生物质锅炉燃烧技术
- 发布时间：2018-05-21
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生物质燃烧就是燃料在炉膛里，与高温烟气结合，产生强烈的氧化还原反应，释放出热量。
一、生物质干燥、分解
1、预热干燥阶段
在该阶段，生物质被加热，温度逐渐升高。当温度达到100℃以上时，生物质表面和颗粒缝隙的水被逐渐蒸发出来，生物质被干燥，生物质的水分越多，干燥所消耗的热也越多。
燃料水分越大炉炉排一次风需要量就越大。
2、热分解阶段
生物质继续被加热，温度继续升高，达到一定温度便开始析出挥发分，就是一个热分解反应。
3、挥发分燃烧阶段
随着温度继续提高，挥发分与氧的化学反应速度加快，当温度升到一定高度时，挥发分就连续着火。（跟据连续着火至少需要600℃的炉膛温度）
4、固定碳燃烧阶段
生物质中的固定碳在挥发分燃烧初期被包围着，氧气不能接触碳的表面，经过一时间后，挥发分的燃烧快要终了时，氧气接触到炽热木炭，就可发生燃烧反应。
此阶段发生在炉排中端，属于典型的扩散燃烧工况。
二、燃尽阶段
固定碳含量高的生物质燃烧时间较长，而且后期燃烧速度更慢，焦炭燃烧的后期过程称为燃尽阶段。此阶段一般在火焰中心以上一直到炉膛出口，是一个燃烧温度场逐渐减弱的过程。
燃尽阶段占整个燃烧时间的80%。
三、完全燃烧的条件
1、足够高的温度
足够高的温度以保证着火需要的热量，同时保证有效的燃烧速度。生物质的燃点约为250℃，其温度的提高有燃烧良好的后续燃料供给，点火过程中热量逐渐积累，使更多的燃料参与反应，温度也随之升 高，当温度达到800℃以上时，生物质便能很好的燃烧了。
2、合适的空气量
若空气量太少，可燃成分不能充分燃烧，造成不完全燃烧的损失，若空气量过多，会降低燃烧室的温度，影响完全燃烧的程度，此外会造成烟气量大，降低锅炉热效率。
3、充分的燃烧时间
燃料燃烧具有一定的速度，达到最大的燃烧程度，以使燃烧完全需要一定的时间。燃烧调整最大的问题，就是尽量保持燃烧在炉内的停留时间，有了足够的燃烧时间，才能做到完全燃烧。
4、氧量的及时混入
一次风的足以吹动、穿透搅拌燃料；二次风强劲，快速进入，在燃烧最剧烈的燃烧中心不能缺氧。
锅炉燃烧技术在满足上述四点时，就能够保证燃烧的良好、完全。
四、锅炉不完全燃烧
燃烧产物中，含有大量的可燃物，灰渣发黑，有时可见生料排出。燃烧气体里含有大量的一氧化碳可燃成分。
引起不完全燃烧的因素下
1、炉堂温度不够，一般情况下低于600℃时，就不能建立良好的燃烧结构。
2、所供给的空气量不能满足燃料中可燃成分完全燃烧的需要。
3、所供给的空气量足够，由于混合接触不好，燃烧紊乱。
4、出现异常事故。
5、收到基燃料水分太大，水分超过45%以上的燃料很难保证燃料正常。
6、燃料颗粒太大，不利于燃烧反应的进行。
7、燃烧的反应时间不够，炉排振动幅度过大，间隔过短，燃烧时间短。
8、灰分太大，灰分包裹焦炭颗粒，使燃烧速度缓慢。
9、进料太多，炉排上面料层太厚，气-固不能良性混合。
10、进料少或者炉排料层蓄热能力不强
五、生物质层燃技术
1、层燃方式
生物质平铺在炉排上，形成一定厚度的燃料层。进行干燥、干馏、还原和燃烧。一次风从下部通过燃料层为燃烧提供氧气，分配、搅动燃料，可燃气与二次风在炉排上方空间充分混合燃烧。
采用层燃技术开发生物质能，锅炉结构简单、操作方便、投资和运行费用都相对较低。由于锅炉炉排面较较大，炉排速度可以调整，并且炉膛容积有足够的悬浮空间，能延长生物质在炉内的停留时间，
有利于生物质的完全燃烧。但生物质燃料的挥发分析出速度很快，燃烧需要补充大量的空气，如不及时将燃料与空气相混合，会造成空气量供给不足，难以保证生物质燃料的充分燃烧，从而影响锅炉效 率。
层燃炉上部窨布置了二次风、燃尽风。二次风是自由空间气相燃烧优化中的重要因素，通过对冲和搅伴作用，以实现挥发分和携带固体颗粒的充分燃尽。对于挥发发含量高的生物质燃料，二次风布置尤
其重要。二次风所占比例，二次风速、流向及布置位置，对于降低不完全燃烧热损失，并稳定炉排上的燃烧层影响很大。对于炉排燃烧，大部分生物质燃料的总体过量空气系为30%,一、二次风的比例一
般为4:6,5:5,二次风一般采用向下倾角度，双向对冲布置，以利于形成射流的强烈扰动，加强迎火面的燃烧。
由于国内生物质燃料水分高、含灰量大，实际运行中一、二次风率比例可能是5:5或6:4，称为国情风率，有别于国际燃烧中心实验室出具的风率值。
一、生物质干燥、分解
1、预热干燥阶段
在该阶段，生物质被加热，温度逐渐升高。当温度达到100℃以上时，生物质表面和颗粒缝隙的水被逐渐蒸发出来，生物质被干燥，生物质的水分越多，干燥所消耗的热也越多。
燃料水分越大炉炉排一次风需要量就越大。
2、热分解阶段
生物质继续被加热，温度继续升高，达到一定温度便开始析出挥发分，就是一个热分解反应。
3、挥发分燃烧阶段
随着温度继续提高，挥发分与氧的化学反应速度加快，当温度升到一定高度时，挥发分就连续着火。（跟据连续着火至少需要600℃的炉膛温度）
4、固定碳燃烧阶段
生物质中的固定碳在挥发分燃烧初期被包围着，氧气不能接触碳的表面，经过一时间后，挥发分的燃烧快要终了时，氧气接触到炽热木炭，就可发生燃烧反应。
此阶段发生在炉排中端，属于典型的扩散燃烧工况。
二、燃尽阶段
固定碳含量高的生物质燃烧时间较长，而且后期燃烧速度更慢，焦炭燃烧的后期过程称为燃尽阶段。此阶段一般在火焰中心以上一直到炉膛出口，是一个燃烧温度场逐渐减弱的过程。
燃尽阶段占整个燃烧时间的80%。
三、完全燃烧的条件
1、足够高的温度
足够高的温度以保证着火需要的热量，同时保证有效的燃烧速度。生物质的燃点约为250℃，其温度的提高有燃烧良好的后续燃料供给，点火过程中热量逐渐积累，使更多的燃料参与反应，温度也随之升 高，当温度达到800℃以上时，生物质便能很好的燃烧了。
2、合适的空气量
若空气量太少，可燃成分不能充分燃烧，造成不完全燃烧的损失，若空气量过多，会降低燃烧室的温度，影响完全燃烧的程度，此外会造成烟气量大，降低锅炉热效率。
3、充分的燃烧时间
燃料燃烧具有一定的速度，达到最大的燃烧程度，以使燃烧完全需要一定的时间。燃烧调整最大的问题，就是尽量保持燃烧在炉内的停留时间，有了足够的燃烧时间，才能做到完全燃烧。
4、氧量的及时混入
一次风的足以吹动、穿透搅拌燃料；二次风强劲，快速进入，在燃烧最剧烈的燃烧中心不能缺氧。
锅炉燃烧技术在满足上述四点时，就能够保证燃烧的良好、完全。
四、锅炉不完全燃烧
燃烧产物中，含有大量的可燃物，灰渣发黑，有时可见生料排出。燃烧气体里含有大量的一氧化碳可燃成分。
引起不完全燃烧的因素下
1、炉堂温度不够，一般情况下低于600℃时，就不能建立良好的燃烧结构。
2、所供给的空气量不能满足燃料中可燃成分完全燃烧的需要。
3、所供给的空气量足够，由于混合接触不好，燃烧紊乱。
4、出现异常事故。
5、收到基燃料水分太大，水分超过45%以上的燃料很难保证燃料正常。
6、燃料颗粒太大，不利于燃烧反应的进行。
7、燃烧的反应时间不够，炉排振动幅度过大，间隔过短，燃烧时间短。
8、灰分太大，灰分包裹焦炭颗粒，使燃烧速度缓慢。
9、进料太多，炉排上面料层太厚，气-固不能良性混合。
10、进料少或者炉排料层蓄热能力不强
五、生物质层燃技术
1、层燃方式
生物质平铺在炉排上，形成一定厚度的燃料层。进行干燥、干馏、还原和燃烧。一次风从下部通过燃料层为燃烧提供氧气，分配、搅动燃料，可燃气与二次风在炉排上方空间充分混合燃烧。
采用层燃技术开发生物质能，锅炉结构简单、操作方便、投资和运行费用都相对较低。由于锅炉炉排面较较大，炉排速度可以调整，并且炉膛容积有足够的悬浮空间，能延长生物质在炉内的停留时间，
有利于生物质的完全燃烧。但生物质燃料的挥发分析出速度很快，燃烧需要补充大量的空气，如不及时将燃料与空气相混合，会造成空气量供给不足，难以保证生物质燃料的充分燃烧，从而影响锅炉效 率。
层燃炉上部窨布置了二次风、燃尽风。二次风是自由空间气相燃烧优化中的重要因素，通过对冲和搅伴作用，以实现挥发分和携带固体颗粒的充分燃尽。对于挥发发含量高的生物质燃料，二次风布置尤
其重要。二次风所占比例，二次风速、流向及布置位置，对于降低不完全燃烧热损失，并稳定炉排上的燃烧层影响很大。对于炉排燃烧，大部分生物质燃料的总体过量空气系为30%,一、二次风的比例一
般为4:6,5:5,二次风一般采用向下倾角度，双向对冲布置，以利于形成射流的强烈扰动，加强迎火面的燃烧。
由于国内生物质燃料水分高、含灰量大，实际运行中一、二次风率比例可能是5:5或6:4，称为国情风率，有别于国际燃烧中心实验室出具的风率值。
