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1．層燃方式
生物質(zhì)鍋爐燃料平鋪在爐排上，形成一定厚度的燃料層。迸行干燥、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，可燃氣體與二次風在爐排上方空間充分混合燃燒。
采用層燃技術(shù)開發(fā)生物質(zhì)能，鍋爐結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、投資與運行費用都相對較低。由于鍋爐爐排面積較大，爐排速度可以調(diào)整，并且爐膛容積有足夠的懸浮空間，能延長生物質(zhì)在爐內(nèi)的停留時間，有利于生物質(zhì)的完全燃燒。但生物質(zhì)燃料的揮發(fā)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(zhì)燃料的充分燃燒，從而影響鍋爐效率。
層燃爐上部空間布置了二次風、燃盡風。二次風是自由空間氣相燃燒優(yōu)化中重要的因素，通過對沖和攪拌作用，以實現(xiàn)揮發(fā)分和攜帶固體顆粒的充分燃盡。對于揮發(fā)分含量高的生物質(zhì)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(wěn)定爐排上的燃燒層影響很大。對于爐排燃燒，大部分生物質(zhì)燃料的總體過量空氣系數(shù)為30%，一、二次風的比例一般為4:6或5:5（某電廠一、二次風率為8:2，嚴重偏離了生物質(zhì)床層燃燒規(guī)律，鍋爐效率低下）。二次風一般采用下傾角度，雙相對沖布置，以利于形成射流的強烈擾動，加強迎火面的燃燒。
由于國內(nèi)生物質(zhì)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。
2．振動爐排工作原理及燃燒過程
可以將整個振動爐排看成為一個彈性振動系統(tǒng)。當電動機帶動信心塊旋轉(zhuǎn)時，便產(chǎn)生一個垂直于彈簧板周期性變化的慣性分力，這個力驅(qū)動著上框架及其上的爐排片，以與水平面呈200～300角的方向往復(fù)振動。當彈簧板從最低位置向右上方運動到最高位置時，存在著先加速后減速兩個過程。加速過程中，爐排上燃料壓緊爐排片并不斷地被加速，直至達到最大速度，這時由于向上的慣性分力消失，而在彈簧板反彈力作用下，爐排突然進入減速階段，當減速運動的負加速度的垂直向下分量等于或大于重力加速度時，爐排上的燃料就會漂浮起來或脫離爐排面，并按原來的運動方向拋出。就在燃料跳躍過程中，彈簧板已從最高位置回到最低位置，當燃料落到爐排面新的位置時，爐排又開始一個新的周期性的向上加速運動。
當爐排做敬弱振動時，爐排減速運動過程的負加速度的垂直向下分量將小于重力加速度，這時燃料層不可能被拋起，爐排振動就起不到對燃料層的撥火作用。然而，若爐排振動過分強烈，燃料層被明顯拋起并在爐排上跳躍，將造成細顆粒大量飛揚，同時還會加劇爐墻與鍋爐構(gòu)架的振動。
燃料從爐排前面推入（黃稈）或用播料風吹入（灰稈），受到爐排下面的一次風擾動，在爐排上部輻射熱的作用下經(jīng)過干燥、著火、燃燒和燃盡四個階段。燒后的爐渣因爐排振動而自動從尾部排入撈渣機。
振動爐排上的燃料層不是勻速前進的，在爐排振動停止時間內(nèi)，燃料層處于靜止狀態(tài)燃燒，為了適應(yīng)負荷而調(diào)整燃燒時，就要調(diào)整爐排的振動頻率、振動時間和間隔時間。調(diào)整時，根據(jù)鍋爐負荷、料層厚度、燃燒工況等因素，做出不同的振動模式。
振動爐排由于爐排振動，而具有自動撥火功能，燃料顆粒在振動時上、下翻滾，增加了爐內(nèi)空氣的接觸，燃燒強烈；同時還阻止了較大結(jié)渣顆粒的形成。
爐排在高頻振動時，將細顆粒篩了下來，漏料量較高。同時，爐排振動時，燃料層被周期性地拋起，此時爐排上通風阻力最小，風速最大，燃料中細顆粒就被高速氣流吹起，形成大量飛灰，飛灰含碳量高；并引起較高的CO排放，造成鍋爐熱效率降低。
爐排振動時爐排片基本位置不變，燃燒旺盛區(qū)域的爐排片始終在高溫下工作。由于爐排振動，爐排上燃料上、下醐滾，燃料接觸其分子間隔增大，通風阻力明顯下降，造成送風量增加，爐膛內(nèi)形成正壓環(huán)境。
目前，生物質(zhì)電廠大多使用水冷振動爐排。爐排分四部分，中間兩部分同時振動，兩側(cè)部分振動方向與中間部分成1800以保持平衡。從而確保充分燃盡和控制燃料燃燒時間，以防止在爐排結(jié)渣。
鍋爐爐排使用時，最易出現(xiàn)的問題如下：
(1)爐排間隙小，受熱膨脹受阻，生物質(zhì)各電廠，均割去了一部分爐排片。
(2)爐排轉(zhuǎn)動裝置螺栓易松動（某生物質(zhì)電廠就是因為爐排轉(zhuǎn)動螺栓松動，爐排不能振動）。
(3) 一次風室爐排密封容易撕裂。
(4)爐排孔眼容易堵塞，尤其是燒建筑模板時的鋼釘插進爐排孔眼。堵塞后一次風不能均衡分配風量，造成燃燒偏斜。
疏通爐排孔眼，已經(jīng)成為各生物質(zhì)電廠停爐后的一項重要檢修任務(wù)。 |
