如何控制生物质锅炉的燃烧系统
燃烧系统由燃烧器、风机、点火器等部件组成。生物质燃料在燃烧器中首先有一个预热过程,然后通过风机把燃料输送到炉膛进行燃烧。
海伦市利民节能锅炉
BMF燃料含有很高的挥发份,当炉膛内温度达到其挥发分的析出温度时,在给风的条件下启动点火器燃料就能够迅速着火燃烧。燃烧器温度控制是以炉膛内部温度为准,其温度与燃料气化时空气供给的量有关。生物质锅炉负荷的调整通过给料量的调整来进行控制。燃烧后的烟气通过炉膛进入对流烟道进行换热,然后进入除尘器进行净化处理,最后排出完成整个燃烧和传热过程。
生物质燃烧机的组成部分:
1、上料系统:生物质燃烧机配备有自动螺旋上料系统,可调速,比较人性化。上料系统包括主机上料系统和炉膛进料系统。
2、点火系统:点火系统的主要是用于生物质刚开始引火的时候用到,其主要部件有:点火变压器、点火电极、电火高压电缆。火焰长度、锥角、形状可按用户要求设计。
3、监测系统:监测系统的功能在于保证燃烧器安全、稳定的运行,其主要部件有火焰监测器、压力监测器、温度监测器等。
4、送风系统:生物质燃烧器是一种机电一体化的自动化程度较高的设备,它实现的功能可分为6大系统:上料系统、送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。生物质燃烧机的送风系统的功能在于向炉膛内送入一定风量的空气,其主要部件有:风机、风箱、自动变频调节机构等。
5、生物质燃烧机的燃料系统:燃料系统的功能在于保证燃烧器燃烧所需的燃料。燃油燃烧器的燃料系统主要有:油管及接头、油泵、电磁阀、喷嘴、重油预热器。燃气燃烧器主要有过滤器、调压器、电磁阀组、点火电磁阀组然、燃料蝶阀。
6、电控系统:电控系统是以上各系统的指挥中心和联络中心,主要控制元件为程控器,针对不同的燃烧器配有不同的程控器,常见的程控器有:LFL系列、LAL系列、LOA系列、LGB系列,其主要区别为各个程序步骤的时间不同。
而且根据不同发电类型,人数上也是有差异的,以下是发电厂的发电种类:
发电形式
燃烧发电
直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧,生产蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。生物质直接燃烧发电的关键技术包括生物质原料预处理、锅炉防腐、锅炉的原料适用性及燃料效率、蒸汽轮机效率等技术。
混合发电
生物质还可以与煤混合作为燃料发电,称为生物质混合燃烧发电技术。混合燃烧方式主要有两种。一种是生物质直接与煤混合后投入燃烧,该方式对于燃料处理和燃烧设备要求较高,不是所有燃煤发电厂都能采用;一种是生物质气化产生的燃气与煤混合燃烧,这种混合燃烧系统中燃烧,产生的蒸汽一同送入汽轮机发电机组。
气化发电
生物质气化发电技术是指生物质在气化炉中转化为气体燃料,经净化后直接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电。气化发电的关键技术之一是燃气净化,气化出来的燃气都含有一定的杂质,包括灰分、焦炭和焦油等,需经过净化系统把杂质除去,以保证发电设备的正常运行。
沼气发电
沼气发电是随着沼气综合利用技术的不断发展而出现的一项沼气利用技术,其主要原理是利用工农业或城镇生活中的大量有机废弃物经厌氧发酵处理产生的沼气驱动发电机组发电。用于沼气发电的设备主要为内燃机,一般由柴油机组或者天然气机组改造而成。
垃圾发电
垃圾发电包括垃圾焚烧发电和垃圾气化发电,其不仅可以解决垃圾处理的问题,同时还可以回收利用垃圾中的能量,节约资源,垃圾焚烧发电是利用垃圾在焚烧锅炉中燃烧放出的热量将水加热获得过热蒸汽,推动汽轮机带动发电机发电。垃圾焚烧技术主要有层状燃烧技术、流化床燃烧技术、旋转燃烧技术等。发展起来的气化熔融焚烧技术,包括垃圾在450°~640°温度下的气化和含碳灰渣在1300℃以上的熔融燃烧两个过程,垃圾处理彻底,过程洁净,并可以回收部分资源,被认为是最具有前景的垃圾发电技术。
有待扶持
国家在生物质能发电的上网电价上给予了扶持,每千瓦时电价比火电高两角钱左右,但是,我国的扶植力度与欧美国家比还是有差距。欧洲一些国家除了电价,在税收上的扶持力度更大。欧洲一些电厂之所以经营得好,有很重要的一条,人家的原料不仅不付钱,而且
生物质发电厂
由于秸秆是按照垃圾处理,还要征收垃圾处理费,因此可以良性发展。我国与国外情况不同,一方面要通过发电避免农民焚烧秸秆引起污染等社会问题,一方面又要通过发电扶助农民。基于以上两点,不仅秸秆收购价格不能过低,而且随着此类项目的增多,收购价格还在上升。如国家在确定生物质能发电的上网电价补贴时,秸秆每吨价格被定在100元左右,而秸秆实际收购价格已达200—300元/吨,如此高的原料成本增加了成本预算,以山东秸秆发电的上网电价为例,实际成本在0.65元/千瓦时左右,脱硫标杆上网电价(0.344元/千瓦时)加上补贴电价(0.25元/千瓦时),总计为0.594元/千瓦时,亏损显而易见。亏损的状态迫使部分生物质能停产,因此国家在税收等政策上进一步加大扶持力度就显得非常重要。
此外,在生物质发电项目布局上国家也应该更科学规划,有序建设,避免一哄而上。如果布局太密集,势必会加大秸秆的收购和运输半径,而且还会导致原料价格上升,的效益就会受到更大的影响。
以下是分系统介绍:
1) 给料系统
给料系统由料仓、振动给料器、皮带输送机、螺旋给料机、斗式提升机、料斗等部件组成。根据不同的燃料性质和锅炉类型采用不同的给料方式。
在工厂中加工成型的BMF燃料通过皮带运输机转存到料仓中,然后再通过斗式提升机(螺旋给料机)把料仓中的BMF燃料供给燃烧器进行燃烧。
2) 燃烧系统
燃烧系统的主要设备是链条炉排,相对燃煤,生物质燃料有较易着火、燃烧快的特点,故炉排减速机采用慢速电机,使炉排运行速度降低。考虑到控制炉排适应不同的锅炉不同负荷,炉排电机采用变频控制,以满足对炉排行走速度的控制。
锅炉的料层通过炉排前侧的闸板控制。优化炉膛受热面布置和前后拱结构,采用低温燃烧技术,控制炉膛燃烧温度为750~850℃之间(根据燃料灰熔点确定),有效的抑制碱金属的结渣,降低锅炉腐蚀几率。
生物质的燃烧通常可以分为三个阶段,即预热起燃阶段、挥发分燃烧阶段、炭燃烧阶段。生物质在炉排上的燃烧过程分为预热干燥区、燃烧区和燃尽区,根据各区的燃烧特点,各区需要的风量有差别,预热干燥区和燃尽区的风量少一些,燃烧区的风量要大一些。风量的调节通过设置在炉排两侧的调风挡板实现。
温度控制是以炉膛内部温度为准,其温度与燃料气化时空气供给的量有关。锅炉负荷的调整通过给料量的调整来进行控制。燃烧后的烟气通过炉膛进入对流烟道进行换热,然后依次进入省煤器(节能器)、空气预热器完成整个燃烧过程,再进入除尘器进行净化处理,最后通过烟囱排入大气,由于采用和省煤器和空气预热器等节能装置,降低了烟气温度,大大提高了锅炉整体效率。
3) 吹灰系统
锅炉配有全自动声波吹灰装置,可以定时对炉膛和烟管进行吹扫,保证烟管表面不出现积灰,从而实现锅炉的安全高效运行。
采用声波吹灰器具有以下优点:
1结构简单,吹灰器本体不用电,没有机械运动旋转机构,没有易损部件,不会产生机构运动旋转故障。
2体积小,重量轻,没有伸缩机构,不存在机械卡壳现象。
3材质耐高温,耐磨损,耐腐蚀,抗老化,使用寿命长。
4安全可靠,不会磨薄或吹损管束,无导致爆管现象,满足人身安全和工业劳动保护条例的要求。
5声波效能高,功率大,频带宽,清灰效果显著。
6适应范围广,可适用于各种炉型和锅炉任何部位,包括炉膛水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、电除尘器等;光管和螺旋翅片管均可使用,清灰无死角;
7用气量小,动力消耗少。
8控制系统分为自动、手动功能,可自成单元,也可接入DCS系统,实现全自动化运行。
4) 烟风系统
送风系统:锅炉送风系统与炉排进行优化布置,空气经鼓风机通过空气预热器送至炉膛,来达到输送燃料及助燃的作用,炉排下部的风仓使热风可以在炉排下侧均匀的进入炉膛,做到炉排左右两侧配风均匀,减少偏烧现象,保证燃料燃烧完全。引风除尘系统:在引风机作用下,燃烧完成后产生的高温烟气经过在烟管中的对流换热后、再依次通过省煤器、空气预热器进行换热,最后进入除尘器净化,最后经引风机由烟囱排出。
锅炉二次风的布置
二次风是指在火床上方送入炉膛的一股强烈气流(习惯上将从炉排下送入的空气称为一次风)。二次风主要作用是扰动炉内气流,使之自相混合,从而使气体不完全燃烧损失和炉膛内过量的空气系数都得以降低。一般情况下,二次风配合炉拱使用,以取得最佳效果。除扰动和混合烟气外,蒸汽锅炉加装二次风若布置恰当,它还能起多种其他的良好作用,例如,二次风能将锅炉炉内的高温烟气引带至漩涡流动,这既可延长未燃尽的飞灰颗粒在炉膛中的行程,增加其停留时间,也由于气流的漩涡分离作用,使部分飞灰摔回炉排,减少飞灰的逸出量。有利于消除烟尘,降低飞灰带走的损失;充分利用高速二次风射流引带和推送烟气的作用,能使烟气流完全按照所要求的路线流动,从而达到延长烟气在炉内的行程,改善炉内气流的充满度,控制燃烧中心的位置,防止炉内局部结渣等目的;二次风射流所形成的气幕能起封锁烟气流的作用,这可以用来防止烟气流短路,使锅炉炉膛中的可燃气体和飞灰不致未经燃烧就逸出蒸汽锅炉炉膛;空气二次风可以提供一部氧气,帮助燃烧。
前、后起墙布置是一种最常用的布置方式。当二次风量不太充足和炉膛深度不大时,一般采用前墙或后墙的单面布置,以集中风力来发挥更大的扰动作用,布置也可简化。在链条炉中,由于燃料中的挥发分在火床头部放出,前墙布置二次风时的混合效果较好。但布置在后墙或后拱上的蒸汽锅炉二次风,除了起扰动作用外,还能把高温烟气适当地压向火床的头部,对新燃料的着火有所帮助。二次风的前后双面布置,可以大幅度的降低对二次风射程的要求,因而适合于容量较大的锅炉。此时,锅炉二次风优先布置在前、后、拱出口的喉口处,以进一步减少其喷射距离。
自控系统
控制系统采用高亮度、全中文显示,以名牌PLC控制系统为中央控制单元;以人机对话方式与锅炉用户交换信息,实现BMF锅炉全自动操作运行。
一氧化碳分子是不饱和的亚稳态分子,在化学上就分解而言是稳定的。常温下,一氧化碳不与酸、碱等反应,但与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起燃烧、爆炸,属于易燃、易爆气体。因一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2,能被氧化成+4价,具有还原性;且能被还原为低价态,具有氧化性。在一定条件下,一氧化碳和水蒸气等摩尔反应生成氢气和二氧化碳:CO + H2O → H2+ CO2。在工业装置中,早期的一氧化碳变换反应通常分两段进行,即高(中)温变换和低温变换。高(中)温变换用铁系作催化剂,典型水蒸汽和一氧化碳比为3左右,在温度为300~500℃、空速为2000~4000 h-1的条件下,高温变换炉出口一氧化碳含量为2%~5%;低温变换用高活性铜锌催化剂,在温度为180~280℃、空速为2000~4000 h-1的条件下,低温变换炉出口一氧化碳含量为0.2%~0.5%、二氧化碳(carbon dioxide),一种碳氧化合物,化学式为CO2,化学式量为44.0095、常温常压下是一种无色无味[2]或无色无嗅而其水溶液略有酸味的气体,也是一种常见的温室气体、还是空气的组分之一(占大气总体积的0.03%-0.04%[5])。在物理性质方面,二氧化碳的熔点为-56.6℃,沸点为-78.5℃,密度比空气密度大(标准条件下),溶于水。在化学性质方面,二氧化碳的化学性质不活泼,热稳定性很高(2000℃时仅有1.8%分解),不能燃烧,通常也不支持燃烧,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,因与水反应生成的是碳酸,所以是碳酸的酸酐。
二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得,主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)和作均相反应的溶剂(超临界状态)等。