羅錦彬，陳世森，龍巖學(xué)院

　　摘要：長(zhǎng)久以來，煤炭、石油等傳統(tǒng)燃料的持續(xù)使用，不僅造成了能源短缺問題的出現(xiàn)，更使得環(huán)境問題日益嚴(yán)重。隨著國家重視程度的不斷提高，生物質(zhì)能源的使用成為了解決當(dāng)前問題的有效措施，隨之而來的就是對(duì)生物質(zhì)顆粒燃料燃燒鍋爐的研究。本文對(duì)生物質(zhì)的概念進(jìn)行了系統(tǒng)的概述，對(duì)國內(nèi)外生物質(zhì)顆粒燃料燃燒鍋爐研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，并探討了現(xiàn)存生物質(zhì)顆粒燃料燃燒鍋爐存在的問題以及研究前景。期望對(duì)未來的生物質(zhì)顆粒燃料燃燒鍋爐的發(fā)展提供一定的借鑒。

　　一、前言

　　根據(jù)能源發(fā)展報(bào)告，全球能源的百分之九十是由化石能源提供的，剩余百分之十是由核電等其他途徑提供的。而我國的能源主要來自于煤和石油，但是煤和石油的大量使用造成了環(huán)境的污染，加劇了全球的變暖，這種情況引起了廣大社會(huì)人員的關(guān)注。目前，可持續(xù)健康的發(fā)展被人們所重視，人們逐漸認(rèn)識(shí)到：現(xiàn)在急需一種安全可靠的新能源代替化石能源。而生物質(zhì)能源在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻應(yīng)運(yùn)而生，與之而來的就是生物質(zhì)顆粒燃料燃燒鍋爐的發(fā)展。

　　二、概述

　　1.生物質(zhì)概念

　　生物質(zhì)指的是有機(jī)物中動(dòng)、植物中能再生的物質(zhì)，而由綠色植物派生出來的生物質(zhì)有很多，其中較為主要的有以下幾部分：第一點(diǎn)是城市工業(yè)和人民生活垃圾以及一些商業(yè)垃圾；第二點(diǎn)指的是禽、畜糞便和樹木的樹根等殘余物以及林業(yè)加工剩余的邊角料等；第三點(diǎn)指的是秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物以及一些生長(zhǎng)期短的灌木等；第四點(diǎn)指的是生長(zhǎng)在海洋、湖泊河流中的藻類等水生植物。

　　2.我國生物質(zhì)資源量

　　生物質(zhì)不僅炭活性高， 而且氮、硫元素的含量比較低，在燃燒過程中能實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放的特點(diǎn)，極大程度上緩解了世界的溫室效應(yīng)。并且我國的生物質(zhì)資源非常的豐富，每年秸稈產(chǎn)量接近六億噸，人畜糞便以及工業(yè)排放的有機(jī)廢料折合成起來也有二到四億噸的產(chǎn)量。現(xiàn)在只有少量的生物質(zhì)被運(yùn)用到喂養(yǎng)農(nóng)畜，而大量的生物質(zhì)則被丟棄在田間街頭，因此現(xiàn)在很有必要對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行加以利用。

　　三、生物質(zhì)顆粒燃料燃燒鍋爐的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

　　1.生物質(zhì)顆粒燃料燃燒鍋爐的發(fā)展的國內(nèi)外現(xiàn)狀

　　在上個(gè)世紀(jì)五十年代，日本首先對(duì)生物質(zhì)特性進(jìn)行了研究，并對(duì)相應(yīng)的燃燒設(shè)備進(jìn)行了研究。在上世紀(jì)七十年代，美國對(duì)木質(zhì)顆粒燃料的特性進(jìn)行了分析，并對(duì)木制顆粒燃料燃燒裝置進(jìn)行了研究。瑞典等一些西方國家在美國和日本的基礎(chǔ)上，對(duì)生物質(zhì)顆粒燃料進(jìn)行了相當(dāng)?shù)难芯浚?并根據(jù)研究成果制造出顆粒成型機(jī)及相關(guān)的燃燒裝置。在現(xiàn)階段，西方發(fā)達(dá)國家對(duì)生物質(zhì)顆粒燃料燃燒特性研究比較成熟，也有了相當(dāng)成功的燃燒設(shè)備，并且根據(jù)生產(chǎn)生活的需求，對(duì)生物質(zhì)燃燒的供熱、供暖等相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了研究。

　　目前，我國對(duì)生物質(zhì)顆粒燃料燃燒的研究主要集中在燃燒特性方面，仍未形成系統(tǒng)的理論。但經(jīng)過多年研究，也有了一定的研究成果：劉圣勇在溫度場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，自主研制了單、雙層爐生物質(zhì)燃料燃燒設(shè)備。田宜水對(duì)秸稈生物特性進(jìn)行了相關(guān)的分析，設(shè)計(jì)了秸稈直燃熱水鍋爐燃燒室。翟學(xué)民對(duì)甘蔗的燃燒機(jī)理進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了適用于甘蔗生物質(zhì)燃料的燃燒鍋爐。

　　2.我國生物質(zhì)顆粒燃料燃燒鍋爐存在的問題

　　我國生物質(zhì)顆粒燃料的研究起步較晚，在生物質(zhì)顆粒燃料的燃燒設(shè)備上仍存在著許多問題：

　　首先需要說的就是，我國現(xiàn)存的生物質(zhì)顆粒燃料的燃燒設(shè)備的自動(dòng)化程度比較低，送料系統(tǒng)還是依靠人工或半自動(dòng)送料，在一定程度上阻礙了生物質(zhì)顆粒燃料廣泛應(yīng)用。另外一些現(xiàn)存的燃燒設(shè)備仍是自然通風(fēng)，大大降低了燃料的燃燒效率。其次是，由于生物質(zhì)顆粒燃料是通過植物生產(chǎn)， 所以具有含水量較高以及熱值低的特性，所以在鍋爐中燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大煙氣體積， 造成熱量的大量損失，爐膛溫度降低， 從而影響生物質(zhì)燃料的燃燒效率。其次是對(duì)秸稈類生物質(zhì)顆粒燃料進(jìn)行燃燒時(shí)，由于秸稈中的硅元素含量較高，并且秸稈類生物質(zhì)顆粒燃料的灰分沉積速度較高。并且由于積灰中含有堿性成分和氯化物， 會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象，對(duì)燃燒設(shè)備的性能產(chǎn)生影響。因此在以后的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮積灰等沉淀物的影響問題。最后是，由于較高的堿金屬、氯的含量存在于秸稈中，燃燒溫度的降低時(shí)，會(huì)形成具有較強(qiáng)的氧化能力氯化物，在高溫下腐蝕性能更強(qiáng)，造成燃燒設(shè)備較快的損耗。并且在腐蝕嚴(yán)重的地方， 將會(huì)造成金屬喪失傳熱性能。因此在研制秸稈類顆粒燃料設(shè)備時(shí)，要針對(duì)性的研發(fā)。

　　3.生物質(zhì)顆粒燃料燃燒鍋爐的發(fā)展前景

　　由于我國生物質(zhì)顆粒燃料燃燒設(shè)備的研究仍處于初步階段，存在著大量問題，在以后的發(fā)展中有以下幾個(gè)發(fā)展方向：一是針對(duì)現(xiàn)有燃燒設(shè)備存在的燃燒不充分問題，優(yōu)化進(jìn)氣方式；二是針對(duì)現(xiàn)有燃燒設(shè)備積灰嚴(yán)重的問題，優(yōu)化燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)，降低積灰程度；三是針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備送料自動(dòng)化程度較低的問題，設(shè)計(jì)專業(yè)的送料機(jī)構(gòu)，針對(duì)性的研發(fā)不同的送料裝置，提高整體的效率。

　　四、結(jié)束語

　　從目前的生物質(zhì)利用狀況來看，我國擁有豐富的生物質(zhì)資源。在生物質(zhì)的利用上存在著很多優(yōu)點(diǎn)，但在生物質(zhì)的利用上也面臨著不少的問題 ，能否順利解決這些問題是對(duì)生物質(zhì)資源利用的考驗(yàn)。因此，在當(dāng)前的研究開發(fā)技術(shù)水平下，國家必須加大對(duì)生物質(zhì)能源的支持，頒布激勵(lì)性的政策，促進(jìn)生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐的研發(fā)。并且應(yīng)該加大對(duì)生物質(zhì)能源的宣傳力度，提高廣大人民的能源危機(jī)意識(shí)，使得更多的機(jī)構(gòu)投入到生物質(zhì)的研究中去，從而研發(fā)出更多科學(xué)的生物質(zhì)顆粒燃燒鍋爐，促進(jìn)我國生物質(zhì)能源的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

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