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孫偉，李興國
(黑龍江省林業設計研究院)
[摘要]對現階段內國產主要生物質鍋爐生產廠家的產品特點及實際運行情況做了簡單介紹，以期初步了解我國現階段的生物質直燃技術的發展現狀，最后得出結論，我國國產化生物質鍋爐已經基本達到了實際工作的要求；生物質燃料的適應性較好，而且價格要遠低于進口產品，符合我國的實際特點，在國內具有廣闊的市場前景。
0引言
隨著社會對能源需求的日益增長，作為主要能源來源的化石燃料卻迅速地減少。因此，尋找一種可再生的替代能源，成為社會普遍關注的焦點。生物質能是一種理想的可再生能源，它來源廣泛，每年都有大量的工業，農業及森林廢棄物產出。在目前世界的能源消耗中，生物質能消耗占世界總能耗的14％，僅次于石油、煤炭和天然氣，位居第四位。而在發展中國家，生物質能占較大的比重，達到50％以上。據統計全球生物質能占可再生能源資源35％，在可再生資源中位居首位。1996年的我國生物質產量(主要是農作物秸桿)7.05億噸，而當年利用量不足30％，這說明我國生物質能的利用潛力還很大。
利用生物質能發電是生物質利用的一種重要方式之一。瑞典和丹麥的大城市都是利用生物質，通過熱電聯產的方式進行區域集中供熱的。生物質與化石燃料相比，具有以下優點：①可再生性；②低污染性：SOx、NOx排放濃度低；③生物質作為燃料時，在生長周期內，對大氣的SO2凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應。
本報告主要是根據我院的多次實地考察結果，經過分析和整理而形成的。其是對現階段內國產主要生物質鍋爐生產廠家的產品特點及實際運行情況做以簡單介紹，以期初步了解我國現階段的生物質直燃技術的發展現狀。
1國產生物質鍋爐介紹
國內目前的生物質鍋爐生產廠家主要有：無錫華光鍋爐股份有限公司、杭州鍋爐集團有限公司、濟南鍋爐集團有限公司、上海四方鍋爐廠等，另有部分其它鍋爐生產企業也相應的推出了一些產品，但因技術實力和加工技術等方面原因，推廣與應用不廣泛，因此本報告不做調查與分析。
1.1無錫華光鍋爐股份有限公司
鍋爐為單鍋筒、集中下降管、自然循環、四回程布置燃秸稈爐。爐膛采用膜式水冷壁，爐底布置為水冷振動爐排。在冷卻室和過熱器室分別布置了高溫過熱器、中溫過熱器和低溫過熱器。尾部采用光管式省煤器及管式空氣預熱器。爐膛、冷卻室和過熱器室四周全為膜式水冷壁，為懸吊結構。鍋筒中心線標高為32.00m。鍋爐按半露天。布置進行設計。鍋爐的其它詳細數據可見由無錫華光鍋爐廠的《UG一7513.82一J鍋爐說明書》。
鍋爐燃燒后的灰渣比為2：8或3：7，出渣口設有冷渣機。
無錫華光鍋爐廠對鍋爐的本體細節和上料部分考慮較細致，并在不斷完善設計。其鍋爐已在江蘇的淮安、寶印、連云港，安徽宿州和河北晉州等地的生物質熱電廠運行或正在安裝。
鍋爐在運行中主要出現了以下的問題。水冷振動爐排的金屬疲勞問題，據廠方介紹。在國外的類似鍋爐也存在類似的問題；鍋爐設計時曾考慮燃燒或摻燒煤的可能，但實際運行中無法達到預想的工作情況，故取消原設計中考慮的燃煤系統；鍋爐的入料口、風室和冷渣機等處漏風嚴重，其中風室的漏風問題已經采取措施解決；冷渣器容易結焦，廠方建議采用濕式出渣方式；實際運行效率要略低與最初的設計效率。
近期鍋爐廠根據實際使用情況，對鍋爐本體結構進行了修改，鍋爐本體采用用角管式鍋爐的自承重結構，尾部采用框架支撐結構。
1.2杭州鍋爐集團有限公司
杭州鍋爐集團有限公司生產的鍋爐同無錫華光鍋爐股份有限公司的產品相似，同樣采用了水冷振動爐排結構，鍋爐爐膛布置也基本相同，其主要特點是爐前進料系統相對要簡單一些，減少了設備故障率，同時也可以節省部分造價和運行電耗。
1.3濟南鍋爐集團有限公司
濟南鍋爐集團有限公司在采用丹麥BWE技術生產生物質鍋爐的同時。也開發出循環流化床生物質鍋爐，其燃料主要為生物質顆粒。其燃料主要通過機械壓縮成型，一般不需添加劑，其顆粒密度可達到1～0.7t/m3，這樣就解決
了生物質散料因密度低造成的燃料運輸量大的問題。但顆粒燃料的生產電耗高，一般每生產1t顆粒燃料需耗電30～55kW，因而成本較高，大約在300元/t。循環流化床鍋爐爐內一般需添加粘土、石英沙等作為底料已輔助燃燒。由于燃料呈顆粒狀，因而上料系統同輸煤系統一致，很適于中小型燃煤熱電廠的生物質改造工程，在國家關停中小型燃煤(油)火力熱電政策和鼓勵生物質能開發政策下有廣闊的市場前景。
1.4上海四方鍋爐廠
鍋爐本體為自然循環，N型布置，鍋爐本體采用角管式鍋爐的自承重結構，尾部采用框架支撐結構，爐膛和通道四周為全膜式水冷壁，通道內布置高、低溫過熱器，中間設噴水減溫器，在通道的進出121布置了二級對流受熱面，尾部設二段省煤器和空氣預熱器。鍋爐按室內布置進行設計，75t/h運轉層標高為6.00m，鍋筒中心標高為23.273m。
燃燒方式為室燃和層燃，爐排為鱗片式鏈條爐排，運行時左右兩條爐排同步運行。鍋爐的其它詳細數據可見上海四方鍋爐廠的(SF一75/3.82一T秸稈鍋爐設計說明書》。
此鍋爐結構較為簡單，采用的是鏈條爐排，進料口離爐排面3m，燃料通過爐前的六個進料口進入爐膛，進料口處設有角度可調的二次風進行布料。原設計燃料為壓塊秸稈，要求秸稈的尺寸≤30×30×5nan，最大尺寸不超過30×30×10mm，且厚度5～10rmn的燃料塊不超過總秸稈量的20％。但實際運行中燃燒的燃料為破碎后的散料秸稈和玉米芯、花生殼、稻殼以及木屑等，燃燒效果也達到了設計狀況。因而該爐對生物質燃料的適應性較好。根據廠方介紹，該爐也能摻燒煤，但未做過實驗來驗證摻燒的比例和效果。另外由于爐膛內構造的原因，如采用煤為燃料時可能會存在點火困難的問題。
鍋爐風系統分為一次風和二次風系統，配套風機型號與參數如下表：
鼓風機的風量與風壓較普通的燃煤鍋爐要大，主要是為了保證燃料部分懸浮燃燒。引風機的風量也較燃煤鍋爐要大。全爐膛為負壓運行。
鍋爐燃燒后的灰渣比為2：8，出渣口不設冷渣機。
整臺鍋爐結構較為簡單，因而運行和維護較容易，可靠性較好，燃料適應性好。現有河南長葛熱電廠、安陽靈瑞熱電廠和新密熱電廠已采用此型鍋爐，其中河南長葛熱電廠已經運行。
鍋爐在運行中主要出現了以下的問題。在運行中燃料為稻殼時，鍋爐的尾部受熱面磨損較大，其主要原因應是稻殼未燃燼，剩余部分含二氧化硅較高，隨煙氣帶出爐膛，直接沖刷鍋爐的尾部受熱面造成的；鍋爐爐排設計得過長，在實際運行中燃料在爐排中部附近就已經燃燼；燃料的進料口存在漏風問題；鍋爐的進料口未考慮防返燒情況，曾出現過燒壞爐前進料皮帶的情況。
2調查結論
生物質鍋爐在實際運行中也暴露出了一些問題，現各鍋爐廠正在不斷的調整和修改原設計，總體上正日趨完善。
已投產鍋爐運行暴露出的問題主要是：鍋爐的漏風較嚴重，影響鍋爐效率；爐前進料系統較復雜，應適當簡化；因國產的生物質鍋爐均為新設備，在設計時相對保守，在隨著生物質鍋爐的普及后，根據實際運行經驗可優化設計，降低生物質鍋爐的造價。
從以上四家企業的產品特點和運行情況來看，我國國產化生物質鍋爐已經基本達到了實際工作的要求，且對生物質燃料的適應性較好，而且價格要遠低于進口產品。符合我國的實際特點，在國內具有廣闊的市場前景。 |
