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楊華，柳正信
(寶應協鑫生物質發電有限公司，江蘇寶應225800)
摘要：秸稈發電作為一種新生事物，是我國近年重點開發建設的可再生能源項目，2006～2008年國家先后投產了一批生物質電廠，生物質電廠為節能減排、資源綜合利用、社會主義新農村建設和電源結構調整作出了重要的貢獻。但生物質電廠在上料、出灰等技術上仍然存在瓶頸；文章綜述了生物質電廠上料系統組成，剖析了上料系統在設計及運行中存在的系統易卡塞，料倉搭橋等問題及原因；結合實際對系統進行了一系列的改造；成功地解決了生物質電廠上料系統存在的技術問題，實現了生物質鍋爐長周期連續穩定運行。
0前言
寶應協鑫生物質發電有限公司應用的秸稈直燃鍋爐是無錫華光鍋爐股份有限公司設計制造的UG75/5.3一J型水冷振動爐排爐。該秸稈直燃鍋爐工程于2007年2月1日開工建設.2007年9月16日通過了96h試運行，并移交生產。由于上料系統設計不夠完善.秸稈加工質量不符合要求，以及秸稈較長、潮濕和纏繞性強等原因，使上料系統在調試和試生產期間經常出現卡、堵料。爐前給料系統落料管下料不暢等，造成鍋爐運行不穩定、嚴重時解列。公司組織技術人員對上料系統不斷進行技術攻關和多次改造。目前秸稈上、給料堵塞的問題已經基本解決。
1上料及爐前給料系統
上料及爐前給料系統為無錫華光鍋爐股份有限公司與無錫市錫東橡塑機械有限公司聯合設計制造。
1.1上料系統
生物質上料系統為雙皮帶輸送系統。由散料坑、散料坑0#螺旋給料機(原設計無此設備，試生產過程中新增設備)、0#A/B皮帶、1#A/B待位平臺(鏈板輸送機)、A/B散包機、1#A/B皮帶、2#A/B皮帶、轉運站、3#A/B皮帶、爐前料倉等組成(見圖1)。可以同時或分別輸送散料或秸稈包。
1.2爐前給料系統
爐前燃料輸送設備由200m。方形倒錐結構(防搭橋)爐前料倉、5對一級螺旋卸料機(料倉)、3條二級皮帶給料機、3對三級雙螺旋給料機組成(公司秸稈爐有3個給料口)。設備全部為變頻調速，可控制給料量。
1.3上料及爐前給料系統工藝流程
①秸稈主要采取廠外破碎、打包，將秸稈打成1000mn×600mm×450mm的秸稈包(重約65)。秸稈包通過待位平臺送人散包機中，經散包機散解后送到I#A/B皮帶上，經2#A/B皮帶、轉運站、3#A/B皮帶送到鍋爐的料倉中。待位平臺采用變頻調節。可根據鍋爐負荷調節給料量。給料系統流程見圖2。
②散料主要采取不打包運輸進廠，散料卸在上料車間的堆料場內.通過裝載機推人地下料口，經雙螺旋、0#A/B皮帶、2#A/B皮帶、轉運站、3#A/B皮帶送到鍋爐的料倉中。
③爐前輸送過程是生物質燃料經垂直方向一級螺旋給料機輸出料倉，掉落到順向二級皮帶給料機上.再由二級皮帶給料機送人順向三級雙螺旋給料機，最后由三級雙螺旋給料機送人爐膛。
2上料系統存在問題及原因分析
(1)由于設計時散料口與0#A/B皮帶之間未設計安裝給料機，散料通過裝載機推入地下料口，造成散料口給料極不穩定，上料量無法控制，運行中料量過大經常壓住皮帶使皮帶過載跳閘，導致皮帶無法正常運行。
(2)轉運站2#A/B皮帶至3#A/B皮帶下方的落料斗皮帶處容易堵料，清理過程中發現主要原因是：一次散料輥與二次散料的輥散料齒之間間距較大。以及秸稈包存放時間過長，秸稈容易結餅：散包機散包不徹底，易造成餅狀部分秸稈進入上料皮帶，在落料斗處堵塞；部分秸稈包兩側打包用的長秸稈和塑料繩子在待位平臺上拆包時，清理不干凈。造成在皮帶轉換處搭橋形成堆積；因秸稈包散料后落料不均勻，瞬時大流量，使得從2#A/B皮帶落人3#A/B皮帶的落料斗時形成蓬料。
3上料系統改進的措施
(1)散料進料口處加裝雙螺旋給料機，型號LSS600*2—5.5M，變頻調速，出力0～25t/h，實現散料人爐源頭控制上料量；上料可做到連續均勻，保證鍋爐上料的需求，而且加裝給料機后皮帶卡死的幾率大大下降，對散料的品種適應性大大加強；同時避免了皮帶的頻繁啟停。
(2)將散包機的一次散料輥與二次散料輥散料齒輪間的間距由300mm調整為150mm；一次散料輥與二次散料輥旋轉方向由相向旋轉改為反向旋轉，降低了一次散料輥與二次散料輥對秸稈包喂料的功能.增加散包撕抽效果。這兩個措施基本解決了秸稈包散包不徹底的問題，見圖3。
(3)加強上料過程的運行管理工作。①把好秸稈原料的質量驗收關、上料關，盡量注意長料(一般要求料的尺寸小于200mm)不允許進入皮帶，控制稻草的水分(水分應小于30％)，防止水分大、秸稈結餅的稻草進爐。②在向待位平臺上擺放秸稈包時應控制好兩秸稈包之間間隙，要求秸稈包相互緊挨，待位平臺鏈板輸送機的速度與皮帶速度匹配，使皮帶上的料盡可能地均勻分布。
4爐前給料系統存在問題及原因分析
(1)一級螺旋卸料機螺旋與料倉下底板間隙及螺旋端部間隙為15mm偏小，極易發生卡料。
(2)一級螺旋卸料機給料口與二級給料機間距過小。秸稈停留時間過短；二級給料機的光皮帶容易打滑，一級螺旋卸料機運行后，皮帶機來不及走料。容易出現皮帶機壓死、不下料及料倉出口堵料、二級皮帶給料機經常卡跳等問題。
(3)秸稈料倉對于軟質秸稈(如稻草等)不能夠存料，主要原因是軟質秸稈易搭橋、堆料易成團，料倉僅起到過渡作用，對于硬質秸稈(如棉花稈等)料倉可以儲存一定的量。
(4)三級螺旋給料機頂端與爐膛間由于安裝防火門和水冷套的需要,兩者距離約有800mm左右,生物質燃料在水冷套與螺旋之間的空位處易發生堆料，導致堵料情況發生。
5爐前給料系統改進的措施
(1)采取割除部分一級螺旋給料機螺旋片，擴大間隙，螺旋片與料倉底板的間隙由15mm增大至3O～40mm，對減速比作調整，降低轉速增大輸出扭矩，梳型齒分料板改進、散料輥徑向尺寸調整等.基本解決了秸稈料在料倉地板與一級螺旋給料機之間的卡料問題。
(2)料倉整體上抬了1000mm左右，二級皮帶給料機進料槽結構由方形改為防搭橋的方形倒錐結構,高度加高1m并在進料槽內加裝撥料裝置(即一級螺旋給料機給料口與二級給料機間距由800mm增加至1800mm)：二級皮帶給料機光皮帶改成加強防滑人字皮帶，解決了秸稈在二級皮帶給料機皮帶處打滑、堵料現象。
(3)將料倉分隔為前后兩個倉，3#A皮帶落料口對應前料倉，主要以秸稈為主，3#B皮帶落料口對應后料倉，主要以稻殼、樹皮等散料為主。一級螺旋給料機給料口加裝了下料量調節擋板（以適應上稻殼時工況），可以實現多種物料配料方式。
料倉改造后二級皮帶給料機堵塞的幾率大大下降，即使前倉發生堵塞，后倉也可立即投料使用，停運該料倉進行清理，保證鍋爐運行。料倉及給料方式改造見圖4。
(4)三級螺旋給料機水冷套處接長螺旋約700mm左右。以把燃料強制推人爐內。解決了水冷套處堵料情況發生。水冷套前的防火門改接二級皮帶給料機至三級螺旋給料機的落料管上(立管)。防火門安裝在立管上，可避免在事故狀態下可能出現的由于水平管上存有燃料，防火門關不掉或關不嚴的情況。
6對生物質上料及爐前給料系統的幾點建議
(1)上料系統建議采取待位平臺+破碎機與待位平臺+散包機相接合的方式，便于對采購的多樣性生物質原料和長時間存儲的秸稈壓餅情況進行處理：有利于對不易散包的秸稈包和未破碎的秸稈進行二次在線破碎。
(2)上料系統從待位平臺(或散料口)到料倉輸送皮帶設計時應盡可能設計成一級防滑皮帶，盡量不用轉運站，減少中轉時堵料和揚塵污染。
(3)散料進料口處應安裝雙螺旋給料機，便于實現散料人爐時從源頭控制上料量和防止皮帶壓死：使上料能夠實現連續均勻，保證了鍋爐的上料需求。
(4)取消二級皮帶給料機。
因皮帶給料機易出現壓死、堵料、跑偏和不易密封現象。爐前給料盡可能采用二級給料方式，即一級螺旋卸料機(料倉)加二級雙螺旋給料機(爐前)方式.減少爐前給料的中間環節，減少給料機運行中堵料現象的發生。
(5)秸稈料倉因軟質秸稈易搭橋，在實際運行中基本起不到存料的作用，僅起到過渡作用，對于燃用軟質秸稈為主的生物質鍋爐，料倉容積不需要很大或可取消料倉。
7結語
寶應協鑫生物質發電有限公司秸稈直燃鍋爐系統從投產初期上料系統不正常運行，以至基本不能夠上秸稈料，生產不穩定。通過對上料及爐前給料系統改造，基本解決了料倉經常堵料、散料上料的不均勻性及不可控制性等問題。秸稈直燃鍋爐2008年累計運行6983h(291d)，鍋爐最大負荷達到85t，最小負荷40t，平均負荷55t/h，并且創造了最長連續運行達63d的記錄，并且已基本實現燃用稻、麥秸稈量達到設計值要求，秸稈直燃鍋爐實現了長周期連續穩定運行。 |
