我國生物能源資源豐富，農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、林業(yè)殘余物和工業(yè)用木料加工剩余物的生物質(zhì)資源量以及能源植物生物質(zhì)資源量，每年存量相當(dāng)于6.74億t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中，年可開發(fā)資源相當(dāng)于1.78億t標(biāo)準(zhǔn)煤，而且其利用不受區(qū)域限制，比太陽能、風(fēng)能等新能源更適合我國地廣人多且分布不均衡的國情。在我國．不僅具有廣泛的生物質(zhì)能源資源優(yōu)勢，而且開發(fā)生物質(zhì)能源的相關(guān)技術(shù)條件和法律環(huán)境也已經(jīng)具備。《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》目標(biāo)是，到2020年生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到3 000萬kW。
凱迪公司自主研發(fā)的循環(huán)流化床鍋爐燃燒生物質(zhì)具有相對其它型鍋爐燃燒生物質(zhì)高效、高脫硫效率、低NO，排放、高碳燃盡率、長燃料停留時(shí)間、強(qiáng)烈的顆粒返混、均勻的床溫、燃料適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為是一種最具發(fā)展前景的“潔凈”煤燃燒技術(shù)。我國自20世紀(jì)80年代末開始對燃生物質(zhì)流化床鍋爐進(jìn)行了研究，后期根據(jù)稻殼的物理、化學(xué)性質(zhì)和燃燒特性，設(shè)計(jì)出以流化床燃燒方式為主，輔之以懸浮燃燒和同定床燃燒的組合燃燒式流化床鍋爐，并且為配合三段組合燃燒采取了四段送風(fēng)的方式。
因此．本文充分利用凱迪公司研發(fā)的生物質(zhì)直燃循壞流化床鍋爐，研究適合生物質(zhì)直燃循環(huán)流化床鍋爐性能測試的方法。對1號爐冷態(tài)實(shí)驗(yàn)完成了各風(fēng)管道18個(gè)風(fēng)量測量一次元件風(fēng)量標(biāo)定實(shí)驗(yàn)、布風(fēng)板阻力特性實(shí)驗(yàn)、料層阻力及臨界流化風(fēng)量實(shí)驗(yàn)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。選擇出最佳的一次風(fēng)、二次風(fēng)運(yùn)行方式，并為爐子的熱態(tài)運(yùn)行提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介
本實(shí)驗(yàn)鍋爐（如圖l所示）是中溫次高壓參數(shù)、單鍋筒、自然循環(huán)、單段蒸發(fā)系統(tǒng)、集中下降管、平衡通風(fēng)的CFB鍋爐。鍋爐主要由爐膛、高溫絕熱分離器、自平衡“U”形返料器和尾部3個(gè)煙道組成。爐膛蒸發(fā)受熱面采用膜式水冷壁，尾部第1、第2煙道采用水冷包墻。爐膛下部布置水冷布風(fēng)板，布風(fēng)板上安裝鐘罩式風(fēng)帽，具有布風(fēng)均勻、防堵塞、防結(jié)焦和便于維修等優(yōu)點(diǎn)。鍋爐采用2個(gè)高溫絕熱分離器，布置在燃燒室與尾部對流煙道之間，外殼由鋼板制造，內(nèi)襯絕熱材料及耐磨耐火材料，分離器上部為蝸殼形，下部為錐形。防磨絕熱材料采用拉鉤、抓釘、支架固定。高溫絕熱分離器回料腿下布置一個(gè)非機(jī)械型返料器，返料為自平衡式．流化密封風(fēng)用高壓風(fēng)機(jī)單獨(dú)供給。返料器外殼由鋼板制成，內(nèi)襯絕熱材料和耐磨耐火材料。耐磨材料和保溫材料采用拉鉤、抓釘和支架固定。爐膛、旋風(fēng)分離器和返料器三部分構(gòu)成了CFB-鍋爐的核心部分——物料熱循環(huán)回路，燃料在爐膛內(nèi)和循環(huán)物料混合并燃燒，產(chǎn)生熱煙氣，形成氣固兩相流。氣固兩相流在爐膛內(nèi)向上流動(dòng)。在這一過程中大顆粒循環(huán)物料在不同高度同下回落，形成循環(huán)流化床鍋爐的內(nèi)循環(huán)。其余循環(huán)物料隨熱煙氣經(jīng)爐膛出口進(jìn)入到旋風(fēng)分離器，分離器對氣流進(jìn)行分離凈化，分離下來的固體顆粒經(jīng)過返料器返回到爐膛，形成鍋爐的外循環(huán)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基本參數(shù)如表1所示。
2實(shí)驗(yàn)原理與方法
根據(jù)流量測速元件的工作原理，一定溫度下，通
Q
標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的流量，m
3／h
e一現(xiàn)有誤差，%
風(fēng)量標(biāo)定實(shí)驗(yàn)采取各個(gè)測量元件單獨(dú)測定的方法進(jìn)行。對于每個(gè)測量元件，調(diào)整相關(guān)風(fēng)門擋板，在不同的風(fēng)量下，測量通過該風(fēng)道的實(shí)際風(fēng)量值和該測量元件的動(dòng)壓值，得出風(fēng)量與測量元件輸出動(dòng)壓值之間的對應(yīng)關(guān)系。
實(shí)際風(fēng)量值按照多點(diǎn)等截面網(wǎng)格法用標(biāo)準(zhǔn)畢托管和電子微壓計(jì)進(jìn)行測量。測量元件動(dòng)壓值用電子微壓計(jì)測量。
對本次標(biāo)定的18個(gè)測量元件實(shí)驗(yàn)結(jié)果逐一進(jìn)行說明。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，給出了每個(gè)測量元件的流量系數(shù)K和修正系數(shù)C．并給出了實(shí)驗(yàn)條件下流量與測量元件差壓開方的關(guān)系曲線。測試工況主要有三種：鍋爐最大連續(xù)出力、常用負(fù)荷及額定負(fù)荷對應(yīng)的發(fā)電功率為15 MW、13.5 MW、12 MW。
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
本實(shí)驗(yàn)采用的進(jìn)口便攜式電子微壓計(jì)精度較高，并且能夠方便地對測量值取平均值，實(shí)驗(yàn)中，對每一測量網(wǎng)格點(diǎn)除了往復(fù)進(jìn)行一次外．對每一點(diǎn)還利用該電子微壓計(jì)進(jìn)行了30次左右的平均。
3.1 -次熱風(fēng)測量元件標(biāo)定結(jié)果
表2是一次熱風(fēng)總風(fēng)測量元件標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果．圖2與圖3分別是實(shí)測風(fēng)量與測量元件差壓開方和DCS顯示風(fēng)量的關(guān)系曲線。
如圖2所示，一次熱風(fēng)總風(fēng)測量元件流量系數(shù)K值均比較穩(wěn)定．實(shí)驗(yàn)條件下鳳道的流量與測量元件差壓開方呈良好的線性關(guān)系。從圖3中可以看出．DCS顯示風(fēng)量比實(shí)際測量值偏差僅為1.73%．原風(fēng)量顯示值準(zhǔn)確。
3.2左風(fēng)室一次熱風(fēng)測量元件標(biāo)定結(jié)果
表3是左風(fēng)室一次熱風(fēng)測量元件標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖4與圖5分別是實(shí)測風(fēng)量與測量元件差壓開方和DCS顯示風(fēng)量的關(guān)系曲線。如圖4所示，左風(fēng)室一次熱風(fēng)測量元件流量系數(shù)K值均比較穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)條件下風(fēng)道的流量與測量元件差壓開方呈良好的線性關(guān)系。從圖5中可以看出．DCS顯示風(fēng)量比實(shí)際測量值偏小較多，左風(fēng)室一次熱風(fēng)平均偏差-59.21%。
3.3右風(fēng)室一次熱風(fēng)測量元件標(biāo)定結(jié)果
表4是右風(fēng)室一次熱風(fēng)測量元件標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖6與圖7分別是實(shí)測風(fēng)量與測量元件差壓開方和DCS顯示風(fēng)量的關(guān)系曲線。
圖6所示，右風(fēng)室一次熱風(fēng)測量元件流量系數(shù)K值均比較穩(wěn)定．實(shí)驗(yàn)條件下風(fēng)道的流量與測量元件差壓開方呈良好的線性關(guān)系。從圖7中可以看出，DCS顯示風(fēng)量比實(shí)際測量值偏大較多，右風(fēng)室一次熱風(fēng)平均偏差106.63%。
3.4二次總風(fēng)測量元件標(biāo)定結(jié)果
表5是二次總風(fēng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖8與圖9分別是實(shí)測風(fēng)量與測量元件差壓開方和DCS顯示風(fēng)量的關(guān)系曲線。如圖8所示．二次總風(fēng)測量元件流量系數(shù)K值均比較穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)條件下風(fēng)道的流量與測量元件差壓開方呈良好的線性關(guān)系。從圖9中可以看出，顯示風(fēng)量比實(shí)際測量值偏小，二次總風(fēng)平均偏差為-12.54%。
實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)DCS系統(tǒng)中．除一次熱風(fēng)總風(fēng)風(fēng)量、左、右風(fēng)室一次熱風(fēng)流量外，其余風(fēng)量均無流量計(jì)算公式，鍋爐畫面上的顯示值為風(fēng)量測量元件輸出差壓值。本次實(shí)驗(yàn)給出了鍋爐側(cè)18個(gè)流量測量元件的修正系數(shù)，并完成了風(fēng)量測量元件計(jì)算公式的組態(tài)工作．
風(fēng)量標(biāo)定過程中，發(fā)現(xiàn)左、右側(cè)二次風(fēng)量差壓變送器故障，DCS上無法正確顯示風(fēng)量，建議對故障變送器進(jìn)行更換：左側(cè)下層二次風(fēng)量測量元件與變送器所連取樣管堵塞．DCS上無法正常顯示風(fēng)量．建議對取樣管進(jìn)行更換。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，協(xié)助公司完成了測量元件的DCS組態(tài)及顯示工作。風(fēng)量元件的標(biāo)定和在DCS的正確顯示，有助于鍋爐運(yùn)行風(fēng)量與風(fēng)量配比調(diào)節(jié)．使鍋爐的運(yùn)行1=況更加合理，有利于提高效率、控制磨損、降低廠用電耗，對于鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。
4結(jié)論
(1)1號爐一次風(fēng)測量元件標(biāo)定結(jié)果顯示，測量元件流量系數(shù)K值均比較穩(wěn)定．實(shí)驗(yàn)條件下風(fēng)道的流量與測量元件差壓開方呈良好的線性關(guān)系．說明標(biāo)定的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，可以滿足現(xiàn)場使用的要求。
(2)目前部分表盤顯示風(fēng)量與實(shí)際測量值偏差較大。左風(fēng)室一次熱風(fēng)偏差-59.2%，右風(fēng)室一次熱風(fēng)偏差106.6%。左側(cè)燃燒器混合風(fēng)偏差21.3%．左側(cè)燃燒器點(diǎn)火風(fēng)偏差-16.6%．右側(cè)燃燒器點(diǎn)火風(fēng)偏差一26.9%。二次風(fēng)總風(fēng)量偏差-12.5%。右側(cè)下二次風(fēng)偏差-14.5%。左側(cè)松動(dòng)風(fēng)偏差-18.9%，右側(cè)松動(dòng)風(fēng)偏差_24.2%。右側(cè)返料風(fēng)偏差-13.3%。也有一部分顯示風(fēng)量與實(shí)際測量值基本一致．如一次熱風(fēng)總風(fēng)偏差-1.7%。播料風(fēng)冷風(fēng)量偏差-2.0%。，密封風(fēng)冷風(fēng)量偏差4.7%。右側(cè)燃燒器混合風(fēng)偏差-2.6%。
(3)選擇出了最佳的左一次風(fēng)、右一次風(fēng)、左二次風(fēng)、右二次風(fēng)的風(fēng)量、風(fēng)壓等特性，可以指導(dǎo)熱態(tài)實(shí)驗(yàn)。
三門峽富通新能源科技有限公司銷售生物質(zhì)鍋爐、家用小型炊事鍋爐，同時(shí)也生產(chǎn)和銷售顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、飼料顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料固化機(jī)械設(shè)備。
