生物质锅炉给料系统设计及应用

生物质发电工程给料系统优化设计摘要：本文主要叙述了燃煤循环流化床锅炉与生物质发电厂锅炉给料系统的设备构成及两种系统的区别，与以往生物质电厂给料系统的设备构成及布置形式相比，平邑生物质发电厂给料系统的设备构成及布置形式进行了优化设计，并总结了其设计优点。

关键词：生物质、给料系统、料仓、螺旋给料机0引言农作物秸秆作为燃料已有很久远的历史，直至1973年第一次石油危机，丹麦开始研究利用秸秆作为发电燃料。

在秸秆发电领域，丹麦BWE公司是世界领先者，第一家秸秆燃烧发电厂与1998年投入运行。

近几年，世界各国开始高度重视秸秆发电项目的发展，是21世界发展可再生能源的战略重点和具备发展潜力的战略性产业[1]。

直接燃烧发电的锅炉主要根据燃烧方式分成固定床和流化床：固定床燃烧方式多采用往复式炉排、振动式炉排、链条式炉排、马丁炉（多见于垃圾炉）等炉型；流化床燃烧方式多采用流化床、循环流化床、二级流化床等炉型。

在生物质直燃的锅炉中，固定床锅炉采用较多，技术水平较高，流化床锅炉在国内正处于工业化方面的试用及推广阶段。

本文就循环流化床锅炉给料系统的布置形式及特点进行分析，讨论给料系统的存在的问题，并结合实际工程对给料系统进行优化。

1 循环流化床给料系统某生物质发电工程应用的秸秆直燃锅炉是江联重工股份有限公司设计制造的130t/h循环流化床锅炉。

该锅炉于2014年5月开工建设，现已投产。

锅炉的炉前给料系统由张家港市鑫港机械制造有限公司制造，给料系统已投入运行，运行过程的问题已经体现出来，本文就相似工程采用的不同给料系统进行对比，对给料系统的构成及布置进行优化，使给料系统能更好的应用于实际运行中。

1.1燃煤给料系统常规燃煤循环硫化床锅炉的给煤系统的布置形式原煤经输煤皮带进入炉前原煤。

原煤从原煤仓经落料管落至称重式皮带给煤机，送至锅炉给煤口。

每个原煤仓对应1条给煤机，任意1台给煤机的给煤量都可以满足锅炉满负荷运行，正常情况下每台给煤机各带33.3%负荷运行。

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。

生物质锅炉生物质锅炉概述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。

生物质锅炉设计思路与方法摘要：近年来，我国的农业有了很大进展，玉米、水稻等农作物秸秆、农林产品加工废弃物等可再生资源非常丰富，这些原料经过回收进行集中资源化利用，一方面可以给企业创造利润，增加农民收入;另一方面，生物质成型燃料直接作为锅炉燃料供热取暖，对保护环境、降低大气污染物排放、改善生态、提高农民生活水平等都具有重要作用，是生物质燃料利用的一种有效途径。

我国生物质能利用尚属初级阶段，建立生物质燃料供热标准体系，发展壮大专业化供热企业，确保生物质能供热产业可持续健康发展任重而道远。

本文首先分析了生物质锅炉燃烧特性，其次探讨了生物质锅炉设计思路，然后就生物质锅炉设计方法进行研究，最后论述了生物质燃料供热的发展，以供参考。

关键词：能源;生物质;锅炉;供热引言随着我国目前对污染治理和环境保护工作的日益重视，以及城市环保政策的不断实施，在城市中心区和一些对环境要求比较严格的地区燃煤锅炉的数量正在不断减少，电加热锅炉的数量在不断提升，且上述几种锅炉还伴随有燃料运行成本高、设备投资较大等问题。

于是在此背景下，既满足环保排放，不对环境保护治理造成过大压力，运行成本又相对较低的燃生物质锅炉，在锅炉行业中所占的比重越来越大。

1生物质锅炉燃烧特性生物质锅炉对燃料的适用性强，能适用大部分燃料，但不适用于多种燃料混烧，特别是粒度、密度相差很大的燃料。

对燃料的适应性强，主要表现为不同品种的燃料可以掺烧，若掺烧燃料的特性较差，可能会影响锅炉带负荷，锅炉效率下降。

炉膛温度低，可有效防止高温腐蚀和积灰的形成；炉膛出口温度低，加入氧化钙等可有效抑制二氧化硫和氮氧化物的生成。

2生物质锅炉设计思路对生物质成型燃料，通常易着火且易燃尽，并不需要很高的燃烧温度来提高燃烧效率，过高的温度不仅会造成氮氧化物升高，还有结渣、腐蚀加剧等风险;另一方面，温度也不宜过低，否则会降低燃烧效率，并造成一氧化碳超标。

兼顾高效与低氮，燃烧温度不宜超过1000℃，也不宜低于700℃，可以针对具体的生物质原料通过实验及模拟，确定最佳温度区间。

生物质锅炉系统在建筑中应用的案例
咱来唠唠生物质锅炉系统在建筑里应用的案例哈。

就说我知道的那个小乡村的学校吧。

这学校以前冬天取暖可愁人了，用那种老式的小煤炉，又脏又不安全，还不咋暖和。

后来呢，就装上了生物质锅炉系统。

这个生物质锅炉啊，烧的是生物质燃料，啥是生物质燃料呢？就是像农作物秸秆、木屑啥的，这些东西在当地可多了，到处都是秸秆，以前农民还发愁咋处理呢。

现在好了，收集起来就能给锅炉当燃料。

这锅炉一烧起来啊，整个学校都暖和和的。

它的原理也不复杂，就把生物质燃料送进去，像做饭生火似的点着了，不过这是高科技版本的生火哈。

然后产生热量，通过管道把热水送到各个教室和办公室的暖气片里。

而且啊，这个生物质锅炉系统还挺环保的。

不像以前烧煤的时候，黑烟呼呼的往天上冒，脏得很。

现在用生物质燃料，排出的废气少多了，对环境友好，就像给学校周围的小花草、小动物都送了份大礼似的。

还有个大工厂的厂房也是用这个生物质锅炉系统。

这厂房可大了，以前用电力取暖，那电费跟流水似的，老板心疼得直跺脚。

后来换了生物质锅炉系统，省钱就不说了，关键是它的供热效果还特别好。

工人们也高兴啊，以前在厂房里冷得直哆嗦，手都不想伸出来干活。

现在暖和得很，干活都更有劲儿了。

而且这个生物质锅炉系统可以根据厂房不同区域的需求来调节温度，就像贴心小管家一样。

这生物质锅炉系统在建筑里的应用啊，真的是好处多多，又环保又能让大家在建筑里舒舒服服的。

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（如木材、秸秆、木屑等）进行热能转换的设备。

其工作原理主要可以分为供料系统、燃烧系统、热能回收系统和排放系统。

首先，供料系统会将生物质燃料送入燃烧室中。

燃料可以通过自动供料装置或手动加入。

进入燃烧室的燃料被均匀分布，以确保燃烧的稳定性和高效性。

其次，燃烧系统是生物质锅炉的核心。

燃料在燃烧室中与空气充分混合，并点燃燃料，产生高温燃烧烟气。

炉膛内部有多个燃烧区，分层燃烧可以提高燃烧效率和环保性能。

同时，在燃烧过程中，通过控制供氧量和燃料供应，可以实现调节锅炉的热输出。

第三，热能回收系统利用燃烧产生的高温烟气，传导热量给水，将水加热为蒸汽。

多级布置的换热器和冷凝器可以最大程度地回收烟气中的热能。

蒸汽产生后，可以用于加热供暖系统、蒸汽轮机发电等用途。

最后，排放系统用于处理燃烧产生的废气和灰渣。

这些废气经过除尘器进行固体颗粒物的过滤，同时通过脱硫和脱氮设备去除废气中的硫氧化物和氮氧化物，降低气体对环境的污染。

综上所述，生物质锅炉通过供料系统将生物质燃料引入燃烧室，燃烧产生的高温烟气经过热能回收系统加热水蒸气，并最终利
用此蒸汽转化为热能或电能。

同时，排放系统可以处理废气和灰渣，提高锅炉的环保性能。

小型生物质燃烧锅炉的设计与优化随着环保意识的逐渐提高，节能减排成为了社会的共识。

在各个领域中，工业和农业等领域的生物质燃烧力扮演着越来越重要的角色。

而小型生物质燃烧锅炉作为生物质燃烧技术中的一种，不仅能够有效利用生物质资源，而且对于对大气环境的污染相对较小，使用寿命也相对较长。

一、小型生物质燃烧锅炉的定义小型生物质燃烧锅炉指的是热水锅炉或蒸汽锅炉中燃煤、燃油等化石燃料所使用的燃料方式与小型生物质燃烧锅炉不同，小型生物质燃烧锅炉主要使用生物质作为燃料，如锯末、碎木屑等。

这种锅炉具有体积小、结构简单、操作维护方便、对环境污染小等特点，广泛应用于家庭取暖、小型工业生产等领域。

二、小型生物质燃烧锅炉的工作原理小型生物质燃烧锅炉主要是通过将生物质燃烧产生的热量传递给水或空气，以达到取暖或热水供应的目的。

整个过程中，重要的热交换部分是由烧炉室、换热器和烟道三部分组成的。

烧炉室燃烧生物质燃料，将其转化为热能，然后将产生的热量传递给热交换器。

热交换器中的水通过管路流动，将热量传递给要加热的物体或空气，以产生相应的温度变化。

而燃烧生物质燃料产生的烟气则通过烟道排放到室外。

三、小型生物质燃烧锅炉的设计要点在小型生物质燃烧锅炉的设计中，需要考虑以下几个方面：1.燃烧器的合理设计燃烧器的设计直接影响着锅炉的热效率，相应的也会影响到锅炉的运行成本。

一般而言，设计合理的燃烧器应该能够有效地将生物质燃料进行燃烧，同时保证在燃烧过程中产生的气体尽可能地完全燃烧，从而减少对环境的污染。

2.换热器的选择换热器的种类和数量对小型生物质燃烧锅炉的热效率有着重要影响。

同时，在进行设计时需考虑到各种因素，如水质的影响、水管设计、水流动状态等因素对换热效率的影响。

3.锅炉的整体设计在进行小型生物质燃烧锅炉的设计时，还需考虑到采用的燃料种类、供水方式、排气方式等各种因素。

设计要尽可能考虑到这些因素，并进行合理的整合，使小型生物质燃烧锅炉能够正常地工作，并且具有较高的热效率。

生物质给料系统方案研究摘要：本文以某项目为背景，研究设计了一种针对树皮、造纸浆渣和污泥的混合生物质给料系统，同时也满足输送设计煤种的要求。

结合工程实例和生物质燃料特点，为同类型的生物质发电厂的设备选型号提供参考。

关键词：生物质；螺旋给料机；炉前给料系统；生物质掺烧Research on the Scheme of Biomass Feeding SystemGUORui（CENTRAL SOUTHERN CHINA ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE CO， LTD OF CHINA POWER ENGINEERING CONSULTING GROUP，Wuhan 430071，China）Abstract：Based on a certain project as the background , thisarticle takes research and design a biomass feeding system for bark, paper pulp residue, and sludge, which also meets the requirements of conveying design coal. Combining the project experience and the characteristics of biomass, it also provides reference for feeding system for biomass power plants of the similar type.Keywords：biomass;screwfeeding equipment;biomass feeding system of boiler front;mixed biomass combustion.0引言生物质发电工艺分为直接燃烧发电、混合燃烧发电、生物质气化发电和沼气发电等不同类型，其中，直接燃烧发电应用最为普及和高效[1]。

生物质热能锅炉的设计与开发(标准版)概述本文档旨在介绍生物质热能锅炉的设计与开发过程。

生物质热能锅炉是一种以生物质作为燃料的锅炉系统，可以将生物质转化为热能，用于供暖、发电等应用。

设计要求在设计与开发生物质热能锅炉时，需要考虑以下要求：1. 燃烧效率高：优化燃烧过程，提高能源利用效率；2. 燃料适应性强：能够适应不同类型的生物质燃料，如木屑、秸秆等；3. 运行稳定可靠：确保锅炉系统在长时间运行过程中稳定可靠，具备自动化控制功能；4. 环保节能：减少燃烧过程中的排放物，提高能源利用效率，降低对环境的影响。

设计与开发步骤下面是设计与开发生物质热能锅炉的一般步骤：1. 需求分析：明确生物质热能锅炉的使用场景、功率需求等；2. 燃料特性研究：对可供选择的生物质燃料进行详细分析，包括燃烧特性、含水率等；3. 锅炉结构设计：设计锅炉的结构，包括燃烧室、换热管等；4. 自动控制系统设计：设计锅炉的自动控制系统，保证锅炉的运行稳定可靠；5. 压力设计：进行锅炉内部的压力设计，确保安全可靠；6. 性能测试与改进：对已完成的生物质热能锅炉进行性能测试，再根据测试结果进行改进。

参考标准在设计与开发生物质热能锅炉过程中，可以参考以下相关标准：1. GB/T -2015《工业锅炉通则》；2. GB/T -2013《锅炉能量效率》；3. GB/T -2015《工业锅炉水质》；4. GB -2014《锅炉大气污染物排放标准》。

结论本文档介绍了生物质热能锅炉的设计与开发过程，包括设计要求、步骤以及相关标准。

生物质热能锅炉的设计与开发需要充分考虑燃料特性、燃烧效率以及环境影响等因素，以实现高效、环保的能源利用。

同时，遵循相关标准有助于确保生物质热能锅炉的安全可靠性。

上料和给料系统是生物质发电工程的重要组成部分,其长期安全稳定运行关系到生物质发电厂的经济效益.本文介绍的生物质上料和给料系统不同于稻壳炉的上料和给料系统.一般稻壳炉上料和给料系统选用气力输送装置,再配以稻壳喷射器将稻壳喷入炉内[1].本文主要介绍黄秆和灰秆,如玉米秸秆、水稻杆、树皮等生物质的上料和给料系统.生物质上料系统大多数采用的是皮带机加炉前螺旋给料机的形式[2].因为国内与国外的主要燃料存在区别,国内对上料系统的研究尚不够充分,所以现场运行中依然存在系统卡塞、料仓搭桥的现象[3].目前,国内生物质发电厂上料和给料系统因工艺复杂、转点较多、设备选型多样化、日常维护不到位等问题导致输送系统故障率较高,严重影响机组的运行.本文通过介绍国内A 、B 、C 、D 等 4家生物质发电厂的上料和给料系统工艺,分析各工艺存在的问题,针对上料和给料系统的设计和运行管理提出意见,并提出简化输送系统的工艺方案,供生物质发电厂上料和给料系统设计与运行管理人员参考.上料系统主要涉及范围从露天料场、干料棚起到主厂房炉前料仓顶部为止.整个上料系统包括露天料场、干料棚、地下螺旋、带式输送机系统、解包机、除铁器、称重设备等及其它辅助设施.给料系统主要范围从炉前料仓到锅炉给料口为止.整个给料系统包括炉前料仓、取料螺旋、拨料器、炉前给料螺旋、给料螺旋冷却系统等. 1 生物质发电厂工艺分析 1.1 A 厂A 厂装机容量为1台130 t·h -1的高温高压锅炉及1台30 MW 汽轮发电机组.当地生物质燃料以玉米秸秆、小麦秸秆及林业废弃物为主.上料系统采用水平链板包料、皮带散料方式;给料系统采用炉前料仓+取料器+双螺旋给料方式.上料系统有2条线,1条为水平链板输送机包料上料,1条为皮带散料上料.A 厂上料系统俯视图和立面图如图 1所示.包料由佩纳的抓斗(1次2包)放入水平链板输送机上,经链板机分配隔板分成两路,分别经过1号、2号解包机进入料仓前的皮带上;散料由铲车放入地下螺旋落入皮带散料线,经溜管进入炉前料仓的皮带上.给料系统由料仓经过取料螺旋进入给料螺旋(每台锅炉配备4组双螺旋),经过水冷料塞送入锅炉.图 1 A 厂上料系统俯视图和立面图 Fig. 1 Top view and elevationdrawing of the conveying and feeding system in plant A从现场运行情况来看,皮带散料线运行情况正常,满足额定运行工况.包料线未投入使用,主要原因有:① 因打包机打包尺寸不一致,导致包料摆放不整齐,干料棚顶部夹包机夹料困难;② 散包机绳子缠绕情况比较严重;③ 大包上料线中间分料器不能均匀分料至两条上料线;④ 包料大部分为玉米皮,韧性大,解包机散包时易成团,在取料器处易卡塞. 1.2 B 厂B 厂装机容量为1台130 t·h -1的高温高压水冷振动炉排锅炉及1台30 MW 汽轮发电机组.燃料分为包料(玉米秸秆、小麦秸秆)和散料(黄色秸秆散料及林业废料)两种形式.包料分为大包(2.0 m×1.6 m×0.8 m)和小包(0.8 m×0.6 m×0.4 m).上料和给料系统由2条皮带线、2条链板包料线、1条皮带辅助线、溜管(没有炉前料仓)、双螺旋给料、水冷套等组成.B 厂上料系统俯视图和立面图如图 2所示.炉前分2条皮带(图 2(a)中1、4)上料(散料和小包料)和2条链板机(图 2(a)中2、3)大包整包给料皮带,炉侧有1条辅助皮带(图 2(a)中5)上料系统.辅助上料位置较高,通过2根溜管进入4条炉前上料皮带.整套系统没有料仓,通过4根溜管经过双螺旋给料机及水冷套进入锅炉内.图 2 B 厂上料系统俯视图和立面图 Fig. 2 Top view and elevationdrawing of the conveying and feeding system in plant B 从现场运行情况来看,散料线(图 2(a)中1、4)及辅助给料线(图 2(a)中5)运行情况正常,满足额定运行工况.包料线未投入使用(图 2(a)中2、3、6),主要原因有:① 解包机未能实现采购时厂家承诺的自动解包功能,打包所用的绳子还是较多地缠绕在解包机的滚筒上;② 给料系统水冷套部位堵塞严重,这是由于水冷套长度(2 m)过长造成的. 1.3 C 厂C 厂规模为2台65 t·h -1循环流化床锅炉和2台15 MW 汽轮发电机组.燃料主要为锯末、稻壳及质量分数为10%左右的软质秸秆.软质秸秆及尺寸较大的硬质秸秆在场内破碎至长度为150 mm 的短秸秆.上料方式为皮带炉前给料,每条线给料方式均为:每台炉1条皮带上料—炉前料仓(每台炉2个料仓)—取料螺旋—落料管—工频无轴螺旋给料—风套(播料风).没有料塞,主要靠锅炉负压以及播料风防止回火.C 厂上料和给料系统示意图如图 3所示.图 3 C 厂上料和给料系统示意图 Fig. 3 Schematic diagram of theconveying and feeding system in plant CC 厂上料和给料系统开始运行时出现的主要问题有:① 料仓大(1 h 的储量),堵料严重;② 给料螺旋较长,容易堵塞.针对这些问题,C 厂对给料系统进行了改造,基本解决了上述问题.改造措施有:① 将炉前料仓改小,目前料仓的储料时间为20 min 左右,基本上不会发生料仓堵料的情况;② 给料系统改成2级给料,1级给料采用变频输送螺旋(由4个水平放置的螺旋组成),2级给料采用工频无轴螺旋给料. 1.4D 厂D 厂采用水冷振动炉排高温高压生物质锅炉,规模为1台110 t·h -1锅炉和1台25 MW 汽轮发电组.燃料主要为小麦杆40%、林木废料20%(以上为质量分数).软质秸秆场内破碎至长度为30~50 mm.采用皮带炉前给料的上料方式.上料和给料系统工艺为:皮带上料+炉前料仓+取料螺旋(由8个水平放置的螺旋组成)+双螺旋给料+风冷套.上料和给料系统示意图如图 4所示.图4 D厂上料和给料系统示意图Fig. 4 Schematic diagram of the conveying and feeding system in plant D现场运行情况显示:炉前料仓不具备储料功能,只起过渡作用,由皮带速度控制进料量.炉前给料风冷套处密封差,运行时,炉前灰尘较大. 2 上料和给料系统稳定运行问题分析<4家生物质电厂中A、B和D厂均为高温高压水冷振动炉排锅炉机组,C厂为次高温次高压CFB锅炉机组.生物质燃料为玉米秸秆、小麦秸秆及林业废弃物等.C厂CFB锅炉机组采用碎料入炉的形式.D厂因上料系统结构简单,运转环节较少,运行情况较好.从现场运行情况来看,4家生物质电厂上料系统散料线运行情况正常,包料线基本未投入使用.上料系统基本能满足运行要求,但也存在问题,主要有:①因打包机打包尺寸不一致,导致包料摆放不整齐,夹包机夹料困难;②解包机滚筒绳子缠绕比较严重,不能实现解包散包功能;③包料上料线中间分料器不能均匀分料至2条上料线;④包料线位置较高,干料棚内夹包机操作人员放置位置有偏差;⑤上料系统比较复杂,现场维护工作量大;⑥皮带输送机系统本身的原因,包括托辊、胶带、滚筒、头尾部的支架等.诸多部件如果出现质量或安装问题,都会对燃料的正常输送造成很大影响.给料系统普遍存在问题有:①各厂对料仓的设置、料仓的大小存在不同的观点,实际运行中不设置料仓,料仓过大、过小均影响机组正常运行;②炉前料塞的设置、料塞的长度也影响机组的正常运行;③给料螺旋的形式采用有轴和无轴螺旋给料会影响机组的连续运行. 3 改进措施及建议针对上料和给料系统普遍存在的问题,提出如下改进措施及建议. 3.1 上料和给料系统设计生物质电厂上料系统一般为一次性建成,因此上料输送系统尽量考虑双路布置,互为备用.尽可能减少转运环节,降低设备故障率,提高系统可靠性;建议包料和散料均从干料棚内直接向皮带或者链板输送机给料.从4家生物质电厂运行情况来看,黄秆包料上料系统基本未投入运行.这是由于包料尺寸及堆放导致行车夹包困难,建议包料线取消行车夹包,采用电瓶叉车给输送系统上料,并将链板输送机设置在干料棚地面上.某生物质发电项目上料和给料系统方案如图5所示.该生物质发电项目上料系统设计为双路,分为散料棚和包料棚.散料通过铲车、推土机送入地下给料斗进入皮带,包料通过叉车送入链板输送机经散包机落入皮带输送机.两路皮带输送机直接爬升到主厂房炉前料仓的顶部,散料经过头部溜槽进入料仓,经料仓底部取料螺旋进入给料螺旋入炉.带式输送机从料场直接爬升到主厂房炉前料仓的顶部,其间没有其它转运环节,使得整个上料系统流程环节最少,从而确保带式输送机系统不会受到工艺流程的影响.图5上料和给料系统方案图Fig. 5 Process plan of the conveyingand feeding system3.2 地下给料针对秸秆、麦秆或林业废料等不同燃料,地下给料斗取料螺旋采用不同方式.对尺寸较大或未破碎的秸秆采用辊式给料机;对尺寸较小或经过破碎的的生物质燃料采用双螺旋料斗螺旋给料机.双螺旋料斗螺旋给料机 、辊式给料机如图 6所示. 3.3 料仓设置根据4家生物质发电厂实际运行情况,料仓的设置对于机组连续运行有很大影响.但料仓的容积不能过大,建议采用能满足20 min 储料量的容积.图 6 双螺旋料斗螺旋给料机和辊式给料机 Fig. 6 The double helixhopper screw feeder and roller feeder 3.4 给料螺旋形式炉前给料螺旋分为有轴螺旋和无轴螺旋,均属于易磨损部件,两种螺旋方式各有利弊.相同叶轮材质的有轴螺旋强度大,但容易被燃料中夹杂的石块卡塞;无轴螺旋不易卡塞,但强度不够.在加强运行管理的情况下,建议选用有轴螺旋进料. 3.5 设备采购皮带输送机系统设备零部件较多.诸多项目经验表明,驱动装置、传动滚筒、托辊等的质量对皮带输送机的稳定运行有较大影响[4].在设备选购时,对这些部件应严格要求,加强监造,仔细验收,可以有效杜绝因产品质量导致的故障问题. 3.6 加强日常管理及维护在运行情况良好的生物质电厂发现,日常管理维护工作非常重要.在皮带输送机系统自身质量、施工安装等得到保证的情况下,加强管理维护工作可以确保上料和给料系统设备的稳定、可靠运行. 4 结 论生物质发电厂上料和给料系统影响到整个机组的长期稳定运行,也是生物质发电厂维护量较大的设备.采用输送系统的工艺方案,减少中间转点,同时选择适合的设备,加强采购管理及日常维护,能有效地减少上料和给料系统故障,延长运行时间,增加生物质电厂经济效益.参考文献[1] 董菊梅,王帅.小型链条炉排稻壳锅炉的开发设计[J].能源研究与信息,2008,24(1):29-33.[2] 杨华,柳正信.生物质锅炉输料系统存在的问题及解决方案[J].能源研究与利用,2009(3):46-48.[3] 王超, 王建中, 王雅彬.生物质发电厂上料系统的改造与创新研究[J].能源与节能,2012(7):30-32.[4] 卢扬扬.崇阳生物质发电项目上料系统稳定运行分析及保障措施[J].科技信息,2011(33):282.。

一台生物质锅炉炉前给料系统的设计及改造成星星(南通万达锅炉有限公司，江苏南通226014)摘要：某生物质发电项目采用我公司设计制造的炉前给料系统，此套系统初期运行平稳，后期因燃料与设计偏差较大，水分多，难破碎，且破碎后容易粘结成团，导致炉前给料系统运行故障频发。

经反复论证，我公司对原炉前给料系统进行升级改造，提升了给料系统的可靠性和稳定性。

本文就此套给料系统的设计及改造方案进行阐述。

关键词：生物质锅炉；炉前给料系统；设计；改造1.前言某高温高压生物质发电项目采用我公司设计制造的炉前给料系统，该项目设计燃料主要采用当地广为种植的桜树加工后的下脚料(主要组成为桜树皮、木屑等)与其它生物质(稻壳、棉花杆、麦杆、木工板等)经烘干、破碎、均匀等工序后合理配比而形成的高热值混合燃料。

2.炉前给料系统的设计接到炉前给料系统的设计任务后，根据以往积累的设计经验，我公司设计团队按以下思路进行针对性设计：(1)在上料皮带下方设置存料的大料仓，料仓内可储存保证锅炉正常稳定运行约半个小时的燃料量，以保证皮带机的停机检修不影响锅炉燃料的供给。

料仓结构采用上小下大的形式,设置合理的仓壁角度，防止燃料在料仓内搭桥堵塞。

(2)在大料仓内设置承载物料的拨料器，缓解料仓下方螺旋输送机的运行压力，保障炉前给料系统的连续稳定运行，也便于检修人员对螺旋输送机进行检修(可通过停止相应位置拨料器的运行，控制燃料下落)。

为防止燃料在拨筒上缠绕，采用了新型大直径拨筒，增大拨筒周长，使燃料不能轻易在筒体上缠绕；针对燃料特性，优化拨筒上拨料齿的尺寸。

拨料器配套的动力装置为11KW变频电机和输出扭矩较大的减速箱，可根据锅炉负荷的需求灵活调整拨至料仓下方螺旋输送机的燃料量。

(3)考虑到设计燃料粘结性强、比重大等特性，拨料力矩相对较大，拨料器联轴器由刚性联轴器改为带有力矩保护的柔性联轴器，以有效保护电机及变速箱,且易于检修。

(4)采用抗缠绕性较好的等径变距无轴双螺旋输送机，变螺距螺旋可有效松散物料，两组输送螺旋同时外翻，可防止物料向内压实堵塞,每台螺旋输送机配两台变频调速电机，可根据锅炉的运行负荷灵活调节燃料输送量，保证整个锅炉系统的连续稳定运行。

内蒙古立式生物质锅炉工作原理
内蒙古立式生物质锅炉采用立式设计，其主要部件包括燃烧室、传热面、烟气处理系统等。

燃烧室是生物质锅炉的关键部分，负责将生物质燃
料完全燃烧，产生高温烟气。

传热面主要由锅炉水壁、烟气预热器、过热器、空气预热器等组成，用于将烟气中的热能传递给水蒸汽。

烟气处理系
统用于净化烟气中的颗粒物和恶臭气体，保护环境。

1.燃烧过程：生物质燃料经过给料系统投入到燃烧室内。

在燃烧室内，生物质燃料与燃烧空气充分混合，形成可燃气体。

然后，该可燃气体被点
火并燃烧，产生高温烟气。

2.传热过程：高温烟气经过煤粉预热器预热，然后通过锅炉水壁，将
热能传递给水蒸汽。

水蒸汽在传热过程中吸收热能，逐渐增加温度和压力。

3.蒸汽产生：经过水壁传热的烟气进一步通过烟气预热器和过热器，
继续传递热能给水蒸汽。

在过热器中，水蒸汽的温度进一步升高，达到所
需的工作温度和压力，用于供热或发电。

4.烟气处理：燃烧过程中产生大量烟尘和恶臭气体，为了净化烟气并
保护环境，生物质锅炉配备了烟气处理系统。

该系统通过除尘器和多级净
化器等设备，对烟气中的颗粒物和恶臭气体进行过滤和净化，降低对环境
的污染。