雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐設(shè)計(jì)與研究

【摘要】雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要是依據(jù)生物質(zhì)的成型燃料中所具有的相關(guān)特性來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在經(jīng)過(guò)周密的熱工計(jì)算、加工工藝研究之后才能夠設(shè)計(jì)出適用于生物質(zhì)成型燃料的鍋爐。使用雙層爐排的結(jié)構(gòu)，不僅能夠切實(shí)有效的消除煙塵含量，還能夠提升燃燒率，同時(shí)其中所存在的二氧化硫、氮氧化物、煙塵等也遠(yuǎn)比其他類型的鍋爐要低，完全符合當(dāng)前國(guó)家的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。本篇文章主要針對(duì)雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐的設(shè)計(jì)和研究進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討，以期為我國(guó)的鍋爐設(shè)計(jì)發(fā)展提供參考。

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)成型燃料鍋爐設(shè)計(jì)；雙層爐排；動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)；技術(shù)經(jīng)濟(jì)

鍋爐設(shè)計(jì)是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中所涉及到的一個(gè)重要方面，必須要采取切實(shí)有效的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大限度的避免鍋爐的排放過(guò)大，容易對(duì)環(huán)境造成重大的污染的弊端。而雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，更是要注重這方面的問(wèn)題。下文主要針對(duì)雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐設(shè)計(jì)與研究進(jìn)行了全面詳細(xì)的探討。

1、雙層爐排的設(shè)計(jì)依據(jù)

我國(guó)在生物質(zhì)成型燃料燃燒上所進(jìn)行的相關(guān)理論研究起步較晚，其中所涉及到的研究課題也沒(méi)有發(fā)達(dá)國(guó)家深入，但是仍然能夠明顯的發(fā)現(xiàn)，這一方面是能夠切實(shí)有效的解決生物質(zhì)高效、干凈利用的重要課題。就目前來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有徹底了解生物質(zhì)成型燃燒理論，那么就必須要把以往傳統(tǒng)的燃燒鍋爐進(jìn)行相應(yīng)的改造，但即便是這樣，其爐膛自身的容積、形狀、過(guò)?？諝獾雀鱾€(gè)方面在這一過(guò)程中所體現(xiàn)出來(lái)的成型燃燒都是完全不匹配的，在這種情況之下，直接導(dǎo)致了鍋爐自身所具有的熱效率、燃燒率無(wú)法充分的滿足要求，并且鍋爐所存在的污染排放超標(biāo)等方面的問(wèn)題也在這一過(guò)程中體現(xiàn)出了較為嚴(yán)重的狀況。所以，必須要使用生物質(zhì)成型燃燒理論來(lái)針對(duì)專用鍋爐進(jìn)行全面深入的研究，這是當(dāng)前鍋爐中所涉及到的一個(gè)重要問(wèn)題。

1.1燃燒特性

以稻草，玉米稈，高粱稈，木屑為例子，對(duì)比它們的工業(yè)分析、元素分析、以及發(fā)熱量的數(shù)值，我們可以得出結(jié)論：生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤，含碳量和灰分也比煤小很多，熱值比煤要小。

（1）原生物質(zhì)燃燒特性，原生物質(zhì)尤其是秸稈類的生物質(zhì)密度較小，體積大，揮發(fā)分在60%～70%之間，易燃。熱分解時(shí)的溫度低，一般來(lái)說(shuō)，350C就能釋放80%的揮發(fā)分，燃燒速度很快。需氧量也遠(yuǎn)大于外界擴(kuò)散所提供的氧量，導(dǎo)致供養(yǎng)不足，從而形成CO等的有害物質(zhì)。

（2）生物質(zhì)成型燃料特性，生物質(zhì)成型燃料自身所具有的密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以往的原生物質(zhì)，這主要是由于其自身是經(jīng)過(guò)高壓處理之后才徹底成型的，并且呈現(xiàn)出塊狀物體，其結(jié)構(gòu)、組織所具有的各方面特性，直接使得揮發(fā)熱量、傳熱的速度大幅度的降低，并且火溫也在這一過(guò)程中持續(xù)不斷的升高，性能較差，但是依然比煤的性能更加優(yōu)秀。燃燒開(kāi)始的時(shí)候揮發(fā)分是慢速分解的，在動(dòng)力區(qū)燃燒，速度也中等，逐漸過(guò)度到擴(kuò)散區(qū)和過(guò)渡區(qū)。

1.2設(shè)計(jì)生物質(zhì)成型燃料鍋爐的主要要求

結(jié)構(gòu)布置，采用了雙層爐排的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，也就是手燒爐排，并且在一定高度加上一道水冷卻的鋼管式爐排。其組成包括了：上爐門、中爐門、下?tīng)t門、上爐排、下?tīng)t排、輻射受熱面、風(fēng)室、燃燼室、爐膛、爐墻、對(duì)流受熱面、排氣管、煙道和煙囪等。

上爐門是保持的常開(kāi)設(shè)計(jì)，這一門的本身所起到的主要作用便是用作燃料的投放以及空氣的進(jìn)入。中爐門能夠?qū)ο聽(tīng)t所排放上來(lái)的燃料進(jìn)行燃燒，同時(shí)對(duì)于燃燒的殘?jiān)M(jìn)行清理。通常情況下，都僅僅只是使用在清理以及點(diǎn)火操作砂鍋。下?tīng)t門在實(shí)際操作的過(guò)程中，一般都是作為排灰操作，僅僅只對(duì)其供應(yīng)少量的空氣到其中，只需要在鍋爐運(yùn)行的過(guò)程中輕微打開(kāi)即可，在進(jìn)行檢查的過(guò)程中，主要是依據(jù)下?tīng)t燃燒的具體狀況來(lái)作為是否打開(kāi)的一個(gè)依據(jù)。在上爐以上的位置，都是作為風(fēng)室來(lái)進(jìn)行使用，而上下?tīng)t排之間則是作為爐膛來(lái)進(jìn)行使用。在鍋爐的墻上必須要設(shè)置相應(yīng)的排煙口，煙口位置不能夠過(guò)高，否則極有可能會(huì)導(dǎo)致煙氣出現(xiàn)短路的可能性。但是其煙口本身的位置也不能過(guò)低，否則在下?tīng)t排的灰渣厚度無(wú)法達(dá)到要求的情況下，就可能會(huì)導(dǎo)致鍋爐燃燒出現(xiàn)一定程度的問(wèn)題。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，務(wù)必遵循相應(yīng)的原理來(lái)進(jìn)行，也就是讓一定粒徑的生物質(zhì)燃料能夠進(jìn)入到上爐門中進(jìn)行燃燒，而上爐排在這一過(guò)程中所存在的生物質(zhì)屑以及灰渣都能夠下?tīng)t排繼續(xù)進(jìn)行燃燒。

2、對(duì)雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐的前景分析

生產(chǎn)、利用這兩個(gè)方面從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，就是一個(gè)將生產(chǎn)目的、手段都投入大量的資金和人力進(jìn)行深入研究的重要過(guò)程中，在這整個(gè)過(guò)程之中，所涉及到的不僅僅知識(shí)一個(gè)經(jīng)濟(jì)過(guò)程，同樣也是經(jīng)濟(jì)和技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合的一個(gè)過(guò)程。只有其中所涉及到的經(jīng)濟(jì)因素和技術(shù)因素能夠在這一過(guò)程中進(jìn)行切實(shí)有效的協(xié)調(diào)，才能夠?yàn)樵摷夹g(shù)的發(fā)展和推廣提供保障。

2.1技術(shù)分析

雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐設(shè)計(jì)的熱負(fù)荷是87千瓦，熱水溫度95攝氏度，進(jìn)水的溫度是20攝氏度，熱效率也能高達(dá)70%，其排煙溫度200攝氏度。它在技術(shù)的性能上十分占優(yōu)勢(shì)，有很高的熱效率和燃燒效率，也減少了有害氣體和煙塵的排放量，符合我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)境帶來(lái)的損害小，所以可以考慮廣泛應(yīng)用于各種活動(dòng)生產(chǎn)中來(lái)。

2.2經(jīng)濟(jì)分析

從經(jīng)濟(jì)效益方面來(lái)說(shuō)，由于雙層爐排生物質(zhì)成型燃燒鍋爐在實(shí)際使用過(guò)程中所展現(xiàn)出來(lái)的燃燒效率極高，這使得燃料能夠在這其中最大限度的進(jìn)行燃燒，其中所存在的熱量損失也較小，減少了燃料費(fèi)用的使用。和燃煤鍋爐相比較而言，這一鍋爐燃燒形式更加的經(jīng)濟(jì)、適用。除此之外，在成本費(fèi)用中，還包括了固定資產(chǎn)的投入部分以及運(yùn)行成本。而在固定資產(chǎn)投入的費(fèi)用之中，則是直接包含了設(shè)備以及建設(shè)費(fèi)這兩項(xiàng)，例如鍋爐成本為一萬(wàn)元，那么土建費(fèi)以及安裝費(fèi)這兩個(gè)部分就是五千元，并且在運(yùn)行費(fèi)用之中還會(huì)包含大量的人工費(fèi)、原料費(fèi)、電費(fèi)、維修費(fèi)，這其中所存在的主要優(yōu)點(diǎn)就在于人工費(fèi)的節(jié)省。如果說(shuō)成型技術(shù)以及設(shè)備能夠進(jìn)行持續(xù)不斷的深入研究，那么就還可以在以往的基礎(chǔ)之上來(lái)進(jìn)行成本降低，所以，該方式是完全可取的，能夠良好的適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

3、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，雙層爐排鍋爐是現(xiàn)代鍋爐設(shè)計(jì)中一個(gè)極其重要的進(jìn)步，這一類型的鍋爐能夠極大的提高生產(chǎn)效率，并且切實(shí)有效的減少了污染物的排放，鍋爐的各個(gè)方面也充分的達(dá)到了工質(zhì)參數(shù)所嚴(yán)格要求的指數(shù)，并且在當(dāng)前燃料市場(chǎng)價(jià)格不斷上揚(yáng)的情況下，相關(guān)的研究人員還應(yīng)當(dāng)針對(duì)這一方面進(jìn)行持續(xù)不斷的研究，這能夠促使雙層爐排鍋爐在現(xiàn)代工業(yè)中的占有率獲得進(jìn)一部的提升。

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作者簡(jiǎn)介

姓名：劉行。性別：男。出生年月：1985.5.19。出生地：哈爾濱，畢業(yè)院校：佳木斯大學(xué)，研究方向：鍋爐與壓力容器設(shè)計(jì)

身份證號(hào)：230103198505194239