一種燃燒稻殼的鍋爐的研發

【摘 要】 本文主要從燃燒技術方面探討推廣生物質鍋爐的必要，燃燒技術在世界各地已實現商業化，它在生物質能生產中扮演著重要角色，為進一步促進生物質燃燒技術發展，需要優質燃燒技術以滿足低成本、低污染物排放量和高效率要求，對我國的節能、減排具有重要意義。

【關鍵詞】 稻殼鍋爐 節能減排

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

發展以生物質為基礎的新能源是人類文明跨越式進步的象征，化石能源時代正在走向終結。50年后，世界石油和天然氣資源將枯竭；90年后，煤炭資源也將枯竭。中國化石能源的形勢更加緊張，按照現在經濟發展速度和能源消耗計算，石油資源僅夠使用十幾年，煤炭也只能使用四十多年。能源短缺正在一步步扼緊人類未來的咽喉，尋找可再生的替代能源成為世界各國，尤其是我國的當務之急。我國是生產水稻的大國，每年生產數量可觀的稻谷，相應地也產生了大量的稻殼，約占稻谷總量的20%，我國的稻殼資源十分豐富。目前將稻殼作為燃料直接燃燒，僅限于非鍋爐式使用，且直接燃燒，燃燒得不充分，產生的熱值有限，且產生大量的粉塵。1 燃燒技術稻殼加工成粉（<1mm）霧化燃燒技術：燃燒采用S型阻隔拱，將殼粉經過殼粉機合理配風從鍋爐后側輸送進入燃燒室后，稻殼粉在S形燃燒室燃燒可以延長稻殼的燃燒時間，使其燃燒充分。當燃燒的稻殼被吹到上隔斷拱的犄角時，此處設有通風孔，以解決此處通風不良燃燒工況不好的問題。稻殼燃燒后形成的炭料（活性炭）經煙氣管回收到炭粒回收裝置。稻殼粉的充分燃燒，實現再生能源利用，達到經濟、環保、高效節能。技術達到國內領先水平，經濟和社會效益十分顯著。2 鍋爐結構鍋爐結構為單鍋筒縱置式，新型螺紋煙管鍋殼鍋爐。又分蒸汽鍋爐和熱水鍋爐兩種規格系列。工質循環方式，蒸汽為自然循環、熱水為復合循環。燃料是按殼粉設計的。鍋爐可分為：鍋爐鋼結構和爐墻兩大部分。鍋爐鋼結構分為：受壓部分、金屬結構部分、燃燒系統部分。受熱面部分由水冷壁（爐膛）系統、八字煙道對流系統、螺紋煙管對流系統、蒸汽系列有省煤器系統組成。水冷壁（爐膛）系統包括左右側水冷壁和鍋筒底部受熱面。八字煙道指的是煙氣出口進入螺紋煙管前的對流受熱面。螺紋煙管受熱面指的是在鍋筒內與介質進行擾動對流熱交換的受熱面。省煤器系統由鑄鐵翅片管及彎頭構成的受熱面。金屬結構部分包括鋼架、平臺樓梯、護板等。燃燒系統包括殼粉給料和吹入裝置、爐座部分。3 產品特點（1）噴霧化燃燒方式：采用S形燃燒室，燃燒充分、無死角。進料口的高度為350mm～450mm，在燃燒室上和下分別設置隔斷拱，隔斷拱分布規律是：沿著燃燒室的縱向上隔斷拱和下隔斷拱相間，將燃燒室區隔成S形燃燒室，在上拱隔斷拱犄角處設有通風孔；在煙道與煙囪之間設炭粒回收裝置回收。（2）實用性、環保性。再生的生物質（粉）燃料可實現零排放，它充分利用我國稻殼資源十分豐富的特點，使其具有很高的實用性、環保性。同時鍋爐爐膛出口有拉稀的管束，有使灰塵自沉降的作用，有利于爐內除塵，降低鍋爐原始排塵濃度。（3）系列鍋爐產品點火簡單、上熱快、安全。從爐門起明火后噴入料粉，馬上起火燃燒，并且有安全防暴措施。（4）負荷調節靈活、方便、快捷、可調節范圍大。通過無極調速器調節燃料供給量來調節鍋爐熱負荷大小。（5）鍋爐熱效率高。較有足夠大的爐膛容積，煙氣流程較長。燃燒完全、熱損失小，同時采用高效傳熱元件螺紋煙管，配置合理的受熱面積。出力足，升壓升溫快。（6）運行安全，事故率低。選擇合理的爐膛高度；爐膛容積；優化輻射受熱面、第一對流受熱面、第二對流受熱面配置比例，保證各受熱面熱負荷分配合理，提高鍋爐運行的安全性、水質適應性。（7）體積緊湊，鍋爐房占地面積小。以螺紋煙管作為主要對流受熱面并置于鍋殼中相對于將主要對流受熱面置于煙道中的水管鍋爐體積緊湊，工藝簡單，安裝方便。對于出水溫度不大于130℃的熱水鍋爐一般取消尾部受熱面，減少鋼耗，使鍋爐房跨度明顯減小。（8）對流煙道內不積灰，司爐人員勞動強度低，鍋爐熱效率不隨運行時間的延長而大幅下降。鍋爐滿負荷運行時，八字煙道及螺紋煙管煙速達到設計流速，基本不積灰；半負荷及以下運行時，煙道中各個部位看得見，摸得著，通過檢查孔可很方便的檢查并徹底清除煙道內的積灰。（9）鋼耗少，制造安裝簡單。螺紋煙管的強化傳熱，可大幅減少煙管數量，縮小鍋殼直徑。同時鍋爐采用自身支撐方式，不需要主鋼架，使鋼耗明顯下降，制造安裝也較為簡單。（10）維修方便。采用左右對稱八字煙道形式，鍋爐結構形式簡單，各受壓元件看得見，摸得著，維修方便。 附：稻殼粉燃料特性及鍋爐燃用燃料的經濟分析見表1、2（見下頁），該成果已申請專利，專利號為ZL 2008 2 0014456.3。作者簡介于長福，畢業于東北大學計算機專業，工程學士，鍋爐專業工程師，一直在遼陽鍋爐壓力容器檢驗研究所從事檢驗工作。宿明元，畢業于東北大學計算機專業，工程學士，鍋爐專業工程師，現任遼陽澤達鍋爐制造有限公司總經理。