一种燃烧稻壳的锅炉的研发

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【摘 要】 本文主要从燃烧技术方面探讨推广生物质锅炉的必要，燃烧技术在世界各地已实现商业化，它在生物质能生产中扮演着重要角色，为进一步促进生物质燃烧技术发展，需要优质燃烧技术以满足低成本、低污染物排放量和高效率要求，对我国的节能、减排具有重要意义。

【关键词】 稻壳锅炉 节能减排

【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2014.14.007

发展以生物质为基础的新能源是人类文明跨越式进步的象征，化石能源时代正在走向终结。50年后，世界石油和天然气资源将枯竭；90年后，煤炭资源也将枯竭。中国化石能源的形势更加紧张，按照现在经济发展速度和能源消耗计算，石油资源仅够使用十几年，煤炭也只能使用四十多年。能源短缺正在一步步扼紧人类未来的咽喉，寻找可再生的替代能源成为世界各国，尤其是我国的当务之急。我国是生产水稻的大国，每年生产数量可观的稻谷，相应地也产生了大量的稻壳，约占稻谷总量的20%，我国的稻壳资源十分丰富。目前将稻壳作为燃料直接燃烧，仅限于非锅炉式使用，且直接燃烧，燃烧得不充分，产生的热值有限，且产生大量的粉尘。1 燃烧技术稻壳加工成粉（<1mm）雾化燃烧技术：燃烧采用S型阻隔拱，将壳粉经过壳粉机合理配风从锅炉后侧输送进入燃烧室后，稻壳粉在S形燃烧室燃烧可以延长稻壳的燃烧时间，使其燃烧充分。当燃烧的稻壳被吹到上隔断拱的犄角时，此处设有通风孔，以解决此处通风不良燃烧工况不好的问题。稻壳燃烧后形成的炭料（活性炭）经烟气管回收到炭粒回收装置。稻壳粉的充分燃烧，实现再生能源利用，达到经济、环保、高效节能。技术达到国内领先水平，经济和社会效益十分显著。2 锅炉结构锅炉结构为单锅筒纵置式，新型螺纹烟管锅壳锅炉。又分蒸汽锅炉和热水锅炉两种规格系列。工质循环方式，蒸汽为自然循环、热水为复合循环。燃料是按壳粉设计的。锅炉可分为：锅炉钢结构和炉墙两大部分。锅炉钢结构分为：受压部分、金属结构部分、燃烧系统部分。受热面部分由水冷壁（炉膛）系统、八字烟道对流系统、螺纹烟管对流系统、蒸汽系列有省煤器系统组成。水冷壁（炉膛）系统包括左右侧水冷壁和锅筒底部受热面。八字烟道指的是烟气出口进入螺纹烟管前的对流受热面。螺纹烟管受热面指的是在锅筒内与介质进行扰动对流热交换的受热面。省煤器系统由铸铁翅片管及弯头构成的受热面。金属结构部分包括钢架、平台楼梯、护板等。燃烧系统包括壳粉给料和吹入装置、炉座部分。3 产品特点（1）喷雾化燃烧方式：采用S形燃烧室，燃烧充分、无死角。进料口的高度为350mm～450mm，在燃烧室上和下分别设置隔断拱，隔断拱分布规律是：沿着燃烧室的纵向上隔断拱和下隔断拱相间，将燃烧室区隔成S形燃烧室，在上拱隔断拱犄角处设有通风孔；在烟道与烟囱之间设炭粒回收装置回收。（2）实用性、环保性。再生的生物质（粉）燃料可实现零排放，它充分利用我国稻壳资源十分丰富的特点，使其具有很高的实用性、环保性。同时锅炉炉膛出口有拉稀的管束，有使灰尘自沉降的作用，有利于炉内除尘，降低锅炉原始排尘浓度。（3）系列锅炉产品点火简单、上热快、安全。从炉门起明火后喷入料粉，马上起火燃烧，并且有安全防暴措施。（4）负荷调节灵活、方便、快捷、可调节范围大。通过无极调速器调节燃料供给量来调节锅炉热负荷大小。（5）锅炉热效率高。较有足够大的炉膛容积，烟气流程较长。燃烧完全、热损失小，同时采用高效传热元件螺纹烟管，配置合理的受热面积。出力足，升压升温快。（6）运行安全，事故率低。选择合理的炉膛高度；炉膛容积；优化辐射受热面、第一对流受热面、第二对流受热面配置比例，保证各受热面热负荷分配合理，提高锅炉运行的安全性、水质适应性。（7）体积紧凑，锅炉房占地面积小。以螺纹烟管作为主要对流受热面并置于锅壳中相对于将主要对流受热面置于烟道中的水管锅炉体积紧凑，工艺简单，安装方便。对于出水温度不大于130℃的热水锅炉一般取消尾部受热面，减少钢耗，使锅炉房跨度明显减小。（8）对流烟道内不积灰，司炉人员劳动强度低，锅炉热效率不随运行时间的延长而大幅下降。锅炉满负荷运行时，八字烟道及螺纹烟管烟速达到设计流速，基本不积灰；半负荷及以下运行时，烟道中各个部位看得见，摸得着，通过检查孔可很方便的检查并彻底清除烟道内的积灰。（9）钢耗少，制造安装简单。螺纹烟管的强化传热，可大幅减少烟管数量，缩小锅壳直径。同时锅炉采用自身支撑方式，不需要主钢架，使钢耗明显下降，制造安装也较为简单。（10）维修方便。采用左右对称八字烟道形式，锅炉结构形式简单，各受压元件看得见，摸得着，维修方便。 附：稻壳粉燃料特性及锅炉燃用燃料的经济分析见表1、2（见下页），该成果已申请专利，专利号为ZL 2008 2 0014456.3。作者简介于长福，毕业于东北大学计算机专业，工程学士，锅炉专业工程师，一直在辽阳锅炉压力容器检验研究所从事检验工作。宿明元，毕业于东北大学计算机专业，工程学士，锅炉专业工程师，现任辽阳泽达锅炉制造有限公司总经理。

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