生物質鍋爐燃燒技術
- 發布時間：2017-11-20
- 發布者： 百度文庫
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生物質燃燒就是燃料在爐膛里，與高溫煙氣結合，產生強烈的氧化還原反應，釋放出熱量。
一、生物質干燥、分解
1、預熱干燥階段
在該階段，生物質被加熱，溫度逐漸升高。當溫度達到100℃以上時，生物質表面和顆?？p隙的水被逐漸蒸發出來，生物質被干燥，生物質的水分越多，干燥所消耗的熱也越多。
燃料水分越大爐爐排一次風需要量就越大。
2、熱分解階段
生物質繼續被加熱，溫度繼續升高，達到一定溫度便開始析出揮發分，就是一個熱分解反應。
3、揮發分燃燒階段
隨著溫度繼續提高，揮發分與氧的化學反應速度加快，當溫度升到一定高度時，揮發分就連續著火。（跟據連續著火至少需要600℃的爐膛溫度）
4、固定碳燃燒階段
生物質中的固定碳在揮發分燃燒初期被包圍著，氧氣不能接觸碳的表面，經過一時間后，揮發分的燃燒快要終了時，氧氣接觸到熾熱木炭，就可發生燃燒反應。
此階段發生在爐排中端，屬于典型的擴散燃燒工況。
二、燃盡階段
固定碳含量高的生物質燃燒時間較長，而且后期燃燒速度更慢，焦炭燃燒的后期過程稱為燃盡階段。此階段一般在火焰中心以上一直到爐膛出口，是一個燃燒溫度場逐漸減弱的過程。
燃盡階段占整個燃燒時間的80%。
三、完全燃燒的條件
1、足夠高的溫度
足夠高的溫度以保證著火需要的熱量，同時保證有效的燃燒速度。生物質的燃點約為250℃，其溫度的提高有燃燒良好的后續燃料供給，點火過程中熱量逐漸積累，使更多的燃料參與反應，溫度也隨之升 高，當溫度達到800℃以上時，生物質便能很好的燃燒了。
2、合適的空氣量
若空氣量太少，可燃成分不能充分燃燒，造成不完全燃燒的損失，若空氣量過多，會降低燃燒室的溫度，影響完全燃燒的程度，此外會造成煙氣量大，降低鍋爐熱效率。
3、充分的燃燒時間
燃料燃燒具有一定的速度，達到最大的燃燒程度，以使燃燒完全需要一定的時間。燃燒調整最大的問題，就是盡量保持燃燒在爐內的停留時間，有了足夠的燃燒時間，才能做到完全燃燒。
4、氧量的及時混入
一次風的足以吹動、穿透攪拌燃料；二次風強勁，快速進入，在燃燒最劇烈的燃燒中心不能缺氧。
鍋爐燃燒技術在滿足上述四點時，就能夠保證燃燒的良好、完全。
四、鍋爐不完全燃燒
燃燒產物中，含有大量的可燃物，灰渣發黑，有時可見生料排出。燃燒氣體里含有大量的一氧化碳可燃成分。
引起不完全燃燒的因素下
1、爐堂溫度不夠，一般情況下低于600℃時，就不能建立良好的燃燒結構。
2、所供給的空氣量不能滿足燃料中可燃成分完全燃燒的需要。
3、所供給的空氣量足夠，由于混合接觸不好，燃燒紊亂。
4、出現異常事故。
5、收到基燃料水分太大，水分超過45%以上的燃料很難保證燃料正常。
6、燃料顆粒太大，不利于燃燒反應的進行。
7、燃燒的反應時間不夠，爐排振動幅度過大，間隔過短，燃燒時間短。
8、灰分太大，灰分包裹焦炭顆粒，使燃燒速度緩慢。
9、進料太多，爐排上面料層太厚，氣-固不能良性混合。
10、進料少或者爐排料層蓄熱能力不強
五、生物質層燃技術
1、層燃方式
生物質平鋪在爐排上，形成一定厚度的燃料層。進行干燥、干餾、還原和燃燒。一次風從下部通過燃料層為燃燒提供氧氣，分配、攪動燃料，可燃氣與二次風在爐排上方空間充分混合燃燒。
采用層燃技術開發生物質能，鍋爐結構簡單、操作方便、投資和運行費用都相對較低。由于鍋爐爐排面較較大，爐排速度可以調整，并且爐膛容積有足夠的懸浮空間，能延長生物質在爐內的停留時間，
有利于生物質的完全燃燒。但生物質燃料的揮發分析出速度很快，燃燒需要補充大量的空氣，如不及時將燃料與空氣相混合，會造成空氣量供給不足，難以保證生物質燃料的充分燃燒，從而影響鍋爐效 率。
層燃爐上部窨布置了二次風、燃盡風。二次風是自由空間氣相燃燒優化中的重要因素，通過對沖和攪伴作用，以實現揮發分和攜帶固體顆粒的充分燃盡。對于揮發發含量高的生物質燃料，二次風布置尤
其重要。二次風所占比例，二次風速、流向及布置位置，對于降低不完全燃燒熱損失，并穩定爐排上的燃燒層影響很大。對于爐排燃燒，大部分生物質燃料的總體過量空氣系為30%,一、二次風的比例一
般為4:6,5:5,二次風一般采用向下傾角度，雙向對沖布置，以利于形成射流的強烈擾動，加強迎火面的燃燒。
由于國內生物質燃料水分高、含灰量大，實際運行中一、二次風率比例可能是5:5或6:4，稱為國情風率，有別于國際燃燒中心實驗室出具的風率值。
一、生物質干燥、分解
1、預熱干燥階段
在該階段，生物質被加熱，溫度逐漸升高。當溫度達到100℃以上時，生物質表面和顆?？p隙的水被逐漸蒸發出來，生物質被干燥，生物質的水分越多，干燥所消耗的熱也越多。
燃料水分越大爐爐排一次風需要量就越大。
2、熱分解階段
生物質繼續被加熱，溫度繼續升高，達到一定溫度便開始析出揮發分，就是一個熱分解反應。
3、揮發分燃燒階段
隨著溫度繼續提高，揮發分與氧的化學反應速度加快，當溫度升到一定高度時，揮發分就連續著火。（跟據連續著火至少需要600℃的爐膛溫度）
4、固定碳燃燒階段
生物質中的固定碳在揮發分燃燒初期被包圍著，氧氣不能接觸碳的表面，經過一時間后，揮發分的燃燒快要終了時，氧氣接觸到熾熱木炭，就可發生燃燒反應。
此階段發生在爐排中端，屬于典型的擴散燃燒工況。
二、燃盡階段
固定碳含量高的生物質燃燒時間較長，而且后期燃燒速度更慢，焦炭燃燒的后期過程稱為燃盡階段。此階段一般在火焰中心以上一直到爐膛出口，是一個燃燒溫度場逐漸減弱的過程。
燃盡階段占整個燃燒時間的80%。
三、完全燃燒的條件
1、足夠高的溫度
足夠高的溫度以保證著火需要的熱量，同時保證有效的燃燒速度。生物質的燃點約為250℃，其溫度的提高有燃燒良好的后續燃料供給，點火過程中熱量逐漸積累，使更多的燃料參與反應，溫度也隨之升 高，當溫度達到800℃以上時，生物質便能很好的燃燒了。
2、合適的空氣量
若空氣量太少，可燃成分不能充分燃燒，造成不完全燃燒的損失，若空氣量過多，會降低燃燒室的溫度，影響完全燃燒的程度，此外會造成煙氣量大，降低鍋爐熱效率。
3、充分的燃燒時間
燃料燃燒具有一定的速度，達到最大的燃燒程度，以使燃燒完全需要一定的時間。燃燒調整最大的問題，就是盡量保持燃燒在爐內的停留時間，有了足夠的燃燒時間，才能做到完全燃燒。
4、氧量的及時混入
一次風的足以吹動、穿透攪拌燃料；二次風強勁，快速進入，在燃燒最劇烈的燃燒中心不能缺氧。
鍋爐燃燒技術在滿足上述四點時，就能夠保證燃燒的良好、完全。
四、鍋爐不完全燃燒
燃燒產物中，含有大量的可燃物，灰渣發黑，有時可見生料排出。燃燒氣體里含有大量的一氧化碳可燃成分。
引起不完全燃燒的因素下
1、爐堂溫度不夠，一般情況下低于600℃時，就不能建立良好的燃燒結構。
2、所供給的空氣量不能滿足燃料中可燃成分完全燃燒的需要。
3、所供給的空氣量足夠，由于混合接觸不好，燃燒紊亂。
4、出現異常事故。
5、收到基燃料水分太大，水分超過45%以上的燃料很難保證燃料正常。
6、燃料顆粒太大，不利于燃燒反應的進行。
7、燃燒的反應時間不夠，爐排振動幅度過大，間隔過短，燃燒時間短。
8、灰分太大，灰分包裹焦炭顆粒，使燃燒速度緩慢。
9、進料太多，爐排上面料層太厚，氣-固不能良性混合。
10、進料少或者爐排料層蓄熱能力不強
五、生物質層燃技術
1、層燃方式
生物質平鋪在爐排上，形成一定厚度的燃料層。進行干燥、干餾、還原和燃燒。一次風從下部通過燃料層為燃燒提供氧氣，分配、攪動燃料，可燃氣與二次風在爐排上方空間充分混合燃燒。
采用層燃技術開發生物質能，鍋爐結構簡單、操作方便、投資和運行費用都相對較低。由于鍋爐爐排面較較大，爐排速度可以調整，并且爐膛容積有足夠的懸浮空間，能延長生物質在爐內的停留時間，
有利于生物質的完全燃燒。但生物質燃料的揮發分析出速度很快，燃燒需要補充大量的空氣，如不及時將燃料與空氣相混合，會造成空氣量供給不足，難以保證生物質燃料的充分燃燒，從而影響鍋爐效 率。
層燃爐上部窨布置了二次風、燃盡風。二次風是自由空間氣相燃燒優化中的重要因素，通過對沖和攪伴作用，以實現揮發分和攜帶固體顆粒的充分燃盡。對于揮發發含量高的生物質燃料，二次風布置尤
其重要。二次風所占比例，二次風速、流向及布置位置，對于降低不完全燃燒熱損失，并穩定爐排上的燃燒層影響很大。對于爐排燃燒，大部分生物質燃料的總體過量空氣系為30%,一、二次風的比例一
般為4:6,5:5,二次風一般采用向下傾角度，雙向對沖布置，以利于形成射流的強烈擾動，加強迎火面的燃燒。
由于國內生物質燃料水分高、含灰量大，實際運行中一、二次風率比例可能是5:5或6:4，稱為國情風率，有別于國際燃燒中心實驗室出具的風率值。
