吳昇

（光大生物能源（盱眙）有限公司，江蘇盱眙211700）

　　摘要：文章從高、低差速循環流化床鍋爐的技術特點、生物質燃料入廠特性、生物質燃料入爐摻配、運行人員燃燒調整方式等方面綜合分析、歸納總結，為生物質電廠鍋爐的安全經濟性運行，提供思路對策與技術參考。

　　1生物質發電行業的背景

　　生物質發電，是利用生物質所具有的生物質能進行發電，是繼石油、煤炭、天然氣之后的第四大能源，屬于可再生能源的一種。生物質燃料的主要來源包括小麥、玉米、水稻、大豆等秸稈，也有小麥殼、花生殼等農作物外殼，果木樹枝、楊樹皮等農林廢棄物，具有高效、環保、節能、惠農、二氧化碳減排等優點。

　　生物質發電行業是新時代國家生態文明建設中的重要組成部分，符合國家產業政策，綠色發展已成為國家十三五規劃的核心理念，生物質發電行業將迎來一個持續蓬勃發展的機遇期。生物質發電產業主要集中在農林資源豐富的華北、東北、華中和華東地區，產業技術發展由傳統的直燃發電轉向多元化熱電聯產模式，在原有供電的基礎上，提供工業用汽、居民小區供暖、工業熱水，生物質能的利用效率和經濟性正逐步改善。

　　2高、低差速循環流化床鍋爐簡介

　　盱眙電廠鍋爐選型為江聯重工集團設計、制造的JS-55/9.8-SW型高溫高壓鍋爐。該型號采用高、低速床燃燒方式，高速風機提供物料一次燃燒的流化主風量，低速風機提供物料燃燒二次循環的輔風量，燃料由東、西兩個落料口進入主床，燃料粒徑在流化主風量的作用下進行燃燒分離，大顆粒的在底部流化，小顆粒的吹至上方，物料的燃燒工況呈噴泉狀沉降于前后兩側副床，副床的埋管在低速風機輔風量的作用下再次吹起，形成流化速度差，實現物料內循環，物料在爐膛內部進過充分的混合加劇燃燒，區別于傳統帶有外置旋風分離器的循環流化床鍋爐，如圖1所示。

　　3生物質燃料對燃燒工況的影響

　　3.1入爐燃料穩定性的影響

　　生物質流化床鍋爐投料區域相對集中，JS-55/9.8-SW型高溫高壓鍋爐采用東、西兩側給料，燃燒工況很大程度上依賴于燃料的持續進給。尺寸長度大于15cm的樹棍、木塊會堵塞鍋爐落料口，造成皮帶頭積料，堵塞溢出防火蓋，觸發給料電機皮帶電流保護上限值，熱工保護聯鎖動作電機跳閘；秸稈受潮易抱團造成螺旋給料機堵塞，擠壓燃料，情況嚴重造成螺旋葉片脫焊；因吊機作業人員上料不均勻，運行人員監督不及時，短時間驟增料量帶來料位滿倉；料倉內部燃料因架空產生蓬料現象，造成鍋爐斷料；這一系列情況造成鍋爐氧含量波動大，負荷變化大，燃燒工況不穩定，設備出故障，不利于機組安全穩定生產。

　　3.2入爐燃料的水分影響

　　生物質鍋爐燃料的熱量數值不同，燃燒的特征與也不同。而生物質鍋爐在入爐之前，用的燃料大多數都以混合燃料為主。生物質燃料中的水分含量增加，發熱量降低；延長入爐燃料著火熱，使著火推遲，水分過多，降低爐內溫度，使著火困難，燃燒不完全不充分，機械不完全燃燒損失、化學不完全燃燒損失增加；生物質燃料中的水分吸收爐內熱量，變成水蒸汽，并隨同煙氣排出煙筒，影響排煙溫度，降低排煙熱效率，增加引風機電耗。

　　此外，生物質鍋爐入爐燃料水分過多，加劇對皮帶螺旋給料機的葉片纏繞、造成下料口堵塞、抱團，給料不通暢，影響燃料入爐燃燒的穩定性與持續性，電廠生產運行的經濟性。

　　3.3入爐燃料的灰分影響

　　入爐燃料中的灰分過多，燃燒中灰粒隨煙氣沖刷受熱面，煙氣流速過高，磨損鍋爐受熱面埋管，過熱器，水冷壁。流速過低，極容易在鍋爐受熱面形成積灰，降低傳熱效果，造成鍋爐排煙溫度升高；入爐燃料灰分過高，造成鍋爐結焦，影響鍋爐燃燒工況，情況嚴重，鍋爐結焦造成停爐事故。此外，入爐燃料灰分大，會加劇尾部煙道疏灰倉泵的閥桿磨損，氣力輸灰管道堵塞，焊縫脫落，灰倉儲存不及時托運造成灰庫脹庫，見表1。

　　4主要處理措施

　　4.1嚴格控制入廠燃料質量

　　生物質鍋爐運行工況，很大程度上取決于生物質燃料質量。燃料質檢部門做好進廠燃料的質量監督檢驗工作，質檢的內容包括：燃料的含水率、含雜率、含灰率、顆粒度。質檢員在一人監督、一人取樣過程中，做到真實、客觀反映該車燃料情況。燃料取樣應具有代表性，應采取多點、多時、全程跟蹤的取樣方法，杜絕不符合質量要求的燃料入廠。生物質燃料中的雜質有：水泥墩、蛇皮袋、磚頭塊、輪胎皮、石膏板、塑料廢棄物，含泥土較多的，霉腐的秸稈包、爛草垛，對于惡意摻雜、加水、霉變的燃料，該燃料供應商可列入黑名單。加強監管力度，保證燃料收購質量，形成良性循環，確保電廠的利益不受損害。

　　生物質燃料質量關系到生產運行的日常工作，鍋爐設備的運營維護周期。蛇皮麻袋在給料螺旋葉片中不易粉碎、造成燃料纏繞、堵料、電機過電流等問題。磚頭、水泥板進入鍋爐造成放渣管堵塞、鍋爐局部不流化，燃燒工況惡化，大石塊不易疏通，影響出渣效果，加劇出渣機鏈條磨損，增加安全隱患，嚴重影響日常生產運行。鐵鉸鏈、鐵器沖刷埋管，影響設備使用周期、威脅鍋爐設備。

　　4.2科學制定入爐燃料摻配

　　生產運行部門根據電廠采購的不同季節、不同品種的燃料特性，指定科學合理的存儲與消耗計劃，包括燃料晾曬，吊機摻配，遵循存新料、燒舊料原則，制訂好燃料摻配方案，降低入爐燃料水分和發電單耗，如圖2所示。

　　4.3運行燃燒調整方式

　　4.3.1燃燒風量配比

　　合理的風量配比，是掌握好高、低差速循環流化床鍋爐燃燒運行工況的首要條件。高速風機提供鍋爐燃燒流化的一次風量，占鍋爐總風量的45%，一次風具備形成足夠托舉料層的氣墊能力和強烈的流態化燃燒過程，保證料層灼熱顆粒與新入爐燃料顆粒的快速傳質，在布風板均勻布風的作用下，實現料層的均勻流化，減少出現偏床和節涌、溝流等異常局部流化不均情況。在冷態啟爐前，做好流化試驗，觀察床層由靜止狀態轉變為流化狀態時的最小風量，記錄下此時的臨界流化風量，高速風機電流，頻率作為技術標準，日常運行一次風量不得低于此流化風量。低速風機提供鍋爐流化燃燒的二次風量與密封風，低速風占總風量的55%，見表2。

　　4.3.2氧含量的控制

　　氧含量受燃料特性、燃燒工況、風量配比、運行人員的操作水平等因素影響。氧含量過低，鍋爐飛灰含碳量增大，過量空氣系數減小，不利于燃料的完全燃燒，長時間壓氧燃燒，煙氣二氧化硫的濃度驟增；氧含量過高，造成鍋爐熱損失，增大引風機電耗，煙氣氮氧化物的濃度驟增，造成排放超標的環保事故。合理穩定的氧含量，是衡量鍋爐燃燒工況的一把尺子，它能直觀地反應鍋爐入爐物料與燃燒的實際情況，通常我們把它調節在3%～6%左右為佳，既要保證煙氣排放的合理與環保，又要兼顧機組負荷的穩定與效益。

　　4.3.3床壓的控制

　　鍋爐的風室壓力是布風板阻力加料層阻力，在流化風量不變的情況下，風室壓力數值增大，說明床層較厚，需要通過鍋爐底部放渣來維持調節，維持合適的風室壓力，要考慮到滿足燃燒的最低流化風量、鍋爐的蓄熱、鍋爐燃燒床溫，鍋爐底部放渣要求均勻，放渣量的多少，由主風室壓力來決定，在鍋爐運行中，主風室壓力超過規定值，應增大排渣量，每次排渣時，要均勻少排，遵循少量多次原則，每次排渣時，風室壓力的下降不得超過300～500Pa，鍋爐各個放渣口都要進行放渣，均勻放渣，避免因局部放渣造成床層一邊過厚、一邊過薄現象。一般主風室壓力控制在9.0～9.5kPa。

　　5結語

　　生物質鍋爐運行操作，可以說是電廠最為重要的環節。生物質燃料結構復雜，種類繁多，燃料品種熱值偏差較大，受季節性、地域性影響較為明顯。初學者往往理不清思緒，掌握不得要領，這就要求運行人員理解基本原理，熟記運行規程，掌握燃燒工況，及時正確做出燃燒調整，做到安全經濟運行。

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