生物质发电锅炉设备原理

1、DP生物质直燃发电锅炉岛设备原理第一章 生物质的概述2一、生物质的定义2二、生物质的种类2四、生物质的利用转化方式3五、生物质转化为电能的主要方式4六、生物质的燃烧过程4第二章 DP生物质直燃发电锅炉岛7第一节 概述7一、生物质电厂图示8二、DP生物质锅炉设计81.总体设计8第二节 燃烧系统19一、燃烧室及水冷壁19二、水冷炉排20第三节 汽水系统23一、汽水系统的流程23二、汽包24三、水冷壁系统25四、过热器26五、省煤器和烟气冷却器27六、空气预热器27第五节 给料系统28一、系统组成28二、系统的控制方式31三、系统运行方式31第七节 灰渣系统32一、作用32二、结构32三、工作原理3

2、3第三章 DP锅炉燃烧过程和燃烧调整的方法34一、生物质在振动炉排上的燃烧过程34二、生物质在炉排上完全燃烧的条件34三、振动炉排锅炉的燃烧调整方法35第四章 DP锅炉存在的问题37一、高温腐蚀37二、低温腐蚀38三、积灰38第一章 生物质的概述一、生物质的定义广义的生物质能包括一切由植物光合作用转化和固定下来的太阳能，生物质作为生物质能的载体有许多种定义，美国能源部（DOE）把生物质定义为：生物质是来源于植物和动物的有机物质。二、生物质的种类通常用作能量转化的生物质可以分为四大类：木材残余物（涵盖所有来源于木材和木材产品的物质，主要包括：燃料木材、木炭、废弃木材和森林的残余物）、农业废弃物（

3、所有与种植业和庄稼处理过程有关的废弃物。例如：稻谷壳、秸秆和动物的粪便）、能源庄稼（专门用于能量生产的庄稼。如：甘蔗杆和木薯）和城市固体垃圾（MSW）。三、生物质的特点生物质的组成成分包括：纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、单糖、淀粉、水分、灰分和其它化合物。每一种组分的含量比例是由生物质种类、生长时期和生长条件等因素决定的。与化石燃料相比，生物质具有以下特点：1.生物质是一种二氧化碳零排放的能源资源（利用转化过程中排放的二氧化碳量等于生长过程中吸收的量），可以在提供能源的同时而不增加二氧化碳排放量；2.生物质的硫、氮和灰分含量少，在利用转化过程中可以减少硫化物、氮化物和粉尘的排放；3.生物质

4、的挥发份含量大（折算挥发份约为烟煤的六倍以上），氧含量高，有利于生物质的着火和燃烧；4.生物质的水分含量大，影响着火和燃烧的稳定性，同时在燃烧时造成大量的能量损失，并且可能引起燃料储存问题；5.单位质量生物质的热值低，要求能量转化设备有足够的空间投入原料；6.生物质的分布分散，能量密度低，收集运输和预处理过程（例如粉碎、压缩成型和干燥）费用高；7.生物质具有可再生性，原料具有多样性和广泛性，资源开发潜力大。四、生物质的利用转化方式生物质的利用转化方式主要有三种：热化学法、生物化学法、提取法。1.热化学法是指高温下将生物质转化为其它形式能量的转化技术，主要包括四种方式：（1）直接燃烧（直接将生物

5、质完全燃烧放出热量）；（2）气化（在气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下对生物质进行部分氧化而转化成气体燃料的过程）；（3）热解（在没有气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下，单纯利用热使生物质中的有机物质等发生热分解从而脱除挥发性物质，常温下为液态或气态，并形成固态的半焦或焦炭的过程）；（4)直接液化（在高温高压和催化剂作用下从生物质中提取液化石油等）。2.生物化学法是指生物质在微生物的发酵作用下产生沼气、酒精等能源产品。3.提取法是利用物理方法从生物质中提取生物油。五、生物质转化为电能的主要方式上述气化和直接燃烧是目前利用生物质原料发电的主要方式。直接燃烧发电的过程是：生物质与过量空气在锅炉

6、中燃烧，产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热，产生出的高温高压蒸汽在蒸汽轮机中膨胀做功发出电能。气化发电的过程是：生物质通过热化学转化为气体燃料，净化后的气体燃料直接被送入锅炉、内燃发电机和燃气轮机的燃烧室中燃烧来发电。从实际利用效果看，由于气化发电普遍规模小，效率低，因此，直接燃烧成为目前国内生物质转化为电能的主流方式。六、生物质的燃烧过程1.生物质燃烧的总体方程式燃烧是包含有传热和传质过程，并且伴随有化学反应和流体流动的一种综合现象。对于任何一种生物质燃料在空气中燃烧时的综合反应，可以用以下方程式表示： （1）其中第一个分子式表示任一种生物质燃料，这个经验分子式中只包含了15种元素，实际上这

7、是近似处理，完整的生物质组分还应包含更多的元素。第二个分子式表示的是燃料中的水分，但是其数值变化很大。第三个分子式表示的是空气，它是按氧气和氮气分别占总体积的21%和79%的混合物来表示的。方程式的另一边是反应生产物，主要生成物是那些在式中首先表示的物质，生成物中有些化合物是大气的污染物（如：CO、N和S的氧化物），同时有些生成物（如：碱金属的氯化物和硅酸盐等）会导致燃烧设备的积灰和结渣问题。2.生物质燃烧的基本过程由于不同种类的生物质在化学组成成分和物理特性上有差别，所有它们的燃烧过程是有些不同。但是一般认为，生物质的燃烧通常可以分为三个阶段，即预热起燃阶段、挥发分燃烧阶段、炭燃烧阶段。（1

8、）预热起燃阶段在该阶段，生物质（湿物料）被加热，水分逐渐蒸发后变为干物料。当生物质被加热到160时，开始释放出挥发分。挥发分的组成为：二氧化碳、一氧化碳、低分子碳氢化合物（如：甲烷、乙烯等）、还有氢气、氧气和氮气等气体。挥发分中的氢气、低分子碳氢化合物和一氧化碳是可燃成分，二氧化碳和氮气是不可燃成分。（2）挥发分燃烧阶段生物质经加热所释放出的挥发分在高温下开始燃烧，同时释放出大量热量，由于挥发分的成分比较复杂，其燃烧反应也比较复杂。几种主要挥发分气体的燃烧反应方程式如下： （3）炭燃烧阶段挥发分在燃烧初期将固定碳包裹着，氧气不能接触到炭的表面，因而炭在挥发分的燃烧初期是不燃烧的，经过一段时间以

9、后，挥发分燃烧结束，剩下的炭与氧气接触并发生燃烧反应。炭燃烧时的反应方程式如下： 对于生物质燃烧的基本过程的认识，其他研究人员有不同的观点。如：A.Williams等认为，生物质的水分对燃烧过程影响很大，甚至主宰整个燃烧过程，所以将水分的干燥作为一个独立的过程，并将生物质燃烧的基本过程分为三步：生物质脱挥发分、挥发分燃烧和炭的燃烧。3.影响生物质燃烧的因素影响生物质燃烧的因素有很多，其中燃料的水分含量、空气供给量、燃料的颗粒尺寸和反应时间是主要因素。下面具体分析它们对燃烧过程的影响：（1）水分含量燃烧反应是放热反应，而水分的蒸发却要强烈地吸收热量。大多数生物质燃料自身维持燃烧（self-sup

10、porting combustion）要求燃料中的水分含量不超过65（湿基下的质量百分比值），如果超过这个值，则燃烧过程释放的热量不能满足水分蒸发所需的热量，会导致燃烧反应的结束。实际上，当生物质的水分含量超过5055（湿基下的质量百分比值）时，就需要加入辅助燃料来助燃。（2）空气供给量所有的燃烧反应都是燃料与空气中的氧进行的，所以空气供给量决定着燃烧反应的过程。如果空气供给量太小，燃烧反应进行得不完全。而如果空气供给量太大，则加热空气需要热量，结果会导致燃烧温度的降低，使燃烧的稳定性变差。因此要确定一个最佳的过量空气系数，保证燃烧稳定和完全彻底地进行。一般情况下，过量空气系数值在1.21.5

11、之间。（3）燃料颗粒尺寸燃烧反应一般是在燃料颗粒的表面进行，如果颗粒表面大的话，这样就会有利于燃烧反应的进行。燃料颗粒尺寸决定着参与燃烧反应的颗粒总表面积，颗粒尺寸越小，则燃料颗粒的总面积就越大。因而，燃料颗粒尺寸小一些，有利于燃烧反应的进行。（4）反应时间燃料的燃烧是一种化学反应，凡是化学反应，均需要一定的时间才能完成。因此，足够的反应时间是燃料完成燃烧反应的重要条件之一。第二章 DP生物质直燃发电锅炉岛生物质直燃发电装备中锅炉岛（以下简称锅炉）是最关键的设备，目前该设备在国内主要分成两大类：流化床锅炉和层燃锅炉（层燃锅炉根据炉排的不同，又分为往复炉排、水冷振动炉排及链条炉排锅炉），根据现已

12、投产生物质电厂的运营情况，以DP公司生产的水冷振动炉排锅炉运行最为成功，因此，本文将通过对DP生物质直燃发电锅炉进行阐述，更好的深入了解生物质锅炉设备原理。第一节 概述一、生物质电厂图示工艺流程图全厂示意图二、DP生物质锅炉设计1.总体设计DP锅炉采用振动炉排的燃烧方式；单汽包，汽水系统为自然循环；单炉膛，炉膛外集中下降管结构；平衡通风，整体为“M”型布置，炉膛和过热器通道采用全密封的膜式壁结构，确保锅炉的密封性能；过热蒸汽采用四级加热，三级喷水减温方式，使过热蒸汽温度有很大的调节裕度，以保证锅炉蒸汽参数；尾部竖井内布置有两级省煤器、一级高压烟气冷却器和两级低压烟气冷却器；空气预热布置在烟道以

13、外，采用水冷加热的方式，以避免尾部烟道的低温腐蚀；固态排渣，减少排渣热损失；室内布置，构架全部为金属结构，按7度地震烈度设计；锅炉为底部支撑结构，避免热膨胀对锅炉稳定性的负面影响；锅炉采用轻柴油点火启动，在炉膛右侧墙装有启动燃烧器。锅炉总体布置图2.主要技术经济指标和有关数据（1）DP锅炉的主要参数额定蒸发量： 130t/h额定蒸汽压力：9.2Mpa额定蒸汽温度：540额定给水温度：210（2）设计燃料 DP锅炉设计燃料为棉花秸秆(可掺烧木片、树枝)等灰秆或玉米、小麦秸秆等黄色秸秆。a）燃料成分分析燃料种类含碳量（）含氢量（）含氧量（）含氮量（）含硫量（）含灰量（）水分（）挥发分（）应用基低位

14、发热量（kJ/kg）棉花秸秆46.115.935.010.320.182.579.9271.116460玉米秸秆49.9642.981.090.128.365.579.3319750小麦秸秆49.46.0543.980.420.435.44.0980.7219.71b）燃料灰分分析名 称符号单位玉米秸秆（设计值）小麦秸秆（设计值）棉花秸秆（设计值）二氧化硅Si0263.4861.6233.67氧化铝AL2O36.753.196.45氧化铁Fe2O32.791.362.82氧化钙CO6.96.921.9氧化镁Mg2O33.322.227.5氧化钛TiO20.390.140.31氧化硫SO31.1

15、53.155.76氧化磷P2O51.761.484.96氧化钾K2O9.2215.845.27氧化钠Na2O0.999.914.06（3）技术经济指标冷风温度 35一次风温度 193二次风温度 193一、二次风占总风量之比 1:1排烟温度 124锅炉热效率 92燃料消耗量 24.948 t/h（水分15%，低位热值14.29MJ/Kg） 34.52 t/h（水分25%，低位热值11.74MJ/Kg）燃料粒度要求 <100mm 100%<50mm 90%>5mm >50%<3mm 5%排污率 2（4）锅炉外形尺寸宽度（锅炉钢架中心线） 24687mm深度（锅炉钢架中

16、心线） 32388mm汽包中心线 标高 23450mm锅炉本体最高点标高 26074mm炉膛横截面 9120×5760mm2炉膛标高 21500mm（5）水质要求锅炉的给水、炉水、蒸汽品质均应符合GB12145-1989火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准且符合用户的特殊要求。a）给水： PH值：9.3 硬度：2微摩尔/升 含铁量:0.02毫克/升 含铜量: 0.003毫克/升 含二氧化硅量: 0.02毫克/升 含纳量: 0.02毫克/升 含盐量: 100毫克/升 溶解氧: 0.02毫克/升 电导率: 0.2un/cm 有机物：无 外观：清晰无色b）炉给水： PH值：9.0-10.

17、5 电导率：100un/cm 磷酸根：2-10毫克/升 二氧化硅量: 20微克/升c）饱和蒸汽、过热蒸汽： 二氧化硅量: 20微克/升 含纳量: 10微克/升 电导率： 0.3un/cm（6）负荷调节允许的负荷调节范围：40100调节方法： 风燃料比调节（7）其它技术指标灰与渣的比率： 6：4灰与渣量：为入炉量的810（重量比）NOx排放量 <450mg/Nm3CO排放量 <650mg/Nm3（9）噪声水平 <85dBA（10）锅炉运行参数锅炉负荷%110.7100.076.950.040.0主蒸汽流量kg/s40.0036.1227.7818.0614.45主蒸汽出口压力b

18、ar9292929292主蒸汽出口温度540540540504471给水压力bar11210910410098给水温度222220208186178喷水流量kg/s2.881.930.500.000.00燃料消耗量kg/s7.656.935.473.602.85空气流量kg/s45.541.935.526.622.1空气预热器入口温度4040404040空气预热器出口温度194193188167158过量空气系数-1.301.321.421.611.70烟气流量kg/s52.648.340.629.924.8排烟温度133130129130129（11）工质温度锅炉负荷%110.7100.07

19、6.950.040.0空气预热器入口222220208186178空气预热器出口9090112125127烟气冷却器出口246239207172162省煤器入口230227207176165省煤器出口276271255231223汽包311310308306306过热器出口375368359345336喷水减温器1出口375368359345336过热器出口454441423394375喷水减温器2出口418422423394375过热器出口519521515469441喷水减温器3出口489491496469441过热器出口540540540504471主汽管道出口5405405405044

20、71（12）工质压力锅炉负荷%110.7100.076.950.040.0空气预热器入口bar111.7108.9104.299.697.9空气预热器出口bar108.4106.0101.697.396.0烟气冷却器出口bar107.3105.0100.596.194.9空气预热器/烟气冷却器旁路bar107.3105.0100.496.194.9省煤器出口bar100.499.196.794.393.6汽包bar99.998.696.293.893.1级过热器出口bar97.296.494.793.292.7喷水减温器1bar96.896.094.593.192.7级过热器出口bar95.1

21、94.693.692.792.5喷水减温器2bar94.594.193.392.592.3级过热器出口bar94.093.693.092.492.3喷水减温器3bar93.393.092.692.392.2级过热器出口bar92.992.792.492.292.1主汽管道出口bar92.092.092.092.092.0（13）烟气温度锅炉负荷%110.7100.076.950.040.0炉排上113311151068974922炉膛下部114611221065960900给料口11071141121413041329炉膛上部15441524145212311111级过热器入口11421098

22、987824747级过热器出口913876791664602级过热器入口910873789662600级过热器出口789755684576522级过热器入口763730662559507级过热器出口599574525453417级过热器出口415401378347333省煤器出口279271248212198烟气冷却器出口133130129130129（14）空气分析锅炉负荷%110.7100.076.950.040.0CO2kg/kg0.000460.00046同前同前同前SO2kg/kg0.00000同前同前同前同前N2kg/kg0.75020同前同前同前同前H2Okg/kg0.00596

23、同前同前同前同前O2kg/kg0.23062同前同前同前同前Arkg/kg0.01276同前同前同前同前空气密度kg/Nm31.289同前同前同前同前空气密度kg/Nm31.2931.293同前同前同前大气压bar1.01325同前同前同前同前（15）烟气分析锅炉负荷%110.7100.076.950.040.0CO2kg/kg0.20420.20150.18920.16940.1614SO2kg/kg0.00040.00040.00040.00030.0003N2kg/kg0.64930.65060.65670.66650.6705H2Okg/kg0.08910.08800.08290.07

24、490.0716O2kg/kg0.04600.04840.05970.07760.0848Arkg/kg0.01100.01110.01120.01130.0114烟气含尘量kg/kg0.00150.00150.00140.00120.0012过量空气系数-1.301.321.421.611.70湿烟气密度kg/Nm31.2991.2991.2981.2971.297干烟气密度kg/Nm31.3781.3771.3711.3621.358大气压bar1.01321.01321.01321.01321.0132（16）锅炉水容积名称单位锅筒水冷壁下水管连接管过热器及连接管省煤器及连接管空气预热器

25、及连接管烟气冷却器及连接管总计水压时M33234.812.16.54.313.8103.5正常运行时M31634.806.54.313.891.43.选材设计秸秆等生物质燃料还有一个重要的特征就是含有如氯化物的盐分，所以它是一种侵蚀性燃料。其侵蚀性取决于盐分的含量和种类。生物质燃料燃烧后产生的灰通常是低熔点的，这使得灰容易附着在锅炉的受热面上，并形成一个灰渣层。这将会减少受热面的吸热量，甚至会有灰渣覆盖整个受热面的危险。煤灰属于铝硅酸盐,其中Fe, Ca,K和Mg等造渣元素含量相对较低,难以溶解,具有较低的结渣和腐蚀趋向。秸秆灰是由石英和简单无机物(如Fe,Ca,Mg和Na等)以及S、磷酸盐和

26、Cl组成,溶解温度较低,具有较高的结渣、结垢和腐蚀趋向。木材灰的化学成分在许多方面与秸秆灰类似,但SiO2,CaO和P2O5含量有较大不同。DP锅炉选材设计充分考虑了生物质燃料的这些特性。选材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产生。炉受压元件的规格材料汇总表序 号名 称规 格材 料1给水管道168×14.5SA-106B 美国碳钢168×16SA-106B 美国碳钢2空气预热器38×420G3空气预热器进口集箱140×12.5SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo4空气预热器出口集箱140×12.5SA-335

27、P12 美国合金钢1Cr0.5Mo5空气预热器进、出口连接管140×11SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo6烟气冷却器入口集箱140×16SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo7烟气冷却器38×415CrMoG8烟气冷却器出口集箱140×17.5SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo9省煤器蛇形管38×420G10省煤器进、出口集箱219×2512Cr1MoVG11省煤器连接管219×12.5SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo12汽包1760×80DIWA35313MnNiM

28、o5-413下降管508×30SA-335P22 美国合金钢2.25Cr1Mo14下降管分配管508×45SA-335P22 美国合金钢2.25Cr1Mo15下水管分散管168×10SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo16水冷壁入、出口及中间集箱114×20SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo245×32SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo219×2812Cr1MoVG219×2012Cr1MoVG273×6012Cr1MoVG168×22.2SA-335P12 美国合金钢1

29、Cr0.5Mo114×20SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo17水冷壁管57×6.515CrMoG18汽水引出管168×10SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo19饱和蒸汽引出管114×7.1SA-335P12 美国合金钢1Cr0.5Mo20饱和蒸汽汇集集箱273×2612Cr1MoVG21汽包至过入口集箱连接管273×2012Cr1MoVG22级过热器入口集箱273×2612Cr1MoVG23级过热器蛇形管38×4.515CrMoG24级过热器出口集箱273×26 12Cr1MoV

30、G25、级过热器间连接管273×2012Cr1MoVG26级过热器入口集箱273×3012Cr1MoVG27级过热器蛇形管38×4.512Cr1MoVG28级过热器出口集箱273×3012Cr1MoVG29、级过热器间连接管273×2012Cr1MoVG30级过热器入口集箱273×2612Cr1MoVG31级过热器入口小集箱114×12.515CrMoG32级过热器蛇形管33.7×5.6SA-213TP347H 美国不锈钢18Cr8NiNb+Ta33级过热器中间混合集箱114×20SA-335P12 美国

31、合金钢1Cr0.5Mo34级过热器出口小集箱114×17SA-335P22 美国合金钢2.25Cr1Mo35级过热器出口集箱273×3012Cr1MoVG36、级过热器间连接管273×2612Cr1MoVG37级过热器入口集箱273×2612Cr1MoVG38级过热器入口小集箱114×17SA-335P22 美国合金钢2.25Cr1Mo39级过热器蛇形管33.7×5.6SA-213TP347H 美国不锈钢18Cr8NiNb+Ta40级过热器出口小集箱114×13.5SA-335P91 美国合金钢9Cr-1Mo41级过热器出口

32、集箱273×22SA-335P91 美国合金钢9Cr-1Mo42主蒸汽管道245×15SA-335P919Cr-1Mo 美国合金钢 43、级喷水减温器325×2612Cr1MoVG第二节 燃烧系统一、燃烧室及水冷壁1.结构燃烧室断面呈矩形，深度×宽度=6480×9200mm。燃烧室各面墙全部采用膜式水冷壁，由光管和扁钢焊制而成，底部为水冷振动炉排。燃烧室四周及顶部的管子节距均为80mm。水冷壁采用57×6.5mm管子(管材15CrMoG)。燃烧室上部垂直布置有18片屏式过热器(级过热器)。燃烧室壁面开有以下门孔; （1）给料口（2）二

33、次风口（3）燃烧器（4）观察孔（5）炉排检查门（6）墙式吹灰器孔（7）人孔（8）测温、测压孔（9）电视监控孔DP锅炉与其它链条炉的区别也在于水冷壁的不同。水冷壁不仅仅围成燃烧室，还围成了一条烟道，形成了烟井2和烟井3，并在烟井2中垂直布置了18片屏式过热器(级过热器)，在烟井3中水平布置、级过热器。2.循环回路水冷壁分多个循环回路保证水循环安全可靠。水冷壁下集箱左、右侧和前、后、中间水冷壁均相互连接，并且左、右水冷壁下集箱之间还有5根219×20mm的连接管将两集箱相连，使集箱中的介质分布更加均匀，同时也加固了水冷壁底部，使其更坚固能够承受水冷壁上整体的重量。3.水冷壁固定水冷壁及其

34、附着在水冷壁上的零部件的全部重量都通过水冷壁的前、后、左、右膜式水冷壁支撑在3650mm层梁的平面上。水冷壁顶部的过热器管屏、管束、过热器集箱、过热器连接管等，通过顶部的支撑梁、柱都传递给膜式壁。为了减轻水冷壁振动以及防止燃烧室因爆炸而损坏水冷壁，在水冷壁外侧四周，沿燃烧室高度方向装有多层刚性梁。二、水冷炉排1.作用振动炉排作为炉膛底部，存放、振动和输送生物质燃料、焦炭和灰渣。通过炉排下三个独立的风室将一次风送到三个区，即加热/干燥、燃烧和燃尽区。在灰渣进入捞渣机前，冷却灰渣。同时，作为蒸发受热面的一部分，通过水(冷却水温250350)来冷却炉排，水从炉排低端流入，从炉排高端流出。2.结构整个

35、炉排分为四块。中间两块一起振动，外侧两块与中间两块的振动方向相反相差180°以保持平衡。炉排与水平面的夹角为5°，振动方向与水平面夹角为20°,因此振动角度与安装角度达到25°。炉排是由膜式水冷壁构成，由直径为38×6.5mm、材料为15CrMoG的管子焊接成，水冷炉排的前后端分别有起柔性作用的弯管连接在集箱上。炉排节距为65mm，鳍片厚度6mm，材料15CrMo。炉排水冷壁上开有很多4.5的小孔，作为一次风的通风口，炉排下部是风室。水冷壁带有气封（密封空气）法兰和支持部件。膜式水冷壁与静止的进口联箱相连，通过柔性管与静止后一前水冷壁连接。柔性

36、管能够承受振动引起的应力和应变，同时低端炉排（落渣口）处装有特殊的耐磨弯管。振动装置设置为一个带有皮带传动的电动机、一根传动轴、和四根独立的炉排驱动杆。振动驱动装置由混凝土台支承。因电动机在其使用期限中有多次启动，为了保护电动机，振动驱动装置的启动采用逐渐加载的方式.炉排的承压部件由炉排托架来支撑，托架直接与振动驱动装置连接。通过不锈钢的薄的重叠片形成气封，这些重叠片安装在静止和活动的部件之间。在相邻炉排块的结合处，安装有特殊的弹簧支撑密封件，为的是形成气封和料封，这样燃料、沙子、灰渣和焦炭等不会掉入风室中。在驱动杆处，四个钢波纹管补偿器和密封盒构成了密封，将热空气与外界隔离，这四个波纹管补偿

37、器可以承受振动引起的应力和应变。在风室的四周，网式补偿器构成密封，网式补偿器可以承受一次风的高温。3.工作原理生物质燃料通过播料机播散在炉排上，主要落在中端和高端炉排之间。在第一个燃烧区，生物质燃料被加热和干燥。当振动炉排驱动装置大约运行五秒后（也就是炉排振动5秒），生物质燃料移向第二个燃烧区，大部分燃烧过程在此区域进行，并产生烟气。驱动装置继续运行（炉排继续振动），生物质燃料移向第三个燃烧区，焦炭的燃尽在此过程中进行。最后，灰渣落入捞渣机。上面提及的生物质燃料的输送是连续进行的。根据不同的生物质燃料特性，采用不同的振动时间/停止时间和振动频率。同时，各个燃烧区的风量也各不相同。炉排下的风室中

38、有从炉排上风孔落入的灰和沙子。所以，风室需要经常清理。4.启动和停运启动时，手动操作振动驱动装置。当从观火孔看到初始燃料燃烧良好时，振动两秒钟。这可能在初次投料510分钟后进行。再次投料后，燃烧加剧。观察后再次振动。当连续低负荷投料时，振动也切换为自动运行。燃烧停止后，振动驱动装置继续运行15分钟，将炉排清空。如果锅炉长时间停运，锅炉冷却后，三级过热器和水冷壁上的灰渣将掉落在炉排上。振动驱动装置的连续运行使这些灰渣疏松，同时疏松的灰渣将从炉排上输送到灰渣斗中。5.设计参数炉排数量： 4片振动方向： 0-180-180-0度炉排与水平倾角： 5度振动方向与水平倾角： 20度炉排与振动方向之间角度

39、： 25度振动强度： 10mm(±5mm)50hz时振动轴功率： 450rpm频率调节范围： 30-55hz振动电机功率： 37振动时间： 5s间隔时间： 20s孔径： 4.5mm炉排水冷管: 38×6.5mm、材料为15CrMoG节距： 65 mm炉排孔数： 308个/冷却水温: 250350第三节 汽水系统一、汽水系统的流程锅炉正常运行时，不但要保证蒸发受热面水循环可靠，而且还必须保证给水及省煤器不发生水击，过热蒸汽不发生偏流等，本锅炉的汽水系统针对上述问题进行了合理设计，为了保证锅炉运行，锅炉汽水系统还布置了由排污、疏水、加药、取样等系统。1.给水流程锅炉给水分高压给

40、水和低压给水（1）高压给水经给水调节阀后分为两路：高压给水省煤器汽包；高压给水高压空气预热器高压烟气冷却器省煤器汽包。（2）低压给水低压给水除氧器循环水泵低压空气预热器低压烟气预热器除氧器。2.蒸汽流程蒸汽由汽包一级过热器一级减温器二级过热器二级减温器三级过热器三级减温器四级过热器主蒸汽管进入汽轮机。注：烟气流程：炉膛（含三级过热器）第二烟气通道（含四级过热器）第三烟气通道（含一、一二级过热器）尾部对流受热面（包括省煤器和烟气冷却器）。二、汽包汽包放置在炉膛的上方，由两根下降管支撑，汽包两端各有一根下降管，由立柱支撑。立柱顶部带有球形滑动支座，允许下降管和立柱（静止的）之间的膨胀。为防止低温的

41、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，使给水沿汽包纵向均匀分布，这能够消除由于大量过冷水进入汽包而引发汽包的热变形，并沿着汽包长度方向获得一致的产汽量。汽包低低水位之下的水容积起到蓄水作用，可以保证发生紧急停炉时汽包不会蒸干。这个水容积的水量能够满足蒸发受热面的产汽量和停炉后的产汽，这可通过蒸干尾迹来显示。如果锅炉汽包水位低于低低水位，锅炉必须切断燃烧。汽包的最高水位和最低水位之间的容积必须能够容纳运行过程中发生的水容量波动，特别是蒸发受热面产汽引起的水容量波动。汽包正常水位在汽包中心线处，最高、最低安全水位距正常水位分别为上下各1

42、15和85mm。汽包出现高水位（超出给水调节的范围）时，紧急放水量由紧急放水阀来控制。汽包内部装置有孔板分离装置、钢丝网分离器、连续排污管组成。由孔板分离装置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。为提高蒸汽质量，降低炉水的含盐浓度，汽包装有连续排污管。连续排污率为2%。 汽包中心标高: 23450毫米 正常水位标高: 汽包中心线处水位0mm 长度(包括封头、人孔盖): 12120毫米 内径×壁厚: 1600×100毫米 饱和水温度: 316 汽包内分离装置: 孔板分离装置、钢丝网分离器 材料

43、：P355GH三、水冷壁系统水冷系统受热面由炉排水冷壁、侧水冷壁、前水冷壁、后一、后二、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38×6mm的管子和6×23mm和6×11mm的扁钢焊制而成，扁钢上钻有不同间距4.5mm的小孔，最为一次风的通风口。侧水冷壁由57×7mm的管子和6×23mm和6×11mm的扁钢焊制而成。前墙水冷壁、后一、后二、炉顶水冷壁由57×5mm的管子和6×23mm和6×11mm扁钢焊制而成。后三及后三中间水冷壁由38×4mm和6×42mm扁钢焊制而成

44、。整个水冷壁受热面形成三个烟气通道，分别为炉膛、烟气通道二和三。汽水引出管由168×10mm及133×10mm钢管组成，2根406×28mm大直径下降管由汽包引出后布置在炉侧，再由133×10mm管子引入两侧下集箱。在两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连接，起加固作用。水冷壁两侧下集箱由273×50mm的管子制成，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。四、过热器过热器分为四级，饱和蒸汽由汽包上的饱和蒸汽连接管引入饱和蒸汽汇集集箱，

45、沿连接管进入一级过热器，一级过热器逆流顺列布置，从一级过热器出来后经过一级减温器减温后进入二级过热器，然后再经过二级减温器、三级过热器、三级减温器、四级过热器后进入主蒸汽管。一、二级过热器管系均由38×4.5的管子组成，顺列布置，位于第三烟气通道。三、四级过热器均由33.7×5.6的管子组成，顺列混流布置，分别位于炉膛出口和第二烟气通道。过热器系统采用喷水减温，这样既可保证汽轮机获得合乎要求的过热蒸汽，又能保证过热器管不致于因工作条件恶化而烧坏，使过热器的辐射吸热份额增加，可使锅炉在10070负荷范围内汽温特性不随负荷变化，喷水调节量大大减少。为保证安全运行，一、二级过热器

46、采用15CrMoG、12Cr1MoVG（GB53101995）的无缝钢管，三、四级过热器采用TP347H的不锈钢管，防止高温腐蚀对管子造成大的损害，增加了运行的可靠性。五、省煤器和烟气冷却器省煤器和烟气冷却器由38×4的20G管子弯制而成的方形鳍片蛇形管组成，支撑在尾部竖井内的两侧支撑板和通风梁上。给水沿蛇形管自下而上与烟气成逆向流动，可将管内可能产生的气体及时带出。管子沿烟气方向顺列布置，纵横节距均为79mm。省煤器分为两组，烟气冷却器有高低压之分。高压烟气冷却器与省煤器串连，低压烟气冷却器与低压空气预热器形成单独的回路，用来冷却尾部烟气，使达到理想的排烟温度。各组蛇形管每组之间布

47、置了人孔门，便于检修、清灰。省煤器和烟气冷却器处设有内护板，起到密封和防低温腐蚀的作用。蛇形管穿墙处采用严格密封结构，保证管子热膨胀时炉墙的密封性。六、空气预热器空气预热器布置在烟气通道之外，为水加热空气的形式，分为高压空气预热器和低压空气预热器。高压空气预热器中的水冷却后进入高压烟气冷却器中加热，再并入给水管进入省煤器。低压空气预热器在低压循环管路上，由两台低压循环水泵从除氧器中给水。空气与水成逆流布置。空气预热器由25×3.2的螺旋鳍片蛇形管组成，横向排列在空气通道内，由两侧的钢板支撑。高低压空气预热器在厂内组装完毕，方便安装。空气预热器设计的水流速和空气流速都控制在合理的范围内

48、，提高了空气预热器的换热效率。高低压空气预热器之间设有人孔门，便于检修。低压空气预热器进出口设有水旁路，当出口水温过低时开启旁路阀门，可以有效的避免低温腐蚀的发生，有利于保护低压烟气冷却器出口管子。第五节 给料系统一、系统组成锅炉给料系统分为两条配料、给料线，每条配料线向三台给料机供料。该系统的设备包括两个炉前筒仓、两台筒仓底部取料机、两台输料机、两台配料机、六台带有缓冲料箱的给料机和六台播料机组成，六台给料机与六台播料机并行连接，没有交叉。下面详细介绍系统中的设备：1. 筒仓筒仓呈圆柱形，直径为5.3m，高为4m，有效容积为76m3。在筒仓顶部和筒体底部各有一开孔，顶部开孔为进料口，用来接收

49、炉前上料系统传输来的燃料，底部开孔为取料机的安装位置，可以通过取料机将筒仓中储存的燃料传输到输料机中。筒仓配有CO分析仪、防爆管、料位计以及高低料位报警系统。CO分析仪是用来分析筒仓空气中CO的含量，可以提前发现燃料的自燃；防爆管位于筒体上部外侧，当筒仓中压力过大时会自动打开，防止因筒仓内部压力过大而造成设备的损坏；料位计用来测量筒仓中燃料的料位，当料仓中料位过高或过低时，报警系统会起作用，并联锁控制相应的设备。2取料机每个筒仓配有一台取料机。取料机位于筒仓底部中心孔位置，主要用来收集分散在料仓中的燃料，并将其输送到输料机的入口。取料机的螺旋杆进行自身轴向旋转的同时，还围绕筒仓中心作匀速的圆周

50、运动，在这两种运动的共同作用下，散布在仓底的燃料不断地向中心集中并被输送到输料机入口处。取料机的出力为14140m3/h，螺旋杆的转速为440rpm，螺旋杆直径为550mm。3输料机输料机主要用来将取料机输送来的燃料输送到配料机内。整台设备由半圆形的长槽体、螺旋轴、端轴承、进料口、卸料口以及驱动装置等部分组成。在半圆形长槽体上方，配有密封盖板，以防止料尘飞扬；密封盖板上配观察孔，用以观察设备工作时螺旋运行情况；在长槽体下部装有固定支腿，用螺栓与平台相紧固。另外，本设备还配有堵塞报警和速度检测装置。4配料机配料机用来接收输料机输送来的燃料，然后将燃料按照合适的比例进行分配和供给螺旋给料机，一台配料机分别配有3