一款無爐排雙燃燒室爐體部分結(jié)構(gòu)示意圖，該燃燒設(shè)備采用雙燃燒室半汽化渦流燃燒技術(shù)，鍋與爐分體設(shè)計，由農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院農(nóng)村能源與環(huán)保研究所設(shè)計。
該鍋爐設(shè)計額定功率0.35 MW，常壓運(yùn)行，效率大于65%，可燃燒散料秸稈原料，每小時消耗燃料約125 kg。
為了適應(yīng)不同種類的生物質(zhì)燃料的燃燒，該燃燒設(shè)備特別設(shè)計為無爐排結(jié)構(gòu)。①無爐排的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得灰渣自然沉于底層，方便定時清理；另外，無爐排結(jié)構(gòu)可以適用多種生物質(zhì)燃料品種，秸稈、木材、顆粒燃料、壓塊及大粒徑棒狀燃料等均可使用；②為了避免生物質(zhì)的高堿金屬沉積影響，該鍋爐進(jìn)行主次兩段燃燒室設(shè)計，分燃燒室單獨(dú)多段多點(diǎn)供風(fēng)，主燃室主要維持燃料熱解所需溫度，并完成部分可燃?xì)饧疤苛５蜏厝紵瑫r不斷析出可燃?xì)獗灰攵稳紵遗c二次空氣進(jìn)行高溫燃燒；③二次渦流燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是延長可燃?xì)獾娜紵鞒蹋⒖繙u流沉降灰粒，燃燒后的高溫?zé)煔飧忧鍧嵉乇灰牒蟛康膿Q熱器部分；④該裝置采用鍋與爐分體設(shè)計，前部相當(dāng)于單獨(dú)的燃燒器，易于控制燃燒狀況，并處理所產(chǎn)生的灰粒凈化煙氣成分，減少后部換熱器的沉積腐蝕長度，同時，詼裝置可以結(jié)合生物質(zhì)燃料特點(diǎn)加大或縮小料倉及初級燃燒室容積。
一款變速鏈條爐排雙燃燒室生物質(zhì)成型燃料鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖，由鄭州某鍋爐有限公司設(shè)計生產(chǎn)。該鍋爐采用變速爐排雙燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計。與上述其他產(chǎn)品思路相同，該鍋爐采用爐排變速運(yùn)動帶動燃料燃燒，可實(shí)現(xiàn)燃料與風(fēng)量風(fēng)速的最佳匹配，避免結(jié)渣；雙燃室結(jié)構(gòu)的設(shè)計可有效減少沉積腐蝕。
該鍋爐主要設(shè)計參數(shù)如下。
額定蒸發(fā)量：15 t/h
額定工作壓力：1. 25 MPa
額定飽和蒸汽溫度：19 30C
排煙溫度：168℃
設(shè)計效率：81. 1%
鍋爐水容量：21.5m3
過量空氣系數(shù)：1. 65
該鍋爐的具體結(jié)構(gòu)具有如下幾個顯著特點(diǎn)：①多燃燒室設(shè)計，設(shè)置裂解燃燒室、高溫氣（固）相燃燒室、二次燃盡室；②前后分段多次結(jié)合燃料匹配供風(fēng)、梯次配氧系統(tǒng)，保證燃燒最優(yōu)化工況；③添加吹灰機(jī)構(gòu)，及時清除沉積物，避免結(jié)焦產(chǎn)生深度腐蝕；④采用爐排變速運(yùn)動，隨時根據(jù)燃料及工況調(diào)整運(yùn)行速度。根據(jù)爐排設(shè)計要求，該鍋爐適合各種生物質(zhì)原料壓縮的塊狀、棒狀成型燃料等。
實(shí)際運(yùn)行時，生物質(zhì)成型燃料從上料機(jī)構(gòu)均勻地進(jìn)入高溫裂解燃燒室，著火后，燃料中的揮發(fā)分快速析出，火焰向內(nèi)燃燒，在氣（固）相燃燒室內(nèi)迅速形成高溫區(qū)，為連續(xù)穩(wěn)定著火創(chuàng)造條件；裂解區(qū)內(nèi)的成型燃料在高溫缺氧的條件下不斷地快速分解為可燃?xì)怏w，并被送往氣相燃燒室內(nèi)進(jìn)行可燃?xì)獾娜紵辉跉庀嗳紵耐瑫r，90%以上揮發(fā)分被析出，剩余的固定碳骨架在固相燃燒室內(nèi)進(jìn)行固相燃燒，完全燃盡后的灰渣排往渣池或灰坑；在輸送過程中，一小部分小顆粒燃料和未燃盡的微粒在風(fēng)力的作用下在氣（固）相燃燒室內(nèi)懸浮燃燒；燃燒過程從多個送風(fēng)口按比例自動調(diào)配、補(bǔ)充所需氧氣，為爐膛出口的可燃?xì)馊紵迹耆紵蟮母邷責(zé)煔馔ㄍ仩t受熱面被吸收換熱，再經(jīng)除塵后排向大氣。在對流煙道處增加了吹灰器清除積灰。
一款設(shè)計有階梯往復(fù)爐排結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)成型燃料自控鍋爐，由山東多樂爐業(yè)公司設(shè)計生產(chǎn)，可使用各種生物質(zhì)成型燃料進(jìn)行燃燒。
該鍋爐結(jié)構(gòu)核心部件也是主要特點(diǎn)是，使用了階梯形往復(fù)爐排結(jié)構(gòu)結(jié)合一體式復(fù)合拱，采用脈沖式（方波式）自動給料裝置，配備預(yù)置式干餾氣化箱、雙“V’’形（U形）布料引火板，使低灰熔點(diǎn)型生物質(zhì)顆粒燃料的氣化燃燒更加充分，從而達(dá)到高效節(jié)能低排放。
該鍋爐燃燒結(jié)構(gòu)設(shè)計上充分體現(xiàn)了：①燃燒區(qū)域溫度維持在燃料的著火溫度之上；②適當(dāng)?shù)目諝夥旨壒┙o燃料，使燃料和空氣充分接觸；③提供燃料燃燒的足夠空間和時間。
實(shí)際運(yùn)行過程中，在燃料的供給上采取脈沖式（方波式）自動給料裝置，精確供給燃料的速度和數(shù)量，料箱燃料與預(yù)置式干餾氣化箱設(shè)計有隔絕機(jī)構(gòu)，避免回火；依靠預(yù)置式干餾氣化箱的雙“V’’形（u形）布料引火板結(jié)構(gòu)，使生物質(zhì)成型燃料在預(yù)置式干餾氣化箱完成干燥、干餾的過程，并形成初步穩(wěn)定的缺氧汽化燃燒狀態(tài)。在點(diǎn)燃初期，引火板有效地將熱量圍在于餾汽化箱內(nèi)，對燃料的進(jìn)一步干餾汽化起到一定的促進(jìn)作用，在燃燒正常時，能阻擋多余的熱量對于餾汽化箱的輻射，保證干餾汽化箱內(nèi)的燃料既完成干燥干鎦的過程，又不會導(dǎo)致燃料出現(xiàn)黏結(jié)。同時，干餾汽化箱設(shè)置一次風(fēng)多級預(yù)熱風(fēng)道，風(fēng)道外圍設(shè)置了殼體保溫層，因而使預(yù)置式于餾汽化箱始終保持穩(wěn)定的溫度場，為生物質(zhì)成型燃料進(jìn)入燃燒器后穩(wěn)定燃燒創(chuàng)造條件。
該鍋爐設(shè)計功率0.2 MW。經(jīng)測試，鍋爐熱負(fù)荷滿足設(shè)計要求，實(shí)際運(yùn)行熱效率達(dá)到81. 3%，煙塵濃度47mg/Nm3, NOZ81 mg/Nm3；各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過國家標(biāo)準(zhǔn)要求。
為了避免結(jié)渣，該鍋爐采用階梯形往復(fù)推動爐排結(jié)構(gòu)，增加爐排下的冷卻速度’降低燃料層的溫度；階梯形往復(fù)推動爐排可以使燃料松動，形成一個相對運(yùn)動的狀態(tài)，加強(qiáng)爐排通風(fēng)，保證燃料與空氣的有效接觸面積。階梯形往復(fù)爐排采用高低結(jié)合的爐排形式，動排斷層高度能形成一個高的階差，推動力明顯，將軟化的渣層錯開，使渣層形成一個小粒度的渣塊，使渣層中固定碳與空氣接觸，減少固體不完全燃燒熱損失。
一體式復(fù)合拱以及四級燃燒室加大了燃燒空間，是保證揮發(fā)分充分燃燒的關(guān)鍵部件，同時也對減少沉積、沉降灰粒起著重要的作用。
以上實(shí)例僅僅是我國該行業(yè)優(yōu)秀設(shè)備的一部分，還有諸如吉林華光公司生產(chǎn)的顆粒燃料氣化鍋爐等，都針對生物質(zhì)成型燃料進(jìn)行了專門設(shè)計，并開始推廣應(yīng)用。
可以看出，根據(jù)生物質(zhì)成型燃料特點(diǎn)設(shè)計的生物質(zhì)成型燃料采暖設(shè)備，都具備多級匹配供風(fēng)、多室分相燃燒的模塊，并且都采用燃燒過程進(jìn)行降塵除灰，依靠爐排及爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化燃燒工況來減少結(jié)渣與腐蝕程度。
必須承認(rèn)，我國研究應(yīng)用生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備的工作剛剛開展，用戶使用時間還不是太長，還有各種各樣的問題沒有被發(fā)現(xiàn)。面對問題，我們一定會積極應(yīng)對解決，許多適合中國成型燃料的新思路、新技術(shù)正在探索過程中。隨著研究和應(yīng)用技術(shù)工程化的深入，相信不久的將來會有更加出色的生物質(zhì)成型燃料燃燒設(shè)備貢獻(xiàn)于社會，造福于人們的美好生活。
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