2.2燃烧特性
2.2.1生物质原料燃烧特性
生物质原料特别是秸秆类生物质密度小、体积大,其挥发分高达60%~70%。同时,热分解温度较低,一般在350℃就释放出80%左右的挥发分,因此着火温度低,燃烧速度快,燃烧开始不久迅速由动力区进入扩散区,挥发分在短时期内迅速燃烧,并放出大量的热量。在传统燃烧设备中,高温烟气来不及传热就由烟囱排出,造成了大量的排烟热损失。
另一方面,处于扩散燃料区中的生物质,挥发分剧烈燃烧所需要的氧量远远大于外界扩散所供应的氧量,颗粒炉,供氧量明显不足,使挥发分不能充分燃尽,从而形成了大量CO、H2、CH4等产物,造成气体不完全燃烧损失大。而当挥发分释放完毕,进入焦炭燃烧阶段后,由于生物质焦炭的结构为松散状,气流的扰动就可使其解体悬浮起来,脱离燃烧层,迅速进入炉膛的上方空间,经过烟道由烟囱排出,形成大量的固体不完全燃烧热损失。此时燃烧层剩下的焦炭量很少,不能形成燃烧中心,使得燃烧后劲不足。这时如不严格控制进入空气量,将使空气大量过剩,不但降低炉温,而且增加排烟热损失。
影响锅炉结焦的因素很多,一般认为主要有:
(2)炉内受热面表面的温度水平。在灰熔点一定的情况下,环保颗粒炉,炉内温度水平及其分布就成为是否发生结焦的重要因素。经验表明:锅炉的结焦多在烟道及过热器表面,液态或软灰颗粒受惯性作用而向受热面运动过程中,由于灰颗粒运动速度快,受到的冷却效果差,熔融的灰颗粒很容易粘附,使渣层迅速积聚长大。温度对炉内结焦具有非常重要的影响,研究表明,温度增高,结焦程度将按指数规律增长。
与生物质原料相比,生物质成型燃料具有如下特点:
密度高,体积小。密度可达0.8~1.4t/m3,体积缩小6~8倍,便于储存、运输,以降低建设投资,生物颗粒炉,降低自用电率,节省人力。
含水率低、热值高。一般可达3400kcal/kg以上,能源密度相当于中质褐煤,颗粒炉,有利于提高燃烧效率、降低燃烧耗量、提高能源利用率。
形状标准,粒度均匀。便于机械化输送和燃烧时的自动化控制,有利于锅炉稳定燃烧,降低自用电率,节省人力。
可通过添加剂提高灰熔点,减少腐蚀。添加剂能有效地改善锅炉积灰和结渣技术难题,同时提高灰、渣利用的可行性。也能有效地减少燃烧时烟气中氯的含量,降低氯对锅炉的腐蚀性,延长锅炉使用寿命。
用途广泛。可用于常规层燃炉排工业锅炉、水冷振动炉排锅炉、流化床锅炉进行直燃发电、供热;也可与垃圾、煤混烧发电、供热;还可作为生物质气化、液化利用的原料。