生物质直燃锅炉讲义

1、生物质直燃锅炉讲义浙江旺能环保股份有限公司周玉彩2011-8-5生物质直燃发电厂主要有以下系统：1、燃料收集储运系统2、轻油点火系统3、燃烧系统4、热力系统5、除灰渣系统6、化学水处理系统7、电气及输出系统8、给排水系统9、废水处理系统10、烟风及净化系统11、接入系统等。第一章生物质的概述一、生物质的定义和资源状况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。生物质资源十分丰富，目前全球每年水、陆生物质产量约为全球总能耗量的610倍左右。据统计，生物质资源潜力可达100亿

2、吨，仅森林、草原和耕地这三项的产量就达50亿吨干生物质，相对于20亿吨标准煤。我国可以开发利用的生物质能源有：各种农业废弃物（秸秆和谷壳等）、薪柴、林业废弃物（树叶和枝梗等）、有机垃圾和人畜粪便等。统计表明，我国秸秆、薪柴、粪便和垃圾四项资源分别为3.08、1.3、0.77和1.43亿吨标准煤，总计约6.58亿吨标准煤。根据“九五”规划，我国薪材林面积应达到650万公顷，到2010年将达到860万公顷。二、生物质的种类和特点一般而言，生物质主要有三类：木质、非木质和动物粪便。从这三大类可以细分为七种：森林、农业的种植物（木质）、森林之外的树木（木质）、农作物（非木质）、庄稼的废弃物（非木质）、

3、加工过程的废弃物（非木质）和动物粪便（粪便）。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（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8。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

4、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（0.05%0.5%）、氮（0.2%1.5%）灰分（2%8%）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）生物质的挥发份（75%85%）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（要求20%）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（30003500kcl/kg）,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（按2

5、0%F20,棉花堆放密度200350kg/m3、玉米秸120200kg/m3）收集运输和预处理过程（例如粉碎、压缩成型和干燥）费用高（购置费200，运输破碎150元/t）。（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。三、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。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：直接燃烧（直接将生物质完全燃烧放出热量）；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）；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

6、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）；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）。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。提取法是利用生物质提取生物油。生物质转化为电能的技术包括：直接燃烧（包括与煤混和燃烧）、气化和热解。气化和直接燃烧是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中燃烧，产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热，生物质的化学能转变产生出高温高压蒸汽热能在汽轮机中膨胀做功将热能转换成旋转机械能带动发电机旋转发出电能。四、生物质的燃烧过程1.生物质燃烧的总体

7、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：CxiHx2OX3NX4SxsClX6Six7KX8Cax9Mgxi0NaxiiPxi2Fexi3Alxi4Tixi5niH2On2（1e）（O23.76N2）=n3c02n4H2On502n6N2n7con8CH4NO+ni0NO2+51SO2+n12HCl+n3KCl+n14K2SO4+55C+.（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

8、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%口79%勺混合物来表示的。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：CON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）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

9、为干物料。当生物质被加热到160c时（要求：一次风温190C）,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：1-,一（氢气）（引燃点570C）H2O2=H2021CO上02;C02（一氧化碳）2（引燃点610C）（甲烷）CH4202=CO22H2。（引燃点538C）（

10、乙烯气）C2H4+3。2=2CO2+3H2。（引燃点425C）-1分八（乙烷气）（引燃点472C）C2H63O2=2CO23H2O2（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：4C3O2=2CO22CO2H2O2=2H2OCO2C=2COCH2O=COH2对于生物质燃烧的基本过程的认识：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

11、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维持燃烧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

12、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(要求0100mm),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

13、应的重要条件之一。第二章燃生物质振动炉排锅炉的结构生物质直燃发电技术与常规火力发电技术的区别主要有两点，同时也是两大技术难点，一是燃烧设备，二是上料系统。生物质的燃烧设备主要有：堆状燃烧锅炉、炉排式燃烧锅炉、悬浮燃烧锅炉和流化床燃烧锅炉。目前，生物发电有限公司基本采用从丹麦BW虫司引进的燃生物质振动炉排锅炉的，该技术在国外被广泛应用，有成功的运行经验。在国内已经建成和投运了5台130t/h的燃灰色秸秆锅炉机组，且目前运行良好。下面将重点对130t/h高温高压、燃灰色秸秆、水冷式振动炉排锅炉进行详细的介绍和说明。第一节概述一、总体介绍已：130t/h燃生物质振动炉排锅炉为例。130t/h高温高压

14、、燃灰色秸秆、水冷式振动炉排锅炉为自然循环、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。设计燃料为玉米、小麦秸秆、等。因为生物质中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。生物质燃烧后产生的灰通常是低熔点的（如：玉米秸DT变形温度1050c设计值、ST软化温度1210c设计值、FT熔化温度1260C、小麦秸DT变形温度950c设计值、ST软化温度1030c设计值、FT熔化温度1200C）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。锅炉设计充分考虑了生物质燃料的这

15、些特性。高温区的屏式过热器上的灰允许堆积到一定的量，并在重力作用下会从受热面滑落。过热器受热面上积灰量的变化会导致受热面的吸热量发生较大变化，所以，过热器和减温器的设计已经考虑了这一点。因此，在高温受热段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产生。本锅炉采用振动炉排的燃烧方式。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'型布置，炉膛和过热器通道采用全密封的膜式壁结构，很好的保证了锅炉的密封性能。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

16、压烟气冷却器。空气预热布置在烟道以外，采用水冷加热的方式，有效的避免了尾部烟道的低温腐蚀。锅炉采用轻柴油点火启动，在炉膛右侧墙装有启动燃烧器。锅炉室内布置，构架全部为金属结构，按7度地震烈度设计。二、主要技术经济指标和有关数据1.锅炉的主要参数额定蒸发量：130t/h额定蒸汽压力：9.2Mpa(A)饱和蒸压力：10.7Mpa额定蒸汽温度：540c额定给水温度：220c2.设计燃料：棉花秸秆和树枝燃料种类含碳量(%)C含氢量(%)H含氧量(%)O含氮量(%)N含硫工(%)S含灰量(%)A水分(%)W拄发分(%)应用基低位发热量(kJ/kg)玉米秸秆49.9642.981.090.128.365.

17、579.3319750小麦秸秆49.46.0543.980.420.435.44.0980.7219.71灰分分析名称符号单位玉米秸秆(设计值)小麦秸秆(设计值)二氧化硅Si02%63.4861.62氧化铝AL2Q%6.753.19氧化铁Fe2Q%2.791.36氧化钙CO%6.96.9氧化镁MgQ%3.322.22氧化钛TiO2%0.390.14氧化硫SO%1.153.15氧化磷P2Q%1.761.48氧化钾K2O%9.2215.84氧化钠NaO%0.999.913.技术经济指标冷风温度35C一次风温度193C二次风温度193C一、二次风占总风量之比1:1排烟温度124C锅炉热效率92%燃料

18、消耗量24.948t/h（水分15%低位热值14.29MJ/Kg）34.52t/h（水分25%低位热值11.74MJ/Kg）燃料粒度要求<100mm100%<50mm90%>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（锅炉钢架中心线）32388mm汽包中心线标高23450mm锅炉本体最高点标高26074mm5 .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。5.1 给水：PH值：9.3硬度：2微摩尔/升含铁量：0.02毫克/升

19、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：00.02毫克/升电导率：0.2un/cm有机物：无外观：清晰无色5.2 炉给水：PH值：9.0-10.5电导率：100un/cm磷酸根：2-10毫克/升二氧化硅量：20微克/升5.3 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/cm6 .负荷调节允许的负荷调节范围：40%100%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）NOxffi放量<450mg/Nm3COHE放量<650m

20、g/Nm38 .噪声水平<85dBA9 .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bar9292929292主蒸汽出口温度C540540540504471给水压力bar11210910410098给水温度C222220208186178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C4040404040空气预热器出口温度C1941931881

21、67158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C13313012913012910、工质温度锅炉负荷%110.7100.076.950.040.0空气避热器入口C222220208186178空气避热器出口C9090112125127烟气冷却器出口C246239207172162省煤器入口C230227207176165省煤器出口C276271255231223汽包C311310308306306I过热器出口C375368359345336喷水减温器1出口C375368359345336n过热器出口C454441

22、423394375喷水减温器2出口C418422423394375出过热器出口C519521515469441喷水减温器3出口C489491496469441IV过热器出口C540540540504471主汽管道出口C54054054050447111、工质压力锅炉负荷%110.7100.076.950.040.0空气避热器入口bar111.7108.9104.299.697.9空气避热器出口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

23、口bar100.499.196.794.393.6汽包bar99.998.696.293.893.1I级过热器出口bar97.296.494.793.292.7喷水减温器1bar96.896.094.593.192.7n级过热器出口bar95.194.693.692.792.5喷水减温器2bar94.594.193.392.592.3田级过热器出口bar94.093.693.092.492.3喷水减温器3bar93.393.092.692.392.2IV级过热器出口bar92.992.792.492.292.1主汽管道出口bar92.092.092.092.092.012、烟气温度锅炉负荷%1

24、10.7100.076.950.040.0炉排上C113311151068974922炉膛下部C114611221065960900给料口C11071141121413041329炉膛上部C15441524145212311111m级过热器入口C11421098987824747田级过热器出口C913876791664602IV级过热器入口C910873789662600IV级过热器出口C789755684576522R级过热器入口C763730662559507n级过热器出口C599574525453417I级过热器出口C415401378347333省煤器出口C27927124821219

25、8烟气冷却器出口C13313012913012913、空气分析锅炉负荷%110.7100.076.950.040.0COkg/kg0.000460.00046同前同前同前SOkg/kg0.00000同前同前同前同前Nkg/kg0.75020同前同前同前同前HOkg/kg0.00596同前同前同前同前Okg/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3kg/Nm1.2931.293同前同前同前大气压bar1.01325同前同前同前同前14、烟气分析锅炉负荷%110.7100.076.950.040.0COk

26、g/kg0.20420.20150.18920.16940.1614SOkg/kg0.00040.00040.00040.00030.0003Nkg/kg0.64930.65060.65670.66650.6705H2Okg/kg0.08910.08800.08290.07490.0716Okg/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/Nm31.29

27、91.2991.2981.2971.297干烟气密度kg/Nm31.3781.3771.3711.3621.358大气压bar1.01321.01321.01321.01321.013215、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及连接管烟气冷却器及连接管总计水压时M3234.812.16.54.313.8103.5正常运行时M1634.806.54.313.891.416、炉受压元件的规格材料汇总表序号名称规格材料Ii给水管道_168X14.5SA-106B美国碳钢168X16SA-106B美国碳钢2空气预热器38X420G3空气避热器进口集箱140X

28、12.5SA-335P12美国合金钢1Cr0.5MoSA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo4空气预热器出口集箱二140X12.5SA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo5空气预热器进、出口连接管J140X116烟气冷却器入口集箱140X16SA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo7烟气冷却器_J38X415CrMoGSA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo|81烟气冷却器出口集箱1|140X17.59省煤器蛇形管38X420G10省煤器进、出口集箱219X2512Cr1MoVGSA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo|111省煤器连接管J|219X12.5DIWA3531

29、3MnNiMo5-412汽包1760X80SA-335P22美国合金钢2.25Cr1Mo13下降管508X30SA-335P22美国合金钢2.25Cr1Mo卜4下降管分配管一|(D508X45SA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo15下水管分散管168X10114X20SA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo245X32SA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo219X2812Cr1MoVG16水冷壁入、出口及中间集箱219X2012Cr1MoVG273X6012Cr1MoVG168X22.2SA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo114X20SA-335P12美国合金钢1Cr

30、0.5Mo17水冷壁管57X6.515CrMoGSA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo18汽水引出管|168X10SA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo19饱和蒸汽引出管1114X7.120饱和蒸汽汇集集箱二273X2612Cr1MoVG21汽包至I过入口集箱连接管273X2012Cr1MoVG22I级过热器入口集箱273X2612Cr1MoVG23I级过热器蛇形管38X4.515CrMoG24I级过热器出口集箱273X2612Cr1MoVG25I、R级过热器间连接管273X2012Cr1MoVG26R级过热器入口集箱273X3012Cr1MoVG27R级过热器蛇形管38X4.51

31、2Cr1MoVG28R级过热器出口集箱273X3012Cr1MoVG29H、m级过热器间连接管273X2012Cr1MoVG30田级过热器入口集箱273X2612Cr1MoVG31田级过热器入口小集箱114X12.515CrMoG32用级讨执器蛇形管33.7X5.6SA-213Tp347H美国不锈车冈J18Cr8NiNb+TaSA-335P12美国合金钢1Cr0.5Mo33田级过热器中间混合集箱114X20SA-335P22美国合金钢2.25Cr1Mo34m级过热器出口小集箱114X1735田级过热器出口集箱273X3012Cr1MoVG36田、IV级过热器间连接管273X2612Cr1MoV

32、G37IV级过热器入口集箱273X2612Cr1MoVG38IV级过热器入口小集箱114X17SA-335P22美国合金钢2.25Cr1Mo39IV级过热器蛇形管33.7X5.6SA-213Tp347H美国不锈钢18Cr8NiNb+TaSA-335P91美国合金钢9Cr-1Mo40IV级过热器出口小集箱_J114X13.541IV级过热器出口集箱273X22SA-335P91美国合金钢9Cr-1Mo42主蒸汽管道245X15SA-335P919Cr-1Mo美国合金钢43I、H、m级喷水减温器325X2612Cr1MoVG第二节振动炉排锅炉燃烧过程和燃烧调整的方法一、生物质在振动炉排上的燃烧过程

33、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。生物质在振动炉排上的燃烧过程分为预热干燥区、燃烧区和燃尽区，这可以与振动炉排的高、中和低端相对应。根据各区的燃烧特点，各区需要的风量有差别，预热干燥区和燃尽区的风量少一些，燃烧区的风量要大一些。燃料颗粒在振动炉排锅炉中燃烧可以分为两种类型：颗粒大的在炉排上燃烧，颗粒特别小的燃料颗粒，在气力播撒的过程中，在炉排上部空间发生悬浮燃烧。二、生物质在炉排上完全燃烧的条件炉内良好燃烧的标志就是在炉内不结渣的前提下，尽可能接近完全燃烧，同时保证较快的燃烧速度，得到最高的燃烧效率。1,供应充足而有合适的空气量如果过量空气系数过小，

34、即空气量供应不足，会增大固体不完全燃烧热损失q4和可燃气体不完全燃烧热损失q3,使燃烧效率降低；如果过量空气系数过大（取：1.5）,则会降低炉膛温度，增加不完全燃烧热损失。最佳的过量空气系数使q2+q3+q4之和为最小值。2,适当提高炉温根据阿累尼乌斯定律，燃烧反应速度与温度成指数关系。在保证炉膛不结渣的前提下，尽量提高炉膛温度。3 .炉膛内良好的扰动和混合在着火和燃烧阶段，要保证空气和燃料的充分混合，在燃尽阶段，要加强扰动混合。4 .燃料在炉排上和炉膛中有足够的停留时间5 .保持合理的火焰前沿位置。火焰前沿应该位于高端炉排与中部炉排的之间区域，火焰在炉排上的充满度好。三、振动炉排锅炉的燃烧调

35、整方法1.调整振动炉排的振动频率（3050Hz）和振动周期（振动时间：520秒和停止时间：200秒）振动炉排的振动频率一般不随负荷的变化而进行调整，最佳的振动频率是通过观察低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度来决定的。当燃料的粒度、水分和负荷发生变化时，只是对振动时间和停止时间进行调整，振动频率一般不进行调整。1.1 振动炉排的频率应该由下面两个因素来决定：其一是低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度，应该维持在1015cm其二是在一定振动频率下，不能使炉膛负压发生剧烈变化；其三是检测1号捞渣机出口的灰渣含碳量，正常的含碳量应该为510%。根据实际运行经验可知，振动炉排的频率应该为4045赫兹。1.2

36、炉排的振动时间决定燃料颗粒（不大于100nlm）在炉排上的行走速度（或每一振动周期内燃料在炉排上的行程），振动时间越长，具破坏焦渣的能力强，但料层内部的翻动性能差，行走速度加快；炉排的停止时间在很大程度上决定燃料颗粒在炉排上的停留时间。振动炉排的振动周期应根据燃料粒度、水分和锅炉负荷变化进行相应的调整。2 .调整炉排各区一次风的风量以及相互间匹配2.1 在一次风中，中端（燃烧区）炉排的一次风量最大，高（烘干区）、低端（燃尽区）炉排的一次风量相对较少。随着锅炉负荷增加，一次风的风量占总风量的比例逐步减少。如果从炉前观察到落渣口积存较多的未燃尽的小颗粒燃料，则可以适当提高低端炉排的一次风量。2.2

37、 火焰的调节：2.2.1 如果高端、中端炉排的炉排风量都增大，则炉排上火焰前沿向炉排高端移动；2.2.2 如果低端、中端炉排的炉排风量都增大，则炉排上火焰前沿向炉排中端移动；2.2.3 如果高端炉排的炉排风量减少、中端炉排的炉排风量增大，则炉排上火焰前沿向炉排低端移动；2.2.4 如果低端炉排的炉排风量减少、中端炉排的炉排风量增大，则炉排上火焰前沿向炉排低端移动。3 .调整二次风和火上风在炉膛下部，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。二次风搅拌混合炉内气体，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，降低飞灰可燃物。另外对悬浮可燃物供给部分空气，有利于提高锅

38、炉热效率。随着锅炉负荷增加，二次风的风量占总风量的比例逐步增加。各个二次风和火上风的作用如下所述。前、后墙的火上风，作为上二次风的分级配风，主要是向未燃尽的气体和燃料颗粒提供补充氧气，同时起到降低氮氧化物的作用（适当可以降低炉膛温度，因为炉膛的温度测点与火上风距离比较近）；前、后墙的上二次风，主要是起到扰动和补充氧量的作用。前墙的下二次风，可以起到增强燃料流刚性和有助于均匀播撒燃料的作用。后墙下二次风，不仅起到扰动和补燃的作用，而且还可以影响燃料抛撒的长度，。4 .建立合适的炉膛负压，组织好合理的炉内燃烧空气动力场炉膛负压的正常运行值的范围：50pa一250Pa,当炉膛负压大于+0Pa（延时3

39、0秒）或大于+50Pa（延时5秒）或小于2KPa时，锅炉的MF砌作。如果炉膛负压大于0Pa甚至更高，首先造成高温烟气和火焰回火到给料机的落料管，引发燃料着火，对给料机、落料管和逆止挡板造成损害；其次，造成高温烟气和火焰回火到二次风的管道中，烧坏二次风的喷口，还有可能烧坏火焰监视器。还有，炉膛内的高温烟气会从人孔门或启动燃烧器的活动门的缝隙喷出，损坏设备或对人造成伤害。如果炉膛负压很低，首先，会缩短细小的燃料颗粒和未完全燃烧气体在炉膛中的停留时间，造成固体不完全热损失和可燃气体不完全燃烧热损失增大，降低了锅炉的燃烧效率和热效率；其次，造成锅炉的漏风量增大，造成排烟温度升高，排烟热损失增大，降低锅

40、炉的热效率；还有，炉膛负压太低，则会使炉膛的水冷壁变形，拉裂焊口，对水冷壁造成损坏。第三节汽水系统、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。1、给水流程锅炉给水分高压给水和低压给水4.1 高压给水经给水调节阀后分为两路：高压给水一一一路直接进入省煤器一一汽包；另一路高压给水一一经由高压空气预热器高一一高烟气冷却器后一一进入高煤器一一进入汽包。4.2 低压给水高压给水一一除氧器一一两台循环水泵一一进入低压空气预热器一一低高烟气预热器后再回一一到除氧器。2、蒸汽流程蒸汽由汽

41、包一一一级过热器一一一级减温器一一二级过热器一一二级减温另一一三级过热器一一三级减温器一一四级过热器一一主蒸汽管一一进入汽轮机。3、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。锅炉的汽水系统图见附件。第四节锅炉结构1、锅筒1.1 、锅筒结构锅筒用DIWA353(13MnNiMo5-4)材料制成，内径为1600mm，壁厚80mm,筒身全长14800mm,两端采用球形圭头，汽包全长16900mm。高压汽包内设有给水分配管和汽水分离元件等内部设备。利用汽水分离元件的分离作用使汽包内的汽水混合物充分分离，并使蒸汽沿汽包的长度、宽度均匀分布，可防止局部蒸汽负荷集中，以保证合格的

42、蒸汽品质。蒸汽引出高压汽包，经6根的管子(168X10SA_335P10,汇集到汇集集箱（273X2612Cr1MVG）,引入到I级过热器。汽包内部装置除汽水分离元件外还有连续排污和加药管，为使实际运行中能安全可靠，及便于监督、检查等，汽包上设置了1个弹簧式安全阀、2个压力表、3个平衡容器、3个电接点水位计和2个无盲区双色水位计等附件接口。锅筒筒身顶部装焊有饱和蒸汽引出管座，汽包安全阀管座，压力表管座；给水引入套管接头；汽水混合物引入管座；筒身底部装焊有两个大直径下降管管座；紧急放水管管座等。封头上装有人孔、水位表管座等。锅筒上下表面焊有三对预焊板，工地安装时，将热电偶焊于其上，用来监察上、下

43、壁温。还有测锅筒内、中壁温的各3个测孔，用来测定锅筒的壁温。在安装现场，未经锅炉厂允许，锅筒内、外壁禁止施焊。1.2 水位高压汽包正常水位在汽包中心上，高水位报警水位在中心线上200mm处，高高水位报警在汽包中心线上250mm处，低水位报警在汽包中心线下150mm,停炉水位在中心线下200mm处。1.3 固定锅筒的固定方式为支撑式固定。由位于锅筒两侧的508x30的集中下降管支撑在3300mm平面上。2、燃烧室及水冷壁2.1结构燃烧室断面呈矩形，深度X宽度=6480X9200mm。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。

44、水冷壁采用57X6.5mm管子（管材15CrMoG）。燃烧室上部垂直布置有18片屏式过热器（出级过热器）。燃烧室壁面开有以下门孔；1）给料口2）二次风口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）电视监控孔本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（IV级过热器），在烟井3中水平布置I级过热器。2.2 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219X20mm的连接管

45、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。水循环回路的分配详见锅炉范围内管道系统图。2.3 水冷壁固定水冷壁及其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。3、水冷炉排3.1、 水冷炉排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

46、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250c350c）来冷却炉排，水从炉排低端流入，从炉排高端流出。3.2、 水冷炉排结构整个炉排分为四块。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1800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25o炉排是由膜式水冷壁构成，由直径为38X6.5mm、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

47、壁上开有很多小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

48、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。3.3、 水冷炉排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

49、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。炉排下的风室中有从炉排上风孔落入的灰和沙子。所以，风室需要经常清理。3.4、 水冷炉排启动和停运启动时，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

50、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。3.5、炉排设计参数炉排数量：4片振动力向：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：37kw振动时间：5s间隔时间：20s孔径：4.5mm炉排水冷管：38X6.5mm、材料为15CrMoG节距：65mm炉排孔数：308个/m2冷却水温：250C350c4、给水管道给水管道由168X14.5mm、168X14.5mm、219X12.5mm等规格通过三通互相连接，使空气预热器、烟气冷却器和省煤器即能串联在一起又能相对独立，详见锅炉范围内管道系统图。本锅炉与常规锅炉的给水管道走向不同。空气预热器、烟气冷却器串联在一起并联在锅炉给水管道上。具体布置详见锅炉范围内管道系统图。锅炉正常满负荷运行情况下，有30%的给水分流进入空气预热器，并降温到约90C（注意：为了避免腐蚀，运行时空气预热器出口温度不能低于90C）,再进入烟气冷却器进行加热，剩下的70%流量的给水由主给水管道上的调节阀控制流量。空气预热器、烟气冷却器都设有旁路，在烟气冷却器的出口有用于冷态启动的管道，与除氧器再循环管连接。锅炉的启动初期（