生物质燃料在燃煤锅炉上直接燃烧的试验研究

1、生物质燃料在燃煤锅炉上直接燃烧的试验研究 第 卷第 期锅 炉 技 术 . , . 年 月. 生物质燃料在燃煤锅炉上直接燃烧的试验研究郭 勇 , 刘柏谦。.神华国际贸易有限责任公司,北京 ;.北京科技大学 机械工程学院,北京 摘 要: 在 台燃煤锅炉上进行了生物质燃料燃烧试验和与燃煤的对比试验。结果显示,燃煤锅炉须经改造才能适应生物质燃料。生物质燃料与燃煤比较,不论燃料性质、燃烧现象、结焦特性、对炉膛的要求等方面都不同。生物质燃料燃烧时出现了不低于 高温区域和较高的排放,与文献报道差别较大。关键词: 生物质;燃烧;锅炉中图分类号: . 文献标识码: 文章编号: ? ? 料生产一直处于停滞状态,中

2、国政府批准的清洁前 言发展机制项目中, 以上是可再生能源。通过由于能源价格的剧烈波动,生物质能源越来品种改良和扩大种植,生物能的资源量可以在越多受关注。这种关注已经从技术界扩展到经 年水平再翻一番。而目前还没有出现专门济界和金融界。为生物质燃料设计的工业锅炉。中国对生物质能源的关注超过了以往任何试验燃煤锅炉和试验方法时候。中国政府先后出台了可再生能源中长期发展规划、可再生能源与新能源国际科技合作试验锅炉是 台设计燃料为烟煤的往复炉计划和可再生能源发展“十一五”规划。这些排卧式水火管锅炉。锅炉主要受热面积包括:炉规划和计划中指出:中国现阶段全国农作物秸膛;对流火管;省煤器;实际测量的排烟温度为秆

3、年产生量约 亿吨,其中大约 亿吨可作为 和。生物质燃料的原料为直径燃料使用,折合约 . 亿吨标准煤。林木枝桠 ,长约 的玉米秸秆成型燃料。和林业废弃物年可获得量约 亿吨,大约 亿 过量空气系数、烟气成分和主要排放物用便吨可作为能源利用,折合约 亿吨标准煤。这 携式仪器测量。给水流量由水箱水位变化获得,些规划确定生物质成型燃料是重点发展的领燃料消耗量用消耗的燃料体积获得。域,明确指出: 年前,结合解决农村基试烧的主要结果本能源需要和改变农村用能方式,开展 个生物质固体成型燃料应用示范点建设。在示范 试验是按照热工技术要求进行的。主要测点建设生物质固体成型燃料加工厂,就近为当点包括燃烧室前部、燃烧

4、室中部、炉膛尾部和尾地农村居民提供燃料,富余量出售给城镇居民部烟道。烟气分析仪探头上携带有热电偶,可以和工业用户。 年后,全国生物质固体成型 直接获得探头所在点处的实际温度。燃料年利用量达到 万吨。到 年, . 燃料床上温度和烟气成分分布使生物质固体成型燃料成为普遍使用的一种优 图 是燃烧室不同部位的温度分布和烟质燃料。全国生物质固体成型燃料年利用量达 气成分分布。温度和成分测量选择炉排上垂到 万吨 国家发展改革委可再生能源中直方向 个高度。图 显示,炉排燃料床以上长期发展规划 。燃料成分和温度分布基本上是均匀的。由于 年以前,中国大陆境内的生物质颗粒燃测量不能同时进行。从燃烧室前部获得的氧收

5、稿日期: ? ? 作者简介:郭勇 一 ,男,硕士研究生,工程师,主要从事电力、煤炭设备采购工作。第 期 郭勇,等:生物质燃料在燃煤锅炉上直接燃烧的试验研究 ,与炉排结构有很大关系。当氧气绕过炉气分布显示 图 ,出现了较多的氧气消排 见 . 时,炉排上的含氧量较大;而在氧耗,而炉膛中部含氧量较大表明燃烧已经明显气穿过炉排时,与炉排上的可燃物反应消耗掉削弱,氧气可以大量地跨越炉排 图 。赠相当比例的氧气。炉膛中部氧气消耗出现很大波动 图 和温度 温度炉膛前部测量结果 炉膛中部测量结果最高温度测点在燃料表面,次高温度在燃料表面约,最低温度在燃料表面约 图 炉膛温度和成分的测试结果图 还给出了气体有害

6、成分的分布。炉膛堡骚 髓赠骚糍前部的从炉排向上是减少的 图 ,挥发分的大量析出和燃烧可能是重要的原因。 图瞧 中的 。几乎没有发生变化,可能表明在燃料床上几乎没有发生燃烧反应,到燃料床比较高处才出现增加。 个位置的测量显示,炉膛前部的量较少,生成的浓度绝对值仍然比较高。图 是实际测得的沿着燃料床的温度分布。这个分布与图 看到的不同,包括了燃料层中的温度。图 排烟温度和烟气成分. 生物质燃烧的火焰和结焦现象火焰观察点主要分布在炉前看火孔 、炉膛中部 炉门 和炉膛尾部 炉门 。由这些观察点看到的火焰和炉排结焦现象对于燃烧生物质燃料锅炉有重要参考价值。从炉膛后部看到的生物质燃料火焰要比燃煤时明亮许多。明亮的火焰可能意味着挥图 炉膛前部测得的温度分布发分集中析出、迅速燃烧造成的炉膛内的局部高温,见图 。由于携带的热电偶最高测量限度为 生物质燃料燃烧的结焦现象,无论从机理还型热电偶 ,在短时间达到 后迅即是外在表现都没有获得清晰的物理和化学认将热电偶抽出。但不排除实际温度高于 识 。但从生物质燃烧时导致结焦的燃烧条件的情形。这个测量结果与以前生物质燃烧