涂玉琴
(江西省宜春市特種設備監督檢驗中心,宜春336000)
摘要:社會的快速發展加大了對資源、能源的消耗,社會范圍內的資源數量不斷較少,怎樣節省和提升資源、能源利用率成為相關人員需要思考和解決的問題。鍋爐是能源轉化的重要設備,鍋爐的成功改造和性能的提升能夠提升能源利用率。為此,文章以生物質鍋爐為基本研究對象,在闡述生物質燃料和生物質鍋爐特點的基礎上,就燃煤鍋爐改生物質鍋爐進行能效測試,并根據測試結果就鍋爐改造問題進行探究,旨在能夠減少鍋爐使用對環境的污染和破壞,在真正意義上全面貫徹落實科學發展觀。
0引言
鍋爐是國民經濟生產過程中十分重要的熱能供應設備,能夠為電力行業、化工行業、冶金行業、食品行業發展提供必要的熱能,是人們現實生活中必不可少的消耗品。但是從當前發展實際情況來看,工業鍋爐能源消耗會引發各種形式的環境污染問題,不利于環境保護和社會可持續發展。因此,在提倡節能環保的今天需要多以往的鍋爐能耗問題進行優化。文章現就生物質鍋爐的能效測試和鍋爐改造優化問題進行探究。
1生物質燃料和生物質鍋爐的特點
1.1生物質燃料特點
生物質燃燒是一種可再生資源類型,具有生產數量大、分布范圍廣、低硫低氮、生長速度快、二氧化碳排放低的特點。在具體燃燒操作的過程中生物質燃料一般受燃燒溫度、空氣中氧氣含量、燃燒中可燃燒物和空氣氧氣產生的化學反應等因素的影響。
生物質燃燒的著火溫度在250攝氏度到400攝氏度之間,煤炭資源的著火溫度在400攝氏度到500攝氏度之間,所有燃料的燃燒溫度都由點火熱供給。生物質燃料在燃燒的過程中是可燃性物質充分釋放熱量的過程。
從當前社會發展實際情況來看如果實際生活中的工業結構不加工改造就直接用在生物質燃料的燃燒操作中就會使得整個鍋爐出現嚴重的熏黑現象,且物質在燃燒的過程中還會出現粉塵污染現象。為此,在應用生物質鍋爐燃燒物體的時候需要在原有設備基礎上額外添加二次送風操作設備,在這個設備的輔助作用下來確保燃料的充分燃燒。
1.2生物質鍋爐特點
第一,生物質燃料鍋爐燃燒操作穩定,起火速度和上氣速度較快,鍋爐總體運行狀態良好,處理和加工資源、能源的效率較高。第二,鍋爐的使用改變了以往的燃燒模式,在燃燒過程中所產生的二氧化硫、煙塵、氮氧化合物的總體數量較少,且燃料的燃盡率也要比一般燃料的燃盡率高。第三,生物質燃料是一種可再生資源類型,在使用這種鍋爐燃燒燃料之后能夠更好的實現低碳環保的發展目標。
2生物質能源發展利用現狀
社會經濟和科技的快速發展促進了生物技術的進步,生物質燃料的推廣應用也在一定程度上克服了以往生物燃料使用的不利條件,粉碎之后的燃燒原料會被重新加工,最終形成新的燃料。新形成的燃料密度在每立方米0.8t到1.4t,燃料的能量密度和中質煤的密度密切相關,材料的燃燒特性和以往相比有所改善。但是在生物質能源利用的過程中逐漸出現了與之配套設備不完善的問題。能夠回收利用生物質能源設備的研究、制造等無法滿足人們日益增長的對生物質能源的使用需求。如果盲目的將燃煤鍋爐改造成為生物質鍋爐則是不能夠滿足生物質燃料的特性,且在燃燒的過程中也會影響材料的質量。
3生物質鍋爐改造概述
3.1爐拱的改造
考慮到生物質燃料的密度較小,因而其所含有的水分含量和熱量也較低,燃燒的持續時間也較短。為此,對于生物質鍋爐來講,想要確保燃料充分燃燒,需要鍋爐具備高溫、足氧、延時、擴容等一系列使用要求。在使用鍋爐之前需要為其額外安裝裂解裝置,并采取措施適當的減少鍋爐的后共拱長度,不斷擴大爐膛的有效容積,確保生物質燃燒后滿足水冷壁的輻射換熱面積和換熱強度。
3.2給料裝置
爐膛進口需要額外添加給料裝置,并在使用的時候控制裝置的給料速度和給料均勻度,在確保鍋爐燃料充分供應的基礎上來增強燃料的完全燃燒程度,預防出現燃料自燃現象的發生。
3.3阻火插板的安裝
在使用生物質鍋爐的時候為了在最大限度上避免因為人工操作失誤所引發的燃料燃燒問題,需要在生物質鍋爐內部額外設置阻擋火力的插板。
3.4配風裝置
根據生物質鍋爐階段性燃燒的特點在使用這個鍋爐的時候需要對其燃燒的全過程進行及時的分析和處理,為鍋爐適當的補充二次風量,從而確保爐膛內部的空氣質量達到規定的要求,使得生物質燃料燃燒滿足鍋爐在各個階段所需要的氧氣。
3.5鍋爐改造需要注意的問題
第一,鍋爐前方的凈距離需要被控制在3m以內。這樣設定的原因是螺旋上料機在安裝之后,地面輸送的儲料斗和鍋爐之前的距離會被控制在1.9m左右,如果儲料斗和鍋爐之間的距離在3m以內則是不利于接下來的操作和檢修。第二,鍋爐生物質燃料不適合在露天場地擺放,在材料擺放的過程中還需要進行必要的防風、防雨、防腐蝕措施。同時,在生物質存儲的過程中還需要密切檢查燃料的溫度,避免出現燃料溫度較高所引起的燃料自燃。
4改造后的鍋爐特性和燃料分析
經過改造之后的生物質燃燒鍋爐基本設計參數如表1所示。生物質鍋爐的主要特點如表2所示。鍋爐燃料的特征分析情況如表3所示。生物質燃料鍋爐在運行的時候需要注意以下幾個方面的問題:第一,在鍋爐運行改造的過程中需要根據鍋爐運行所需要的燃料數量來最終調整螺旋上料機的燃料供給數量。第二,在爐膛顳部燃料沒有完全燃燒的時候,鼓風機不能夠停止運行。第三,如果鍋爐在燃燒的過程中突然發生停電,則是需要采取有效的措施及時清理爐膛內部的燃料。第四,在停爐之前不需要進行封火處理。第五,在真正停爐的時候不需要進行封火處理,在燃料完全燃燒之后就可以停止鼓風機和引風機的運行。第六,考慮到生物質燃料中的殘渣含有較多的硅元素、氯氣、鉀元素、鈉元素、堿金屬等,在燃燒的過程中很容易在爐膛內部沉積、結焦,在很大程度上影響了生物質鍋爐的傳熱效果,甚至還會使得鍋爐出現腐蝕的現象,嚴重影響了鍋爐的穩定運行。為此,在使用鍋爐的時候需要定期清理鍋爐內部的灰塵和殘渣。


5燃煤鍋爐改生物質鍋爐的能效測試
燃煤鍋爐改生物質鍋爐的能效測試布置如圖1所示,測試所涉及到的測點包含入爐冷空氣溫度、燃料的計量和取樣點、蒸汽壓力、鍋爐內部水、鍋爐蒸汽、煙氣成分、排煙溫度、給誰壓力、給水量、給水溫度等。所需要測定點所對應的位置如下所示:鍋爐的進風口、鍋爐燃料進入口、鍋爐壓力表、鍋爐液位計量、蒸汽出口管道、省煤器出口煙道、鍋爐給水管道、軟化水箱、軟化水箱。經過鍋爐改造測試之后發現鍋爐的出力情況滿足鍋爐使用的設計要求,鍋爐的熱效率也基本滿足鍋爐使用規定中對鍋爐產品熱效率指標的最高限定。鍋爐的排煙溫度需要滿足《鍋爐節能技術監督管理規程》。排煙位置上的過量空氣系數達標,充分滿足了鍋爐質量監督管理規定。

6結束語
綜上所述,和傳統的燃料煤相比,生物質鍋爐具有揮發分、易于燃燒和灰分含量低、易于燃盡的特點,和傳統煤炭相比生物質煤的燃燒百分率較低,二氧化碳的排放量趨近于零,在燃燒過程中所能夠產生的污染物和有毒有害氣體也較少,在使用的過程中對環境的破壞和污染可以忽略不計。可見,生物質燃料是符合社會節能環保發展的一種材料,在使用這種燃料之后能夠從根本上控制污染源的產生。為此,需要在社會范圍內積極推廣生物質鍋爐的使用,從而提升煤炭資源的綜合利用率,促進社會的長遠、穩定、可持續發展。
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