摘 要 本文针对华电宿州生物质电厂锅炉，通过对几种常用的燃料特性分析，提出了燃料掺配原则，给出了几种常见掺配方案，对锅炉燃烧的调整给予了明确的指导。为生物质锅炉设计、改造和运行提供了参考。
关键词 生物质能；燃料特性分析；掺配原则；掺配方案；燃烧调整
中图分类号TK22 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0159-02
1 系统设备概况
华电宿州生物质能发电厂一期工程2台12.5MW机组装设无锡华光锅炉股份有限公司的锅炉，型号：UG-75/3.82燃用生物质燃料的75t/h中温中压锅炉。本锅炉采用单锅筒、自然循环、全钢构架秸杆炉排炉。炉膛采用膜式水冷壁，炉底布置水冷振动炉排。锅炉燃料：破碎后的玉米秸杆、小麦秸杆、棉花秆、稻草、油菜杆、果木枝条和稻壳、麦糠、花生壳等生物质燃料。
燃烧设备：
1）本锅炉燃烧设备由秸杆给料机、水冷振动炉排、二次风管、播料风等设备组成；
2）秸杆给料采取机械给料方式，在炉前布置两只双螺旋秸杆给料机。秸杆由双螺旋秸杆给料机送入炉膛；
3）炉排片设计成一定形状，与炉膛下水冷壁紧密接触，并用螺栓固定在水冷壁上。炉排片上开有小孔，一次风从炉排片小孔喷出；
4）水冷振动炉排与水平夹角呈12度，炉排下为一次风室和出灰斗；
5）锅炉布风由两部分组成：一次风从两侧墙炉排下各分四个风管送入风室，再经过炉排片上的小孔进入炉膛。风室中有隔板分隔成四个独立的风室，进风管上设有调节挡板；二次风布置在前、后墙炉拱处，在炉排的上方前后墙各布置两层二次风，上七下八共三十个二次风口，以便保证燃料在炉内充分燃烧。二次风管上装有调节风门。
2 几种常用的燃料燃烧特点
1）玉米秸发热量低，燃烧后具有粘结性，很容易受热面粘结，灰粘结后，导热阻力增大，燃烧工况恶化，易造成大面积结焦，影响安全运行；
2）小麦秸杆水分易超标，成包的麦草易板结无法从散料口上料，链板上料出力大容易堵塞推料机或给料机；
3）稻壳，质量轻，易着火，在负压作用下，一部分会飘在炉膛中形成悬浮燃烧，造成锅炉负压波动大，参数不稳。其特性易燃烧但不易燃烬，20%可燃物随烟气排掉，造成热损失，加快尾部受热面磨损，甚至会烧坏布袋除尘器；
4）花生壳，杂质多，烧后易造成炉排后部结大焦，结渣清除困难，结焦严重时 被迫停炉。同时由于花生壳细砂多，增加一次阻力，造成局部缺氧，还原气体增加不完全燃烧损失；
5）纯木块，含水分较大，不易着火，低负荷时，着火更加困难。纯木块发热量高，但着火时间长，不易燃烬；
6）锯沫不能单独燃烧，单独燃烧锯沫易爆燃。锯沫由给料机送入炉膛后将炉排前部分火焰压住同时吸收热量，炉排振动时，受热后的部分木屑会变成粉状木炭被一次风吹起，在火焰中心处炉膛空间瞬间燃烧，形成爆燃，炉膛会产生较大的正压；
7）麦糠，重量轻、颗粒小、密度小，燃烧时间短。
由此可见，麦糠、纯木质、锯沫均不适合单烧，应与玉米秸、麦草混烧，合理掺配扬长避短。
3 燃料掺配原则
1）密度大的与密度小的料掺配；
2）空间大的与空间小的料掺配；
3）热值大的与热值小的料掺配；
4）水分大的与水分小的料掺配。
4 几种常见掺配方案
1）小麦秸杆与树皮掺配；
2）松树皮与稻壳掺配；
3）树皮与木屑或麦糠掺配；
4）玉米秸杆与木屑掺配；
5）玉米秸杆与花生壳掺配；
6）花生壳与稻壳掺配。
5 锅炉燃烧的调整
1）锅炉的“锅” 调整是汽压、汽温、水位，汽压稳、汽温水位都稳。锅炉的“炉”燃烧调整要注意两个：一个是氧量，一个是炉温。可通过调节炉排的振动频率、以及一次风开度、二次风开度、引风机开度进行调节。燃烧关键是料好不好，均匀下料燃烧就稳定，燃料变化时就要及时调整；
2）一次风是131℃的热风，一次风室北为A，南为B侧，从西向东分别是1、2、3、4风室。从进料口向后3米炉排上部为着火区，料下来后下料堆积在炉排前面经热风烘干，挥发份析出易着火。在第2风室前、后的炉排上部是燃烧区，第3风室炉排上部是燃烬区，第4风室炉排上部是灰烬区。由于水冷振动炉排与水平夹角呈12度，在重力的作用下振动炉排就把料由着火区向后移动到燃烧区、燃烬区、灰烬区，燃烬的灰粒从炉排落入出灰装置的灰斗。如果振幅振动次数适当，灰所释放的热量就能完全被吸收；
3）当秸杆水分较低时，一般只须开炉排下前三个一次风室进风门进行调节，第四一次风室进风门应该关闭，第一、二一次风室进风门应该全开，第三一次风室风门微开，注意炉排上燃烧的情况。当发现第四个一次风室风门上方还有秸杆在燃烧时，则应开大第三一次风室风门。当秸杆水分较大时，秸杆水分蒸发需要时间，燃烧时间也会延长，此时应开大第一、二、三个一次风室风门，第四个一次风室风门也稍开启；
4）二次风特点是风压高，二次风开度大时一次风压低、风量变小，这样可迅速降低炉温。二次风总门一般在10MW负荷以上开启，低于5MW负荷应关闭。当汽温高压不住时，应开大二次风。
当炉内负荷高时，应该开启二次风，由于二次风在折焰角处，开大二次风可以使燃烧火焰向下压，使炉排上秸杆受热后水分蒸发、气化着火燃烧后，及时补充燃烧所需的氧气，加强了烟气扰动，使秸杆燃烧完全。同时氧量上升，炉温下降，火焰不黑。
在低负荷时，当关闭二次风后，要逐渐关小一次风室的开度，顺序是先关四风室的一次风，再关小三风室的一次风，稍调一、二风室一次风，甚至不关一、二风室的一次风，特别料湿情况还应开大一、二风室的一次风，作用是吹干来料；
5）炉排操作原则是：秸杆烧完后，灰渣在炉排面上均匀分布，在出口处的炉排面上也应该有渣，但没有灰渣堆积现象。如炉排振动频率过快，则排渣过快，炉排尾部没有渣，炉排面暴露在炉膛火焰辐射下，不宜保护炉排免受火焰的强烈辐射。反之，则炉排出口处会现堆渣现象。一般落渣口处的炉排面上灰渣厚约5cm～10cm 左右、无红火为宜，否则炉排振动时间及时间间隔和炉排振幅应作调整，才能保证锅炉燃烧充分，减少机械不完全燃烧损失。低负荷时及时停止振动炉排，维持燃烧；
6）炉温、氧量与料量。炉温稳定在550℃时，燃料才能燃烧良好，燃烬燃料，负荷才能带上去。
炉温低于500℃ 时，应加料但氧量小时不能加料，振动炉排时氧量会到零，调节各风门的开度时，应注意控制氧量在合适范围。
（1）炉温稳定时氧量调整在8%～10%左右；
（2）炉温稳定时如果氧量高就应该加料，根据压力带负荷，压力高，负荷高；
（3）炉温稳定时氧量低应该减料；
（4）如果氧量接近于零，振动炉排时如果炉温不动，应该马上减料。
7）负压调整在-50 Pa～-100Pa。负压大，关小吸风挡板；负压小，开大吸风挡板，一点一点的调整，每次调整5％左右。吸风机挡板与送风机挡板：当低负荷时两挡板开度相当，负荷稍高时吸风机挡板开度大于送风机挡板10 ％左右；
8）火焰监视。火焰一般是桔红色的。两条上料系统正常，AB两侧火焰连成一片呈现椭圆状，哪一条上料系统不正常哪侧火焰变短小或发黑发暗。秸杆炉瞬间断料一般不会灭火；
9）当蒸汽温度偏低时，可适当加大炉膛出口过剩空气系数，并增加吹灰次数；
10）秸杆燃烧时，常因秸杆水分的变化和给料的不均匀，使燃烧参数波动较大，如炉膛出口烟气压力波动较大，氧量波动也较大，造成锅炉负荷和主蒸汽温度波动；
11）时刻关注各受热面部位的烟气温度变化和压力的变化。当烟气温度出现异常升高时，可能发生了二次复燃现象，此时可开启吹灰器，喷入少量的蒸汽，防止二次复燃蔓延。当某受热面部位出现烟气阻力增加过大时，可能发生了结渣或严重的积灰。应开启吹灰器进行吹扫，且吹扫的时间应适当延长；
12）经常检查和测试燃料品种的酸碱性，进行有针对性的掺配，减小对锅炉受热面的酸、碱性腐蚀。
6 结论
在能源越来越紧张的情况下，生物质作为一种可再生能源，在能源的结构系统中地位越来越重要。本文介绍的生物质锅炉燃烧调整是机组带负荷的关键，有的生物质机组因为燃烧调整不好带不上负荷，本人在宿州生物质电厂工作一年中如果设备没问题，只要有燃料烧就基本能带满负荷运行。机组长期带满负荷经济运行比较困难解决的是燃料的收购、调控存储成本。由于收料受季节的影响，和收购站布局不太合理使燃料的收购比较困难，这也是社会的应该关注的问题。
参考文献
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