提高生物質鍋爐燃燒效率的方法探討

李伯成

(重慶力宏精細化工有限公司，重慶400000)

　　重慶市主城區內是一個禁止使用燃煤鍋爐的城市，在前幾年天然氣供應緊張的情況下，我們公司建設使用了重慶市第一臺生物質鍋爐，我也有幸同鍋爐廠技術人員一起全面參與了生物質鍋爐的設計、安裝、調試、使用管理，對其燃燒技術、燃料的特性、鍋爐爐渣的環保處理有一定的掌握，在工作中不斷改進，提高其燃燒效率。后來公司專門成立了節能公司拓展業務，對西南片區近20臺鍋爐進行燃燒生物質改造，進行合同能源管理模式經營，效果良好。下面是我在工作中在提高生物質鍋爐燃燒效率方面的摸索的一些方法，供大家參考、探討。

　　1實現均勻燃燒，從而提高鍋爐燃燒效率。

　　(1)許多工廠為連續化生產，用汽量24小時基本均衡穩定，故要求鍋爐供出的蒸汽壓力及品質穩定。實現均勻燃燒首先實現進料均勻，保持連續進料、防止斷料。就像開汽車正常運行時，油門輕重要均勻一樣。燃燒穩定，用汽量波動時調整要勤調、少調，防止大幅起落式的調整。

　　其次是控制好燃料的質量。供應商提供的袋裝的成品粉狀秸稈燃料，要符合秸稈入爐尺寸要求，盡量細碎，粒度合適，保持與氧氣的良好結合面。燃料水分保持在20％以下，降低著火溫度。燃料灰分保持在18％以下，以提高燃盡程度。盡量選用木質或者竹質的生物質顆粒燃料以提高鍋爐的燃燒效率，盡量避免使用康粉燃料。

　　(2)在投料區料斗后面的出料口加裝調節閘板以調節出料量的大小，初步進行燃料量的控制。

　　(3)為及時響應生產線偶爾的波動，實現自動控制，在傳輸帶傳動裝置的動力控制系統加裝變頻器，在鍋爐蒸汽出管上加裝壓力傳感器，通過設定一個車間穩定使用的蒸汽壓力中間值，通過壓力傳感器與控制電機轉速的變頻器聯鎖控制，通過PID調節實現傳送帶速度的無極調節以控制燃料輸送速度，以保障燃料的充分燃燒，提高自動化程度。

　　2提高軟水進水溫度，充分回收、利用好蒸汽冷凝水。

　　大多數工礦企業冷凝水回收裝置常用的是用開放式回收水箱集中回收蒸汽冷凝水，但散蒸汽排放損失較多，熱能損失較大。我廠2013年投資了20萬元引用了一臺全密閉帶壓回收機，蒸汽冷凝水、汽回收率達99.5％，節能效果很好。能使各生產單元產生的蒸汽冷凝水和散蒸汽一并加壓回收至鍋爐使用。而且能節約大量的軟水資源。

　　3鍋爐燃燒室科學設計，以提高鍋爐燃燒效率。

　　生物質鍋爐燃燒方式為懸浮燃燒。一種進料方式是利用送料鼓風機將生物質顆粒燃料與氣流均勻混合送到投料風機的進口，吸入氣流混料罐中在氣流作用下均勻分散后，從噴吹管噴吹進入鍋爐爐膛前部的高溫的燃燒室燃燒并產牛大量可燃性煙氣，在引風機作用下進入鍋爐上回程對流段以保證充分燃燒，釋放熱量。故生物質鍋爐設計為微負壓燃燒，即引風機安裝在鍋爐本體、省煤器的后面；鍋爐一般采用自然循環的汽包鍋爐，爐膛型式及幾何尺寸需精心設計，長寬高的比值對燃燒效果非常關鍵。爐膛深度應盡量符合火苗的長短，對于中心回燃式的鍋爐還應加大出口處的直徑，保證回流燃氣所占的體積。

　　由于安裝地勢或其他原因，另一種進料燃燒方式是用螺旋輸送上料機提升至上方進料。這種方式需增加一次鼓風機，在提供燃燒用空氣的同時，起到擾動的作用。送風管是一根通向鍋爐爐膛，一根通向密閉式料斗，以保證燃料燃燒所需的足夠的氧氣，以達到完全燃燒的目的。當然一次鼓風與后面的二次引風的風量、風壓的配比是關鍵參數，且根據燃料情況變化而需要調整，故一次鼓風機和二次引風機控制都需增加變頻器控制。

　　4爐管等正確選材以降低鍋爐故障從而保障鍋爐安全、持續、穩定運行，實現均勻燃燒，從而提高鍋爐燃燒效率。

　　為防止高溫及低溫氯腐蝕，水冷壁管采用滲鋁碳鋼管、高溫過熱器采用SA一213MTP347鋼管，空氣預熱器采用E2鋼管。

　　5加強鍋爐吹灰，每班至少一次。爐膛出口一般采用凝渣管束。我們采用北京一家乙炔爆吹裝置吹灰系統，效果良好。這樣使鍋爐具有良好的防飛灰搭橋能力，使鍋爐受熱面均勻，減少鍋爐故障從而提高鍋爐效率。

　　6創造富氧燃燒的條件，以提高鍋爐燃燒效率。

　　(1)我廠最早建設的一臺是2012年利用20噸的煤爐圖紙改造設計出來的15噸生物質鍋爐。后來發現燃燒效率較低，故2013年再次新增一臺時充分考慮各種因素，將整個鍋爐本體安裝升高，底部給燃燒室空間留出充分的位置，以利于安裝風機，擴大燃燒空間，增大氧氣供給量，使燃料在爐膛內有足夠的停留時間有利于完全燃燒，投用后效果很好。故在2014年我將2012年建造的那臺15噸的鍋爐進料系統進行改造，在地上挖一地坑，將送料風機降低位置沉在水平以下安裝，同時增大進風口、擴大燃燒室空間，將原有的燃燒室(爐膛)做為燃盡室。這樣便于調節風送進去的物料的角度和位置，有利于富氧、完全燃燒，改造后使用效果非常好。

　　(2)在引風機動力控制系統加裝了變頻器，有利于電機平穩啟動和停機，也為了能根據需要的風量大小隨時調節風機電機的運行頻率。在鍋爐爐膛加裝了壓力傳感器，通過設定一個摸索好的最有利于燃燒的壓力值，通過壓力傳感器與控制風機電機轉速的變頻器聯鎖，通過PID調節實現變頻器調節風機電機的運行速度，以保障燃料的充分燃燒。

　　7我們摸索的一些其它使用經驗

　　(1)盡量提高燃料預熱溫度，在著火和燃燒階段，要保證空氣和燃料的充分混合，在燃盡階段，要加強擾動混合，同時適當的提高爐溫。要保持燃料燃燒充分，提高燃燒效率，正常運行中需要足夠高的爐膛溫度，一般情況下爐膛溫度在750-930攝氏度。

　　(2)秸稈燃料的含碳量低、揮發分大、灰分大、燃料空隙率大、燃盡時間長。故考慮到此特性，為保證生物質顆粒燃料在爐排上和爐膛中有足夠的停留時間，以使燃料能夠充分燃燒，合適的富氧量為3％-6％。

　　(3)保持合理的火焰前沿位置，火焰前沿應該位于高端爐排與中部爐排的中間區域。