最新生物质锅炉给料系统设计及应用

生物质供暖方案引言生物质供暖是一种利用生物质作为燃料来提供供暖能源的方式。

与传统的化石燃料相比，生物质供暖具有更低的碳排放和更可持续的能源供应。

本文将介绍生物质供暖的原理、优势以及可行的方案。

生物质供暖的原理生物质供暖利用各种生物质资源作为燃料，如木材、秸秆、麦草等，经过适当的处理和加工后可以转化为高效的热能。

其原理包括以下几个步骤：1.原料预处理：生物质燃料通常需要进行切碎、破碎等预处理工作，以增加燃烧表面积和提高燃烧效率。

2.燃烧过程：生物质燃烧产生的热能可以用于供暖。

燃烧过程需要控制供氧量和燃烧温度，以确保燃烧效果最佳。

3.热能利用：通过燃烧产生的热能可以直接供暖，也可以转化为蒸汽、热水等形式进行传输和利用。

生物质供暖的优势相比传统的化石燃料供暖方式，生物质供暖具有以下几方面的优势：1.环保可持续：生物质燃烧产生的二氧化碳排放量与生物质生长过程中吸收的二氧化碳量之间存在一个平衡，因此生物质供暖是一种净零碳排放的方式。

2.资源丰富：生物质资源广泛，尤其是农作物废弃物和林业剩余物质可以作为生物质供暖的主要燃料。

这些资源相对丰富，能够满足供暖需求。

3.经济实惠：生物质燃料价格相对稳定，且通常低于化石燃料价格，能够降低供暖成本。

4.安全可靠：生物质供暖系统采用先进的控制技术，具有高效、稳定、安全的特点。

生物质燃烧产生的灰渣可以用作肥料或其他用途。

可行的生物质供暖方案生物质锅炉供暖系统生物质锅炉供暖系统是一种常见的生物质供暖方案。

生物质燃料在锅炉中燃烧产生热能，然后通过管道输送到供暖设备。

优点：•能够适应不同规模的供暖需求，可用于家庭、工厂等各种场所。

•锅炉可以自动调节供热温度，提高供热效率。

•锅炉设计合理，操作简单，维护成本较低。

缺点：•需要有充足的生物质燃料供应。

•锅炉占地面积较大，需要有合适的空间进行安装。

生物质颗粒供暖系统生物质颗粒供暖系统是一种基于生物质颗粒作为燃料的供暖方案。

生物质颗粒通过管道输送到燃烧设备，燃烧产生热能。

生物质电厂炉前给料方案的分析与改进摘要】：随着生物质发电厂项目逐渐增多,在设计过程中出现的问题也在施工和调试运行中反应了出来，主要集中在炉前给料系统的堵料、压料等问题上，这些问题导致机组运行不稳定。

本文结合工程实例和生物质燃料特点，给出了3种生物质电厂炉前给料系统方案，并分析了各自优缺点，可以为同类型的生物质发电厂的锅炉设计、给料设备选择及机组长期稳定运行提供参考。

【关键词】：生物质给料输送0.引言生物质能源一直被称作“绿色能源”，世界各国特别是农业发展程度较高的国家都在鼓励发展生物质能源。

主要生物质资源包括以下几方面：人工林的木质生物，农业废弃物（稻壳、甘蔗渣、玉米芯等），木材和家具行业的木材残渣（树皮、木屑等），用于糖和乙醇生产生物质（木薯、甘蔗等）。

相比较传统能源电厂的设计，生物质燃料的上料和喂料系统有较大区别。

我公司设计的泰国Ekaluck 项目和Esaan项目均是燃烧蔗渣的生物质热电厂，在设计和安装当中均出现了一些难点和问题，本文就生物质电厂炉前给料系统结合实际工程，分析和总结3种生物质电厂的炉前给料方案，可为生物质电厂选择给料方案提供参考。

1.方案1:伯利兹31.5MW综合发电厂项目采用的90t/h的锅炉，设有5个个料口，采用的是滚筒式喂料器+溜槽的设计，燃料通过皮带输送机输送至炉前，通过拨料装置落入喂料器前溜槽，通过变频电机驱动的三滚筒式喂料器，溜槽有一定的储料能力，并设置料位计。

喂料器后溜槽设置密封风和播料风将燃料送入炉内。

这个方案中，蔗渣喂料器除了达到密封防止漏入冷风的作用以外，由于喂料器上端储存着一段蔗渣，所以还能像煤粉炉的给煤机一样根据需要均匀的输送蔗渣。

当压榨故障或其它原因使蔗渣带过渣不均匀时，储槽的储料尚能给喂料器维持均匀入料一定的时间。

此方案的优点如下：(1)无料仓的设计，减少输料环节，避开了料仓搭桥和堵料的情况发生(2)蔗渣喂料器除了达到密封防止漏入冷风的作用以外，由于喂料器上端储存着一段蔗渣，所以还能像煤粉炉的给煤机一样根据需要均匀的输送蔗渣。

生物质锅炉原理生物质锅炉是一种利用生物质作为燃料的热能设备，其工作原理基于生物质的燃烧过程。

生物质锅炉的运行过程可以分为供料系统、燃烧系统、烟气处理系统和控制系统四个主要部分。

供料系统负责将生物质燃料输送到锅炉燃烧室。

生物质燃料可以是各种形式的有机物质，如木屑、秸秆、麦草等。

这些燃料经过预处理后，通过给料机或输送带送入燃烧室。

供料系统需要确保燃料的连续供应和适量投入，以维持锅炉的稳定运行。

燃烧系统是生物质锅炉的核心部分。

在燃烧室内，燃料与空气进行充分混合，并在适当的温度下点火。

燃烧过程中，生物质燃料中的碳、氢、氧等元素与空气中的氧气发生化学反应，产生热能。

这些热能通过锅炉的换热面传递给工作介质（如水），使其升温并转化为蒸汽或热水。

第三，烟气处理系统用于处理燃烧产生的烟气。

燃烧过程中会产生一些有害物质和颗粒物，如二氧化硫、氮氧化物和灰分等。

烟气处理系统通过采用除尘器、脱硫装置和脱氮装置等设备，对烟气进行净化处理，以达到环保排放标准。

控制系统对整个生物质锅炉的运行进行监控和调节。

控制系统可以实时监测锅炉的温度、压力、燃料供应等参数，并根据设定值进行自动调节。

通过合理的控制，可以保证生物质锅炉的安全稳定运行，并提高能源利用效率。

总结起来，生物质锅炉利用生物质燃料进行燃烧，通过热能转换产生蒸汽或热水，用于供热或发电。

其工作原理包括供料系统、燃烧系统、烟气处理系统和控制系统四个主要部分。

生物质锅炉的运行需要确保燃料的连续供应、燃烧过程的稳定和烟气的净化处理。

控制系统对整个过程进行监控和调节，以保证锅炉的安全高效运行。

生物质锅炉作为一种清洁能源设备，具有环保、可再生的特点，在能源领域具有广阔的应用前景。

双螺旋悬臂给料机在生物质上、给料系统的应用摘要：双螺旋给料机[[1]]是生物质电厂应用较为广泛的上料设备、给料设备，通常使用在输料通廊、炉前一级给料、炉前二级给料。

三种区域的环境不同，用途不同，存在的隐患、缺陷也不同，导致维护、维修、保养的方法也不相同。

根据作者在工作中积累的经验、碰到的实际问题，针对双螺栓悬臂给料机进行了详细分析，并积极寻找解决问题的方法。

关键词：悬臂给料机；生物质；炉前给料引言双螺旋悬臂给料机可以适用于多种生物质燃料，如秸秆、稻草、稻壳、芦苇、木片、果壳、玉米棒、颗粒等。

其中秸秆、稻草、芦苇韧性较强，尤其是当年的燃料含水分较高，韧性格外的强，一是燃料破碎比较难达到设计标准，二是会堵塞给料设备，导致设备频发故障与损坏，因此双螺旋悬臂给料机的大多数厂家在技术规范上要求燃料长度＜10cm，才能保障悬臂给料机的正常运行。

过长的燃料再加上本身的韧性，导致给料机推送困难。

悬臂给料机，顾名思义就是螺旋轴的一端是悬空的，在产品设计上，螺旋轴端的重量、长度大于驱动轴端的重量、长度，会存在扭矩不足、驱动端主设备固定装置松动、轴承损坏、密封损坏、减速机寿命短、电机烧损、链条或对轮损毁，甚至是轴断裂的现象，尤其是悬挂式减速机类型的给料机，更易发生设备故障。

螺旋绞龙叶片发生磨损后、直径变小，推送燃料不均匀，会产生设备堵料、不下料的现象。

绞龙分为有轴绞龙和无轴绞龙两种形式[[2]]，无轴绞龙结构简单，不易被韧性大物体缠绕。

输料通廊内的给料机常见的故障现象是出料口堵塞，其主要原因是下料口连接输料皮带，受输料皮带宽度的限制，出料口较为狭窄，在燃料破碎效果较差、燃料内含编织袋及编织绳缠绕的情况下，燃料会堆积在出料口，堆积严重时，会发生挤压带式输送机，导致输送机超流过载、托辊支架损坏。

同时也会导致出料口箱体的挤压变形，当出料口箱体向外变形时，箱体下方的挡料皮也会随之位移到带式输送机皮带外边，产生挡料皮磨损、漏料的现象。

生物质颗粒燃料锅炉生物质锅炉是锅炉的一个种类，就是以生物质能源做为燃料的锅炉叫生物质锅炉，分为生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉、立式生物质锅炉、卧式生物质锅炉等。

生物质锅炉特点1) BMF锅炉的特点锅炉采用最适合生物质燃料燃烧的燃烧设备----往复炉排。

锅炉在结构设计上，相对传统锅炉炉膛空间较大，同时布置非常合理的二次风，有利于生物质燃料燃烧时瞬间析出的大量挥发分充分燃烧。

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，实现生物质颗粒锅炉全自动安全可靠运行。

锅炉可配有燃油（燃气）点火燃烧器，实现点火自动化。

锅炉的给料、燃烧、除渣、给水、点火都可采用自动控制，操作非常方便。

锅炉配有自动清灰装置，能及时清除锅炉受热面的积灰，保证锅炉高效稳定运行。

锅炉尾部布置有省煤器、也可根据用户需要布置空气预热器。

相对传统的锅炉，锅炉效率更高，排烟温度低。

采用高效保温材料，锅炉表面温度低，散热损失可以忽略不计。

严格按中国国家规范和标准生产，所有受压部件均采用优质锅炉钢材。

每台锅炉出厂前都要经过严格的检验和测试，包括水压试验和X射线检测。

设置有人孔、检查门、观火孔等，维护保养十分方便。

生物质锅炉的最大特点是：节能、环保，且安装使用方便。

2) 燃料供应锅炉的燃料是BMF燃料，燃料由输料机送入炉顶料仓，然后由螺旋给料机送入炉膛，均匀散落在炉排上。

3) 燃烧过程燃料被螺旋给料机送入炉膛，在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热，干燥、着火、燃烧，此过程中析出大量挥发分，燃烧剧烈。

产生的高温烟气冲刷锅炉的主要受热面后，进入锅炉尾部受热面省煤器和空气预热器，再进除尘器，最后经烟囱排入大气。

未气化的燃料边向炉排后部运动，直至燃尽，最后剩下的少量灰渣落入炉排后面的除渣口。

4) BMF锅炉的环保排放BMF燃烧产生的灰份约占燃料的1.5%左右，为方便排灰，锅炉的后部布置有螺旋出渣机，实现连续清灰。

生物质锅炉的工作原理
生物质锅炉是一种利用生物质燃料进行供热或发电的设备。

其工作原理如下：
1. 加料系统：将生物质燃料（如木屑、秸秆等）通过输送带或螺旋送料器送入锅炉燃烧室。

2. 燃烧系统：生物质燃料在炉膛内被点火燃烧。

燃料在高温下分解，释放出可燃气体和灰分。

3. 燃烧控制系统：通过设定燃烧过程中的风量、燃料投入量和燃烧温度等参数，实现燃烧过程的控制和调节，以确保燃烧效率和安全性。

4. 热交换系统：燃烧产生的高温烟气通过锅炉管道与水进行热交换，转化为热能，使水得以加热。

5. 蒸汽或热水系统：经过热交换后，水转化为蒸汽或热水，用于供应热能或驱动汽轮机等发电设备。

6. 烟气处理系统：燃烧产生的烟气经过除尘、脱硫、脱硝等处理，以减少对环境的污染。

整个工作过程中，生物质锅炉通过控制燃烧过程和热交换过程，将生物质燃料的化学能转化为热能，实现供热或发电的目的。

同时，生物质锅炉具有可再生能源的特性，对环境影响较小，且生物质燃料的来源广泛，具有较好的可持续性。

生物质热电工程项目炉前给料系统设备技术规范书招标方：设计方：投标方：第一章技术规范1、总则1.1 本技术规范适用于炉前给料系统设备，它提出设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2 技术协议中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，投标方提供两套满足技术规范和所列标准要求的高质量产品及其相应服务。

对国家有关安全、环保等强制性标准，满足其要求。

1.3 投标方执行本技术规范所列标准。

如发生矛盾时，按较高标准执行。

投标方在设备设计和制造中所涉及的各项规程，规范和标准遵循现行最新版本的标准。

1.4 在签订合同之后，按本技术规范的要求，投标方提出设备的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、验收、试验、运行和维护等标准清单给招标方，由招标方确认。

1.5 设备采用的专利涉及到的全部费用均被认为已包含在设备报价中，投标方保证招标方不承担有关设备专利的一切责任。

1.6 投标方提供高质量的设备。

这些设备是成熟可靠、技术先进的产品，且投标方已有相同容量锅炉的制造、运行两年以上的成功经验，且已实践证明产品是成熟可靠的。

1.7 投标方有严格的质量保证体系，提供高质量的设备和功能完善的配套设施，以实现整个机组的安全、可靠和经济运行。

1.8 若技术规范各附件前后有不一致的地方，以有利于设备安全运行、工程质量为原则，由招标方确认。

2、技术概况3、工程条件：3.1 电源：交流电源供电电压：10kV，380/220V;直流电源供电电压：220V。

3.2 安装地点：锅炉钢架A0-BE间，锅炉炉前8.0m~13.1m~20.4m层（根据方案暂定）。

3.3燃料特性本工程主要燃料为生物质燃料。

燃料消耗量（单台）3.4 安装条件本工程炉前料仓及给料设备布置在炉前8m层与13.1m层与20.4m层之间，室内安装，有关与锅炉接口详见招标文件附图。

3.5 燃料输送系统自干料棚至锅炉间给料层设两条宽1600mm的上料皮带输送机。

生物质直燃锅炉设计计算生物质直燃锅炉设计计算3.1锅炉设计时主要的结构尺寸1）炉膛净空尺寸：250×250×14002）炉排有效面积250×600，共做3块，炉排小孔4mm，开孔率40%，炉排下两侧装导轨，机械传动3）前拱高200，长50；4）后拱高180，长3003）炉顶出口：天圆地方结构，出口60mm4）点火炉门80×80，装在侧强5）看火孔42mm6）炉前装料斗7）料层厚度60mm6）炉顶装省煤器，管子18mm，前后各布置测点一个。

8）每隔300mm一个测点，测点预留孔14mm，烟囱上布置一个测点9）支架高度800mm10）炉膛内衬80mm厚，布置抓钉11）整体用不锈钢外包装12）支架高度800mm13）整体外形长宽高：760×410×22003.2试验原料本试验是采用生物质颗粒燃料（玉米秸秆颗粒燃料），是由生物质燃料成型机压制而成的。

其尺寸是圆柱形，直径是8mm，燃料颗粒自然堆积密度为554.7kg/m3，其颗粒密度为1200kg/m3。

实验前用氧弹式量热仪测定玉米颗粒燃料的收到基净发热量qnet,ar ，qnet,ar=15132kJ/kg。

由燃料元素分析仪分别测定其收到基中C，H，N，S，O的含量，得到：Car=44.92%，Har=5.77%，Nar=0.98%，Sar=0.21%，Oar=31.26%。

用燃料工业分析仪分别测定其收到基水分含量（Mar），收到基挥发分含量（Var），收到基固定炭含量（Far），收到基灰分含量（Aar）。

如下：Mar= 9.15%，Var= 75.58%，Far= 7.56%，Aar= 7.71%。

3.3直燃锅炉设计的相关参数1）锅炉功率要求：10 kW；2）温度：查阅暖通空调设计指南（P63）可以得到室内空气温度在16-24℃范围内[2]，在试验期间实际测得当时温度为16℃，室外环境温度t0=10℃，排烟温度tpy低于烟气露点，150℃左右[20]，tpy =165℃；3）热负荷：查相关锅炉设计手册得炉排单位面积热负荷经验值700~1050kW/m2 [3-8]，由于低温及燃料易燃尽时取上限，所以取qF= 1050 kW/m2；炉膛单位容积热负荷经验值235~350kW/m3 [3-8]，因为低温及燃料易燃尽时取取上限，所以取qV= 350 kW/m3；4）过量空气系数：炉门和进料槽漏风系数△α= 0.2；炉膛进口空气过量系数α1= 1.5，炉膛出口空气过量系数α2,=α1+△α= 1.7；5）热损失：固体未完全燃烧损失q4=3.56%，CO未完全燃烧损失q3=2.5%，侧壁散发到室内的热量q5=0%；6）大气压力P=1atm总结以上数据绘制成下表1表1 直燃锅炉主要设计参数序号主要设计参数符号参数来源数值单位燃料参数1 燃料种类给定玉米桔杆2 燃料颗粒大小φs 燃料测定8 mm3 燃料颗粒自然堆积密度ρs 燃料测定554.7 kg/m34 灰渣自然堆积密度ρash 燃料测定1200 kg/m35 收到基碳含量Car 燃料元素分析仪测定44.92 %6 收到基氢含量Har 燃料元素分析仪测定5.77 %7 收到基氮含量Nar 燃料元素分析仪测定0.98 %8 收到基硫含量Sar 燃料元素分析仪测定0.21 %9 收到基氧含量Oar 燃料元素分析仪测定31.26 %10 收到基水分含量Mar 燃料工业分析仪测定9.15 %11 收到基挥发分含量Var 燃料工业分析仪测定75.58 %12 收到基固定炭含量Far 燃料工业分析仪测定7.56 %13 收到基灰分含量Aar 燃料工业分析仪测定7.71 %14 收到基净发热量qnet,ar 氧弹式量热仪测定15132 kJ/kg直燃锅炉参数15 功率W 10 kW16 温度thot,2 30-50℃，不超过70℃[1] 50 ℃17 室内空气温度thot,1 在16-24℃范围内选取[2] 16 ℃18 炉排单位面积热负荷qF 经验值700~1050kW/m2 [3-8] 1050 kW/m2低温及燃料易燃尽时取上限19 炉膛单位容积热负荷qV 经验值235~350kW/m3 [3-8] 350 kW/m3低温及燃料易燃尽时取取上限20 炉门和进料槽漏风系数△α参照文献[9]选取0.221 炉膛出口空气过量系数α2α1+△α 1.722 炉膛进口空气过量系数α1参考文献[10-13] 1.523 固体未完全燃烧损失q4 参考文献[14-16] 3.56 %24 CO未完全燃烧损失q3 参照文献[14-16]选取2.5 %25 侧壁散发到室内的热量q5 参考文献[17-19] 0 %26 室外环境温度t0 给定10 ℃27 排烟温度tpy 低于烟气露点，150℃左右[20] 165 ℃28 压力P 给定1 atm3.4烟气量的计算（1）二氧化物量vRO2二氧化物是指烟气中的量，其计算如下：vRO2=0.01866(Car+0.375Sar)=0.01866（44.92+0.375×0.21）=0.Nm3/kg（2）理论空气量va,0理论空气量是指每千克固体、液体燃料或每标准立方米气体燃料在化学当量比之下完全燃烧所需的空气量。