生物質燃燒機在小型燃煤鍋爐改造中的應用

王兆恩　王明華　 趙彬

摘 要：本文對生物質燃燒機在小型燃煤鍋爐改造中，對設備的正確安裝使用，使用中應注意的問題，常見故障排除及燃料的選擇等問題做了介紹。

關鍵詞：燃煤鍋爐改造；生物質燃燒機；生物質成型燃料；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.057

0 引言

燃煤鍋爐在使用過程中排塵濃度大，產生的二氧化硫含量高，對大氣環境造成較大的污染，為加強大氣環境治理，采用天然氣、生物質、等清潔能源對現有的燃煤鍋爐進行整治改造，完成燃煤鍋爐大氣污染治理，已勢在必行。

考慮到采用生物質燃燒機對燃煤鍋爐進行改造，現有的鍋爐設備和輔機設備不動，只配套一臺生物質燃料機和除塵設施，構成簡單，總投資少，改造時間短，施工工程量小，能有效的降低二氧化硫、煙塵排放量，達到環保要求。另一方面可避免改用燃氣爐帶來的經濟負擔（采用天然氣改造，現有鍋爐主機拆除，訂購天然氣鍋爐全部設備，加上天然氣公司管道配置和調壓箱等配套設備，投資較大，而且運行費用也比生物質燃料高）。根據我公司實際情況，綜合考慮，決定采用生物質顆粒燃燒機對現有的4噸燃煤鍋爐進行改造。

1 生物質顆粒燃燒機的構成特點

生物質顆粒燃燒機是一種使用生物質顆粒作為燃料，提供熱能轉換的設備。其燃燒過程為：燃料被螺旋給料機送入燃燒室引燃后，顆粒以半氣化懸浮狀態進行低溫燃燒，火焰與切線旋流配風會合，形成高溫噴射狀火焰噴出。

燃燒機采用沸騰或半氣化燃燒加切線旋流式配風設計，燃燒充分、穩定，效率高，在微壓狀態下不發生回火和脫火，熱負荷調節范圍寬，無污染，環境效益明顯。而且投資和運行費用低，運行時比采用天然氣的鍋爐加熱成本降低40%以上，在小型燃煤鍋爐改造中得到了大量應用。

我們選用臨沂木子原熱能科技有限公司自主研制生產的生物質智能燃燒機，整機由控制系統，自動送風系統，點火系統，自動除焦系統組成，主要特點為：

（1）采用耐高溫稀土合金材料，無負壓開放式燃燒，可連續持久運行，故障率低。

（2）采用雙絞籠雙進料電機，解決運行中卡料、堵料、進料不暢及回煙，回火問題。

（3）采用公司專利產品，自動除焦除灰裝置，可自主設定除焦流程，時刻保持燃燒室內配氧充足，燃燒充分。

（4）采用PLC可編程控制，燃燒設備中送風，送料電機同時接受鍋爐壓力、水位、溫度信號與控制信號，實現運行過程中自動調節。

（5）用于燃煤鍋爐改造直接對接即可，無需改變鍋爐以前所有配置，且操作簡單、使用方便，維護量小。

2 燃燒機的安裝使用

（1）拆除原燃煤鍋爐上煤系統，在前爐拱中間位置根據燃燒機燃燒室出口口徑開口，并用耐火水泥將周邊密封。將燃燒機燃燒室頭端與鍋爐開口處對接，固定密封。

（2）檢查鍋爐供電，供水，風機系統，檢查鍋爐氣泡水位情況，清理爐膛積灰，將生物質原料加入燒燃機料倉。

（3）將鍋爐引風機風量調至較小，開啟燃燒機。手動啟動時，點擊控制器面板上的手動鍵，手動進料，同時按（點火）“啟動”鍵和（鼓風）“小火”鍵，60秒后，噴火口噴出火焰，按（點火）“停止”鍵，燃燒機開始工作。

（4）運行中，根據需要調整（鼓風）和（進料）中的“大火”，“中火”，“小火”鍵來調整火力的大小（即通過變頻器控制上料電機和鼓風電機的轉速）。一般大風配大料，中風配中料，小風配小料，但盡量不要小風配大料，否則會因配風不足，導致燃燒不盡冒煙。

（5）除灰時間的設置，應根據燃料灰渣情況進行調節，時間短了可導致沒有燒盡的燃料推出燃燒室外，時間太長又會導致灰渣太多影響燃燒，一般可在10-20分鐘內調節。

（6）自動啟動時，點擊控制器面板上的“自動”鍵，10-15分鐘后，設備會自動進入工作狀態，隨鍋爐蒸汽壓力大小自動調節鼓風、上料參數。

（7）停機時，提前15分鐘停止進料，待燃燒室內燃料燒盡后（約0.5小時），停止鼓風，斷開電源。

3 應用中的幾個問題

（1）選用生物質燃燒機時，其熱能輸出功率要與配套鍋爐標稱的蒸汽產量匹配，只有良好的匹配，才能發揮生物質燃燒機的性能，保證爐膛穩定燃燒，達到預期的熱能輸出，獲的鍋爐良好熱效率。在實際應用在中，可選比鍋爐標稱蒸汽量大一規格，如4噸鍋爐可選300萬大卡燃燒機，以確保使用效果。

（2）設備的內置參數設定好后，非專業人員不得隨意改變，隨便改動設備參數，易導致燃燒機出現異常，不能正常工作。

（3）燃料必須使用直徑6-8mm木質生物質顆粒，不能使用顆粒碎屑和雜質太多的顆粒。

（4）嚴禁將任何金屬品進入料斗，以防損壞送料系統。

（5）若出現阻料和卡料，可用木棍捅下來，不能用鋼筋、鐵絲，以防卷入螺桿，造成螺桿損壞。

（6）燃燒正常使用后。要經常檢查觀察料倉，及時添加燃料，料倉內燃料不能少于三分之一，嚴禁無燃料工作。

（7）爐膛應保持負壓，嚴禁正壓太大。

（8）運行中，不可因用氣量增加而加料過猛，當燃料用量增加時，易導致降低燃燒機效率。

（9）工作過程中可通過爐子觀火口，觀察燃燒室出口生物質顆粒燃燒情況。

（10）經常清理燃燒室內部灰渣，不工作時將生物質顆粒燃燒完成或清理干凈。

（11）設備使用中有時會出現結焦現象，在燃燒室內形成較大的熔煉渣塊，黑灰色，塊大，堅硬，面表看似玻璃狀。嚴重影響到燃燒機的正常運行。結焦的主要原因是原料問題。我們在使用中經常會遇到從不同的廠家采購的生物質成型顆粒燃料燒起來質量不一樣，一般正常純木質顆粒是不易結焦的，如產生結焦肯定是在原材料中混入了一些東西，如黃土、沙子、粉塵等高質灰分，其灰分有的超過15%。生物質燃料燃燒結焦隨灰分的比例增加呈現性增大，所以一定要把好原料關。除用料原因外，生物質燃燒機的配風，進料速度等也會影響造成結焦。

4 常見故障排除