富氧燃燒就成了生物質鍋爐區別于煤粉鍋爐的一個顯著特點(國內某電廠的前、后上二次風開到40%以上、氧量為5%,燃燒工況良好,過熱器區域的灰為灰白色,可以認為是國內生物質鍋爐燃燒的樣板;丹麥生物質鍋爐一、二次風率比例:黃稈鍋爐為3:7,灰稈鍋爐為4:6)??墒乾F在國內生物質鍋爐大多沒有照此辦理,主要原因足國內燃料質量太差,水分、灰分的含量太高。許多生物質鍋爐風率比例變成了5:5或者8:2。尤其是黃稈鍋爐一次風用少了就不能浮動厚料層、減少料層厚度,爐膛蓄熱就不能滿足高負荷。
四、空氣溫度生物質電廠鍋爐的熱風,采用的是除氧器來水加熱空氣的方法,因此,需要盡量提高風溫,促成爐排高端著火。
五、燃料種類不同種類燃料的不同特性影響著燃燒過程,其中主要影響因素為燃料組分、揮發分和固定碳含量、熱性能、密度、孔隙率、尺寸和活性表面等。燃料組分隨燃盡程度不同而發生持續變化。與煤相比,生物質鍋爐燃料通常揮發分含量較高,固定碳含量較低,屬于高活性燃料。但不同生物質燃料的揮發分含量不同,影響燃料的熱性能。各種生物質燃料的小劂化學結構和結合鍵也影響燃料的熱性能。表現出揮發分析出規律明顯不同。不同生物質燃料的密度也有較大的不同,例如,樹皮和稻殼的密度相差很大。燃料密度大,影響了單位燃燒室容積,同時也影響燃料燃燒特性??紫堵视绊懭剂系姆磻?單位時間質量損失),影響揮發分析出速率。尤其當粉狀燃料燃燒時,煙氣中攜帶大量的顆粒物,小顆粒在燃燒室中停留時間短,如不能壓制火焰,勢必造成火焰上升,化學不完全燃燒熱損失增加,引風機葉輪磨損。某生物質電廠調試期間,燃燒稻殼,鍋爐引風機葉輪一個月之內就磨透了。
六、燃燒溫度
燃燒溫度是生物質鍋爐燃燒的基礎,燃燒溫度不夠就不能形成燃燒的優化,就無法保障燃燒的完全。強化鍋爐燃燒的三強理論如下:
(1)強化燃燒的初始階段。
(2)強化高溫煙氣和燃料的對流換熱。
(3)強化燃料燃燒時還原氣氛的高濃度聚集。 不管燒什么燃料,一定要想辦法保持爐膛溫度,爐膛溫度低于850℃就不能形成強化燃燒。試驗證明,爐膛溫度在400℃以上鍋爐點火成功,爐膛溫度在600℃以上鍋爐可以形成連續燃燒,爐膛溫度在850'C以上才可能形成強化燃燒。
七、配風有效的配風是生物質鍋爐燃燒的關鍵,一次風能夠吹動燃料,增加空隙著火面;二次風壓制火焰,形成強化燃燒。以增加燃燒時間、保持爐膛溫度、減少不完全燃燒熱損失(推薦某生物質電廠配風參數,以30MW負荷為例,鍋爐總風量為7.5kPa,一次風高端5o%、中端60%、低端30%,前、后墻二次風50%,燃盡風20%)。
以上就是遠大生物質鍋爐為大家介紹的影響生物質鍋爐燃料燃燒過程的變量,希望對大家有所幫助。