燃棕榈壳锅炉的设计
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・经验交流・ 燃棕榈壳锅炉的设计 47
文章编号:1004—8774(2011)01_47_O2
燃棕榈壳锅炉的设计
莫智华
(广西西江锅炉制造有限公司,梧州543002)
Design of Palm Hull Fired Boiler
Mo Zhi—hua
(Guangxi Western Stream Boiler Manufacturing Co.Ltd,Wuzhou 543002,China)
摘要:详述棕榈壳锅炉的燃烧方式,并介绍了在75 t/h棕榈壳锅炉中的应用。
关键词:棕榈壳(棕榈纤维);燃烧方式;配风布置
中图分类号:TK229.92 文献标识码:B
0前言
随着国际社会对全球气候变暖问题的关注,以
及国内节能减排步伐的加快,加之世界性能源紧缺,
生物质燃料作为一种可再生能源,已经成为当今世
界许多国家应对全球能源危机和生态环境危机的重
要战略选择。
为了积极响应和贯彻国家的节能减排政策,实
现节能消耗、减少环境污染,我公司组织大量的技术
人员研制开发生物质锅炉产品,特别是燃棕榈壳的
锅炉,并努力使锅炉最大限度地提高燃烧效率,避免
出现锅炉结渣、燃烧不充分等一系列问题。
1棕榈壳燃料特性
棕榈壳是一种轻质高水分纤维燃料,要保证棕
榈壳迅速、良好地燃烧,就必须先把棕榈壳破碎成颗
粒状物质,经过给料器投入炉膛进行燃烧。
表1为棕榈壳(棕榈纤维)的燃料特性分析。
由表1可以看出,由于棕榈壳燃料发热量较低,
在锅炉内燃烧时必须投入比烧煤还要多一倍的燃料
量才能保证达到锅炉所需的炉膛容积热负荷。燃料
进炉后必须尽快地加热驱散棕榈壳颗粒中的水分,
但随之带来的问题是大量的燃料进入炉膛会产生局
部堆积,使燃料不完全燃烧及易于结焦,所以应及时
采取措施使堆积在炉排上的燃料摊开,加速燃料的
预热、着火。
收稿日期:2010—09—19 作者简介:莫智华 (1976一),设计部部 长,工程师,从事各类 工业锅炉和压力容器 的设计已经有14年。
表1 棕榈壳燃料的元素分析与发热值
2棕榈壳锅炉设计方案
针对棕榈壳燃烧的特性,在对各种燃烧方式进
行了系统比较研究的基础上,提出以下燃烧棕榈壳
锅炉的设计方案(如图1)。
图1 棕榈壳锅炉布置简图
峙诈 48 工业锅炉 2011年第1期(总第125期)
2.1燃烧设备
锅炉的燃烧设备采用高倾斜度的往复推动炉排
和蜂窝状固定炉排相结合的两级燃烧方式。高倾斜
度往复推动炉排的推动机构为液压传动,这种结构
可以减少传动时产生的振动,保证传动的平稳性。
传统的往复推动炉排的倾角都较小,棕榈壳(棕榈
纤维)进入炉膛后在进料口处大量堆积,第一级可
动炉排片推动上部燃料到达第二级固定炉排片时,
由于燃料颗粒轻、细,有部分燃料不能随可动炉排片
下到第二级固定炉排片上,而停留在第一级炉排片
上;当燃料再次下落到炉排面时与前次剩余的燃料
一起堆积,这样越积越高,就会形成爆燃或结焦出
现。采用倾角较大的往复推动炉排,在运行时由于
倾角加大,在炉排片作往复运动时燃料一部分由可
动炉排片推动到下一炉排片上,一部分由于倾角较
大产生自流,倾泻到下级的炉排片上,这样既可以减
少燃料在人口处的堆积燃烧,又可以使燃料均摊在
炉排面上,尽可能快的使水分蒸发,达到燃点。
燃料预热后由往复炉排上掉到蜂窝状固定炉排
上进行二次燃烧。蜂窝状固定炉排是由一块块开有
锥形孔的炉排片组合而成,这种炉排的好处是布风
均匀、不易漏燃料,炉底风经过蜂窝状孔加速后,穿
透上层燃料的能力增强,可以使其上的燃料得到充
分燃烧。
炉前在标高4 rn左右布置4个进料口,所处的
位置较高,燃料落入炉排面后再经过往复炉排的推
动、推散,使棕榈壳(棕榈纤维)在较短的时间内烘
干、点燃、燃烧。
2.2锅炉配风布置
在往复炉排和固定炉排下部设置有一次风,占 总风量的60%~70%,作用是使其上的燃料能够充
分燃烧。在炉膛燃烧区下部固定炉排的前墙和后墙
分别布置有二次风和三次风,这两道风都是补充燃
料在炉排上燃烧缺少的空气。在炉膛标高4 000
mm处左、右侧墙和后墙都设置了四次风,以分别调
整冷、热风量。由于棕榈壳(棕榈纤维)的灰熔点较
低,在运行时要控制炉膛燃烧区温度保持在880℃
以下,在炉膛设置冷、热风就可以调节炉膛的燃烧温
度,使之低于熔点温度从而解决燃料的结焦问题。
另外,燃料中的细粒大都随着炉底风带起来,再经过
二三四次风的搅动,在炉内悬浮燃烧,这样炉排面上
的燃料就只剩下大颗粒燃料,燃料问的空隙加大、阻
力减少,利于燃料的燃尽。
3 小结
综上所述,棕榈壳锅炉设计应做到:
(1)设计宽而高的炉膛结构;
(2)抬高入料口位置;
(3)燃烧采用高倾斜度的往复推动炉排和蜂窝
状固定炉排的两级燃烧方式;
(4)改善布风方式,通过冷、热风混合调节燃烧
温度。
通过以上措施,可在保证棕榈壳(棕榈纤维)完
全燃尽的基础上,使燃烧所产生的热量能及时散发
并被锅炉吸收,让燃烧所产生的灰能及时地得到冷
却,从而避免灰熔点较低的棕榈壳(棕榈纤维)的燃
烧结焦。
此设计方案在我公司出口菲律宾的一台75 t/h
棕榈壳锅炉进行应用并取得成效,该锅炉在满负荷
运行时的燃烧效率达到96%,热效率为86%,达到
国内先进水平。盟
征订启事
本部现有少量2010年度《工业锅炉》合订本,每本定价80元,订购者请汇款至本刊编辑部。
《工业锅炉》编辑部
2011年2月