1、2012 年第 7 期 2012 年 7 月新能源建设（总第 82 期）收稿日期： 2012- 06- 07作者简介：姬爱华， 1976年生，女，河南柘城人， 1997 年毕业于郑州电力高等专科学校热能动力专业，工程师 。1 锅炉设备简介大唐邓州生物质能 215 MW热电机组的锅炉为无锡华光锅炉股份有限公司的 UG- 75/9.8- J 高温高压生物质燃料锅炉 。为单锅筒 、集中下降管 、自然循环 、四回程 “M”型布置 。炉膛采用膜式水冷壁，炉底布置水冷振动炉排 。在炉膛内布置了屏式过热器，在冷却室和过热器室分别布置了高温 、中温和低温过热器1。额定蒸发量t/h75额定蒸汽压力（表压）MPa
2、9.8额定蒸汽温度540给水温度210给水流量t/h76.5排烟温度150锅炉热效率%88表 1 锅炉主要参数燃烧系统： a) 锅炉燃烧设备由炉前双螺旋给料机 、水冷振动炉排 、二次风管等设备组成； b) 秸秆场外破碎至一定尺寸后送入地下料库，再由螺旋卸料机送入皮带输送机，转运到炉前料仓，料仓底部装有6 根输送螺旋进入炉前 3 个双螺旋给料机，燃料通过炉前双螺旋给料机送入炉膛； c) 振动炉排与水平面呈一定夹角，炉排下为一次风室和出渣斗 。可以通过调节炉排振动的频率满足烧秸秆和出灰渣要求 。振动炉排面上开有小孔，燃烧所需的一次风从炉排小孔喷出，对炉排进行必要的冷却； d) 锅炉布风由二部分组成
3、：一次风从二侧墙炉排下分两个风箱 6 个风口送入风室，再经过炉排上的小孔进入炉膛 。风室中由隔板分隔成六个独立的风室，进风管上设有调节挡板可根据燃料和燃烧情况进行调节 。二次风布置在前 、后墙炉拱处，前墙布置了一层二次风，后墙布置了二层二次风，每层二次风管上均装有调风门（见图 1） 。2 生物质锅炉燃烧影响因素2.1 生物质燃料在振动炉排上的燃烧过程锅炉运行时炉排以振动方式周期性地输料和匀料，燃料在炉排上由于振动而被抛起，边燃烧边跳跃前进，炉渣由炉排末端排入捞渣机 。生物质锅炉燃烧调整方法分析姬 爱 华（河南省邓州市大唐邓州生物质能热电有限责任公司， 河南 邓州 474150）摘 要： 生物质
4、锅炉采用的炉排燃烧是新技术，它不同于煤粉炉的悬浮燃烧，因此生物质锅炉燃烧调整的目的是保证稳定的汽压 、汽温和蒸发量的前提下使落渣口处尽量不出生料，以降低料耗 。本文针对大唐邓州生物质能热电有限责任公司振动炉排锅炉，对影响燃烧调整的因素进行分析，并对生物质锅炉燃烧调整的方法进行了探讨 。关键词： 生物质锅炉；燃烧调整；方法；分析中图分类号： TK227.1 文献标识码： A 文章编号： 2095- 0802- (2012)07- 0034- 03Analysis of Biomass Boiler Combustion Adjustment MethodJI Ai-hua(Henan Dengz
5、hou Datang Dengzhou Thermoelectric Biomass Energy Limited Liability Company, Dengzhou 474150, Henan, China)Abstract: Using the biomass boiler grate combustion is a new technology, it differs from the pulverized coal suspension combustion, therefore the biomass boiler combustion adjustment is designe
6、d to ensure the stability of the steam pressure, steam temperature and evaporation amount under the condition that the slag outlet trying not to make a meal, to reduce the material consumption. In view of Datang Dengzhou thermoelectric biomass energy limited liability company vibrating grate boiler
7、combustion adjustment, influence factors, and the biomass boiler combustion adjustment methods are discussed.Key words: biomass boiler； combustion adjustment； method； snalysis34 2012 年第 7 期 2012 年 7 月2.2 燃料性质2不同燃料如玉米秸秆 、花生壳 、锯末 、板皮和棉花秸秆等，燃烧情况是不同的，一类为草质结构，一类为木质结构 。草质结构如玉米桔杆 、麦秸着火快，燃烧时间短，在炉膛内一般不会形成堆积，
8、燃烧效果也比较好，但是棉花桔秆 、锯末 、板皮等着火慢 、燃烧时间长，容易形成堆积也不易燃烧完全 。因此，各种燃料要按燃料掺混原则进行掺配 。例如锯末 、稻壳等细质燃料绝不能单烧，掺混时比例也不能太大 。我厂的燃料构成主要为板皮 、花生壳 、木耳棒等，如何对这些燃料进行掺配是一门很大的学问，掺混的种类和比例对料耗大小有决定性的影响 。2.3 燃料水分含量振动炉排锅炉从性能计算 、辅机配置以及燃烧要求上都要求秸秆入炉状态收到基平均水分最大不应该超过 25%。但实际来说从农田收获到的青秸杆含水分都在 40%50%左右 。如果秸秆的水分过高，由于燃料水分蒸发需要 1 个过程，导致在炉膛内燃烧时间缩短
9、 ,造成燃料燃烬程度降低，从而使料耗增加 。根据大唐邓州生物质能电厂的实际运行经验，实际燃料水分含量往往在 40%左右甚至更高 。因此除对燃烧调整造成很大压力外，对料耗影响也很大，如表 2 所示 。由表 2 看出：在燃料配比相同的情况下，随着燃料水分含量的增加，料耗也随之增加 。而且远大于设计工况下料耗率小于 15 T/(104kWh)的要求 。当日发电量104kWh燃料配比%平均热值kcal/kg上料水分含量%料秏率T/(104kWh)21.07板皮（ 40）：木耳棒（ 40）：花生壳（ 20）1 900 41 17.1427.21板皮（ 40）：木耳棒（ 40）：花生壳（ 20）1 900
10、 45 17.4718.53板皮（ 40）：木耳棒（ 40）：花生壳（ 20）1 900 47 17.73表 2 燃料水分对料耗的影响2.4 一 二次风对燃烧的影响2.4.1 一次风对燃烧的影响一次风用于保证炉排面上燃料着火燃烧 。本炉燃料与一次风横向交叉混合，燃料进人炉膛以后在炉前堆积，需要空气量大，到后面燃料烧完或基本烧完，所需空气量减小，因此在满负荷的情况下，第一 、第二风室风门必须开大，保证燃料燃烧所需的氧气及一次风的穿透能力 .如果一次风供应不足，会产生大量青烟和还原性气体，影响燃料的完全燃烧和使炉排结焦 。第三风室一次风门要根据负荷情况 、燃烧和燃料情况进行调整；如果锅炉负荷较小，
11、燃料燃烧完全，燃料较干燥的情况下，第三道风门就可以开的小些，相反就要开大些 。2.4.2 二次风对燃烧的影响二次风的作用是扰动炉内烟气气流，压住火焰使火焰不过分上飘，同时在搅拌烟气时提供足够的高温氧气，使烟气中的火星燃烧完全 。当锅炉负荷增长到50%时，应启动二次风机以保证燃料后期燃烧的需要 。二次风启动后形成的气流能形成一层气幕，盖住扬起的火星 、小木炭等，可以使部分木炭颗粒摔回炉排，有利于燃料燃尽 。3 生物质锅炉的燃烧调整方法3.1 振动炉排的调整方法2011 年 8 月 14 日大唐邓州生物质能热电对 #1 炉进行振动炉排试验，根据厂家要求振动炉排最低 30 Hz，最高 38 Hz运行
12、 。分别将振幅调到 30 Hz、35 Hz、38 Hz进行物料试验，各种振幅物料从振动炉排头部到捞渣机的时间（见表 3） 。振幅Hz时间s30 12035 8538 60表 3 振动炉排试验数据姬爱华：生物质锅炉燃烧调整方法分析35 2012 年第 7 期 2012 年 7 月项目振动炉排参数 一次风压 二次风压 一次风挡板开度 A炉膛烟温时间s间隔s频率HzkPa kPa一风室%二风室%三风室%调整前 700 5 38 2.9 5.1 100 100 20 640调整后 550 5 39 3.3 7.5 80 100 20 710项目炉膛负压Pa二次风挡板开度前墙%后墙上%后墙下%一次风挡板
13、开度 B一风室%二风室%三风室%密封风上 下调整前调整后302010010080100- 150- 100100801001002020开 开开 关3.1.1 振动炉排的振动频率和振动时间的调整振动炉排的振动频率一般不随负荷的变化而进行调整，当燃料的粒度 、水分和负荷发生变化时，只是对振动时间和停止时间进行调整 。振动炉排的频率由下面 3 个因素决定： a) 低端炉排处的灰渣堆积厚度； b)在一定振动频率下，排渣处尽量不出没有燃尽的生料；c) 不能使炉排上有结焦现象 。根据调整试验得出：振动炉排的最佳振幅应该为 38 Hz42 Hz。炉排的振动时间决定燃料颗粒在炉排上的行走速度，振动时间越长，
14、其破坏焦渣的能力越强；炉排的停止时间在很大程度上决定燃料颗粒在炉排上的停留时间 。由于燃料的变化，如玉米秸秆 、板皮等的燃烧情况不同，因此燃烧调整时，要根据不同的燃料进行炉排的振动时间及频率的调整，对于秸秆类燃料，相同负荷下燃料体积大幅度增加，但易燃尽，若炉排停止时间过长容易使炉排前端大量堆积不能及时燃烧 。所以烧秸秆类燃料时应减少炉排停止时间和振动时间，使入炉燃料能及时摊开，做到及时翻滚和空气混合 。根据大唐邓州热电 #1 炉调整试验得出：在锅炉满负荷运行时，根据燃料性质不同，振动时间一般为 5 s8 s，停止时间为 10 min15 min。3.1.2 实际燃烧调整试验2012 年 2 月
15、 21 日，根据实际运行经验对 #1 炉进行了振动炉排参数的整定，目的是让入炉燃料既不形成堆积，又不过于分散，而是进入燃烧中心区域快速燃烧，使值班员建立起 “一味的增加炉排振动的间隔时间并不一定能够使燃料完全燃烧 ”的调整理念 。2 月 22 日进行了一次风各风室的配风调整试验，目的是让预燃区有一定的干燥风，且能卷吸到高温烟气对燃料进行干燥；并使主燃区有足够的风量使燃料进行完全燃烧；在燃尽区也有一定的风量补给 。综合以上两次调整试验结果， 2 月 23 日进行了以少出生料为目的的整体调整 。主要是减少燃烧量 、提高入炉风量 、提高炉膛烟温，使燃料入炉后能够快速燃烧 。调整参数见表 4。经过此种
16、调整后， 2012 年 3 月 #1 炉燃烧状况得到很大改善，料耗率基本降到了 15 T/(104kWh)以下 。4 结论a) 生物质锅炉燃烧影响因素主要是燃料性质 、燃料水分含量 、一 、二次风风量配比等，燃烧调整主要是通过振动炉排的振动频率和振动周期的调整 ,炉排各区一次风量的调整来实现的；b) 经过对燃烧调整方法的分析探讨， #1 炉的料耗从投产后的 16 T/(104kWh)18 T/(104kWh)降为 14 T/(104kWh)16 T/(104kWh)。生物质锅炉的燃烧调整，应根据设备具体情况，在实际运行过程中不断总结经验，在保证锅炉参数的前提下，尽量降低料耗，以保证机组的安全经济运行 。参考文献： 1 李海英 .生物质锅炉的性能论述 J.节能， 2008,(3） :86- 88. 2 中国电力科学研究院生物质能研究室 . 生物质能及其发电技术 M.北京：中国电力出版社， 2008.（责任编辑：高志凤）表 4 燃烧调整试验36
