生物质锅炉燃烧设备及工作原理

生物质锅炉燃烧设备及工作原理

一、锅炉的基本概况（以龙基公司130t/h生物质灰秆锅炉为例）

锅炉是采用丹麦先进的生物质燃烧技术的l30t/h振动炉排高温、高压蒸汽锅炉。锅炉为自然循环、单汽包、单炉膛、平衡通风、室内布置、固态排渣、全钢构架、底部支撑结构型锅炉。

该锅炉设计燃料为枝丫、树皮、木屑、木片等灰色秸秆，辅助燃料为小麦秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆等。采用前墙抛料形式给料，配有点火油系统。这种生物质燃料含有包括氯化物在内的多种碱性物质，燃烧产生的烟气具有很强的腐蚀性。另外，它们燃烧产生的灰分熔点较低，容易黏结在受热面管子外表面，形成渣层，会降低受热面的传热系数。因此，在高温受热面的管系采用特殊的材料与结构，以及有效的除灰措施，防止腐蚀和大量渣层的产生。

锅炉采用水冷振动炉排加炉前气力给料的燃烧方式。锅炉汽水系统采用自然循环，炉膛外集中下降管结构。该锅炉采用M形布置，炉膛和过热器通道采用全封闭的膜式壁结构，保证锅炉的严密性能。过热蒸汽采用四级加热、三级喷水减温的方式，使过热蒸汽温度有很大的调节裕量。尾部竖井布置两级省煤器、一级高压烟气冷却器和三级低压烟气冷却器。空气预热器布置在烟道以外，采用水作为媒介的加热方式，有效地避免了尾部烟道的低温腐蚀。经过烟气冷却器的烟气和飞灰，由引风机吸入布袋除尘器净化，最后经烟囱排人大气。

给料系统由中转料仓、螺旋收集机、落料斗、螺旋给料机、落料管、插板门及膨胀节组成。炉前两个中转料仓用来接收和储存燃料系统传输来的燃料，燃料由中转料仓底部的螺旋收集机经落料斗输送到螺旋给料机，每个螺旋收集机对应3个螺旋给料机，燃料最终经过6个螺旋给料机由播料风吹入炉膛。播料风取自高压空气预热器后的热风。燃料由于强风的作用进入炉膛时被抛至炉排中高端处，因高温烟气和一次风的作用而逐步预热、干燥、着火、燃烧。随着振动机构的工作，燃料边燃烧边向炉排低端运动，直至燃尽，最后灰渣落入炉前的出渣口。在排渣口下方设有捞渣机，能使灰渣安全有效地排出炉外。在二、三烟气通道下方设有一个落灰口，从过热器落下的灰渣坠落后进入下方的捞渣机，排出炉外。

振动炉排由振动机构、风室、支撑件和炉排水冷壁组成，炉排水冷壁由全膜式壁组成，其上开有很多姐．5的小孔，作为一次风的通风口，炉排下部是风室。一次风进入炉底风室后再由水冷壁上的小孔进入炉膛，为燃烧提供所需的氧。在锅炉前、后墙各布置有许多二次风口，这些二次风约占总风量的一半。二次风在锅炉的燃烧中起着十分重要的作用，二次风搅拌炉内气体使之混合，使炉内烟气产生漩涡，延长悬浮的飞灰及飞灰可燃物在炉内的行程，它的合理使用可以使飞灰量减少，使飞灰可燃物降低。另外，对悬浮可燃物供给部分空气，有利于提高锅炉热效率、降低锅炉初始排烟浓度及锅炉的节能和环保。一、二次风量各约占总空气量的50%，调节一、二次风量、给料量，可以使锅炉负荷在40%～100%之间调节。

锅炉采用轻柴油点火启动，在炉/右侧墙装有启动燃烧器。

二、锅炉设备

（一）汽包

汽包内部装段由孔板分离装援、钢丝网分离器、连续排污管组成。由孔板分离装蹬出来的蒸汽经过钢丝网分离器分离后，由蒸汽引出管进入过热器系统。在集中下降管进口处布置了十字挡板，改善下降管带汽及抽汽现象。为防止低温的

给水与温度较高的汽包壁直接接触，在管子与汽包壁的连接处装有套管接头。给水进入汽包后，进入给水分配管，分配管开孔使给水沿汽包纵向均匀分布。

汽包正常水位在汽包中心线处。为提高蒸汽品质，降低炉水的含盐浓度，汽包装有连续排污管。连续排污率为1%。

（二）水冷壁和下降管

水冷系统受热面由炉排水冷壁、侧水冷壁、前水冷壁、后一水冷壁、后二水冷壁、后三水冷壁、后三中间水冷壁及炉顶水冷壁组成。炉排水冷壁由直径38×6mrn的管子和6mmX 22mm的扁钢焊制而成，扁钢上钻有不同间距直径5mm 的小孔，为一次风的通风口。侧水冷壁由直径57×7mm的管子和6mm×23mm 的扁钢焊制而成。前水冷壁、后一水冷壁、后二水冷壁、炉顶水冷壁由直径57×5mm的管子和6mm×23mm扁钢焊制而成。后三水冷壁及后三中间水冷壁由直径38×4mm和6mm×42mm扁钢焊制而成。整个水冷壁受热面形成三个烟气通道，分别为炉膛、烟气通道二和烟气通道三。

汽水引出管由直径168×lOmm钢管组成，2根直径508×30mm大直径下降管由汽包引出后布置在炉侧，再引入两侧下集箱。在两侧集中下降管上分别装有加酸、加碱、取样装置。集中下降管由底部装置支撑在基础上，在其上方与侧墙下集箱连接，起加固作用。

水冷壁两侧下集箱，通过其下方的支座支撑在底部支撑装置上。两集箱之间有连接管，作为前、后水冷壁的下集箱和连通集箱。

炉水通过下降管进入底部分配集箱，然后通过连接管分配到水冷壁的底部集箱。一些连接管装有节流孔板用来调节流速。同样，在侧墙的底部集箱内装有分流板，用以调节流速。用这些特殊的管径构造来保证炉排水冷壁的供水。

（三）过热器

一、二级过热器系通过挂钩悬挂在水冷壁上，后三水冷壁穿墙管处密封板在膜式壁内侧。三、四级过热器为屏式悬挂结构，各包括18组辐射屏，分别在炉膛和第二烟气通道内。它们的质量全部传到炉顶水冷壁上。

（四）高压烟气冷却器和高压空气预热器

高压烟气冷却器卧式布置在锅炉第四回程内，位于省煤器的下方；高压空气预热器系统是一个独立布置的系统。从汽轮机来的高压给水在输往省煤器之前，设置一条流经高压空气预热器和高压烟气冷却器的旁路。这个旁路的流量由设置在主管路上的电动调节阀控制。在旁路内，给水首先通过高压空气预热器向送风机输出的冷空气进行热交换，给水被冷却、冷空气被加热。然后，这部分给水继续被送往高压烟气冷却器，由流经高压烟气冷却器的烟气与给水进行热交换，给水被加热、烟气被冷却。

（五）低压烟气冷却器和低压空气预热器

该系统为除氧器的循环回路，低压循环水泵来的给水先经过低压空气预热器，初步和送风机输出的冷空气进行热交换；再经过低压烟气冷却器，和流经低压烟气冷却器的烟气进行热交换，给水被加热、烟气被冷却，然后返回除氧器。

（六）省煤器

省煤器受热面布置在锅炉第四回程的顶部。沿给水流向，布置在锅炉汽包之前和高压烟气冷却器之后。沿烟气流向，布置在第一级过热器之后。给水与烟气呈逆流布置。允许省煤器中的给水部分汽化。

（七）炉排

炉排分四部分，中间两部分同时振动。两侧部分振动方向与中间部分成1800