摘要：随着社会的发展进步，人们的生活水平、生活质量要求越来越高，集中供热的规模越来越大，能源问题也越显突出。集中供热是我国秦岭、淮河以北区域冬季的主要供热形式。而热电联产、大型热源厂集中供热又是当前供热的主要发展方向。拆小建大、节能减排实现集中供热是供热行业实现清洁供热、蓝天工程的主要途径。而选择合适的节能环保供热产品又是完成这一目标的关键。目前，城市集中供热选用生物质能源是一个较为经济、环保的方向，而生物质锅炉锅炉类型主要为：链条炉排锅炉、往复炉排锅炉和循环流化床锅炉。针对生物质的燃料特点选用合适的炉型，可有效的节能减排，提供效益。
关键词：链条炉排锅炉；往复炉排锅炉；循环流化床锅炉
引言
目前我国供热能源还是以燃煤为主，随着能源需求的扩大，煤炭资源变得越来越紧张。尤其是优质煤（低位发热量20934kJ/kg以上）价格飙升，而且环保要求日益严格。而天然气和电力能源成本更是使相关企业苦不堪言，使用生物质工业燃料替代燃煤、天然气和电力成为一种选择，如何在保证锅炉出力和效率的前提下高效燃用生物质燃料成为新的课题。
正文
由于生物质燃料特性与化石燃料不同，从而导致了生物质燃料在燃烧过程中的燃烧机理、反应速度以及燃烧产物的成分与化石燃料也都存在较大差别，其燃烧过程的特点有：1）生物质水分含量较多，燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时间，产生的烟气体积较大，排烟热损失较高；2）生物质燃料的密度小，结构比较松散，迎风面积大，容易别吹起，悬浮燃烧的比例较大。3）由于生物质热量相对较低，炉内温度场遍低，组织稳定的燃烧比较困难。所以生物质锅炉的设计和运行方式的选择应从不同种类生物质的燃烧特性出发，才能保证生物质锅炉运行的经济性和可靠性。
1链条炉排锅炉
链条排锅炉是采用传统的层状燃烧方式，该炉型具有技术成熟，安装方便，施工周期短，工程造价和运行费用低，操作简单，运行稳定，维保管理方便等特点，目前，国内小型小参数供热锅炉房已大量使用此炉型，但相比往复式炉排锅炉和循环流化床锅炉，其热效率较低，约84%左右。
2往复式炉排锅炉
往复炉排锅炉是层燃锅炉中燃料适应性非常广的一种燃烧设备，可燃烧稻秆、麦秆、玉米秆、棉花秆等生物质，可以单独烧上述任何一种秸秆，也可以各种秸秆混烧。首先是往复炉排锅炉往复炉排锅炉一般都是直接燃用原料。所谓“往复炉排”，实际是相邻的一对炉排中，一排固定、另一排沿炉排轴线前后往复运动。布撒在固定炉排上的燃料，被后面往复运动的炉排推挤，翻滚到相邻的往复运动炉排上，周而复始，燃料即被从锅炉燃料斗处推向锅炉炉排尾部。着火后的燃料，间歇地在炉排上静态燃烧和翻滚中燃烧。
由于往复式炉排锅炉的燃料燃尽率相比链条炉较高，现阶段的往复炉排膜式壁锅炉设计效率可达86%以上，其结构紧凑，节省占地及空间，尾部采用铸铁省煤器，降低锅炉排烟温度，不惧低温腐蚀。往复炉排锅炉运行维护简单方便，可随意启炉、停炉，锅炉运行自身耗能低。虽然，生物质往复式炉排锅炉投资成本相比链条炉稍高，但是从长远看，其经济性较链条炉好。
3循环流化床锅炉
循环流化床锅炉基于循环流态化的原理组织燃料的燃烧过程，以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为主要特征。固体颗粒充满整个炉膛，处于悬并强烈掺混的燃烧方式。
采用流化床燃烧技术焚烧生物质的优点主要表现在以下几个方面：燃烧充分完全，热效率高，可达89%；污染排放量低；生物质燃料适应性广；解决了成分复杂多变各种生物质废弃物的着火、稳燃和燃烧控制的问题；生物质燃料只需简单破碎即可入炉燃烧，燃料制备费用较低；锅炉负荷调节范围宽；炉内无活动部件；运行可靠、稳定、维护费用较低。
其缺点主要为：由于增加流化风机等特殊设备，厂用电要高于层燃锅炉（链条炉排炉、往复式炉排炉都属于层燃锅炉）；运行过程中需要根据床压来添加床料，增加了运行成本；流化床锅炉对入炉燃料颗粒尺寸要求严格，需要增加燃料预处理工艺和设备来破碎燃料。
4经济性比较
笔者调研了循环流化床锅炉和往复炉排锅炉系列容量自耗电功率，见表1、2。
表1 循环流化床锅炉自耗电功率
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根据表1、2，以蒸发量为75t/h锅炉为例，往复炉排锅炉的引风机、送风机、炉排电机总功率为1017.5kW，锅炉效率为86%，而循环流化床锅炉引风机、送风机、二次风机、返料风机总功率为1387.5kW，锅炉效率为89%。按燃料的低位发热量13398.4kJ/kg计算，往复炉排锅炉小时耗料量为17.5t/h，循环流化床锅炉小时耗料量为16.9t/h，二者相差0.6t/h。若燃料价按500元/t，即燃料相差价为300元/h。两者的锅炉自耗电功率差为370kW，电价按0．75元/（kW·h）计，循环流化床锅炉每小时多耗电费277.5元/h，合计差价为22.5元/h。此处不计流化床锅炉运行操作复杂，维护管理成本较高。单从运行费用比较，循环流化床锅炉高于往复炉排锅炉。
结语
虽然循环流化床锅炉是一种很好的炉型，在电厂中已经广泛应用。但在大型集中供热锅炉房中的应用仍要结合实际情况进行选择。往复炉排锅炉作为成熟炉型．具有突出的优点和应用前景。在环境保护等满足条件的前提下，对于单台容量小于75t/h锅炉或者燃料破碎难度较大宜优先选用往复炉排锅炉；当单台容量大于75t/h或蒸汽参数要求比较高时，宜优先选用循环流化床锅炉。
参考文献：
[1]李永洪.循环流化床锅炉与往复炉排锅炉实用经济性分析［J］.黑龙江科技信息，2015（10）：79.
[2]吴学斌.供热系统三种类型锅炉调研报告［J］.科技论坛，2014（7）：287.
论文作者:杨尊炉
论文发表刊物:《防护工程》2019年18期
论文发表时间:2020/1/13
标签：锅炉论文; 流化床论文; 燃料论文; 生物论文; 集中供热论文; 链条论文; 较高论文; 《防护工程》2019年18期论文;