摘要：该论文阐述了生物质锅炉的基本结构型式以及各附件的布置方式，并对生物质燃料做了基本介绍，展望了此锅炉的发展前景。
关键词：生物质燃料；蒸汽流程；燃烧系统；
生物质燃料是一种可再生能源，在燃料过程中排放的二氧化碳可以被农作物通过光合作用所吸收，就此而言，此类燃烧被称为二氧化碳零排放。
一、锅炉主要指标和有关数据
1、锅炉参数
额定蒸发量：48t/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：棉花秸秆
3、技术经济指标
冷风温度 ：35℃
排烟温度：127℃
锅炉热效率：93.5%
燃料消耗量：9360kg/h
燃料粒度要求 ：＜100mm 100%
＜50mm 90%
＞5mm ＞50%
＜3mm ≤5%
排污率：2%
4、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、其它技术指标
NOx排放量 ＜450mg/Nm3
CO排放量 ＜650mg/Nm3
二、锅炉整体布置说明
1、燃烧方式
选用水冷振动炉排加炉前强制给料的燃烧方式，燃料经加工到一定的尺寸后由输料机进入炉顶料仓，然后由炉前给料机送入炉膛下部燃烧。振动炉排由振动机构、风室、支撑件和炉排水冷壁组成，炉排水冷壁由全膜式壁组成，其上开有很多小孔。一次风进入炉底风室后再由炉排水冷壁上的小孔进入炉膛，为燃烧提供所需的氧。
燃料由给料机送到炉排前部，在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热、干燥、着火、燃烧。随着振动机构的工作，燃料边燃烧边向炉排后部运动，直至燃尽，最后灰渣落入炉后的除渣口。
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。二次风在此锅炉的燃烧中起到十分关键的作用，二次风搅拌炉内气体使之混合，使炉内烟气产生旋涡，延长悬浮的飞灰及飞灰可燃物在炉内的行程，使飞灰及飞灰可燃物进一步降低。它的合理使用可以使飞灰量减少，使飞灰可燃物降低。另外对悬浮可燃物供给部分空气，有利于提高锅炉热效率，有利于降低锅炉初始排烟浓度，有利于设计锅炉的节能与环保。
2、热力系统
（1）烟气流程:
按炉膛（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、二级过热器）和尾部对流受热面（包括、过热器、省煤器和烟气冷却器）。空气预热器不在烟气通道内，它是由热水和空气换热。
（2）各受热面间的吸热量分配和布置受热面面积
根据高温高压蒸汽锅炉加热、蒸发、过热的热量分配比例、特点和方便过热蒸汽温度调节的要求合理布置各受热面。
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三、锅炉结构
１、锅筒：
锅筒内径为1400mm， 壁厚为60mm，筒体全长7700mm，筒身由BHW35钢板卷焊而
成，封头是用同种钢板冲压而成。锅筒内部装置由孔板分离装置、钢丝网分离器、连续排污管等组成。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孔现象。给水进入锅筒之后，进入给水分配管，使给水沿锅筒纵向均匀分布。锅筒内正常水位在锅筒中心线处，最高、最低安全水位距正常水位为上下各50mm。锅筒装有两只就地水位表，此外还装有两只电接点水位表、三只平衡容器，可把锅筒水位显示在操纵盘上并具有报警的功能。
2、水冷系统
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、后三水冷壁以及炉顶水冷壁组成。炉膛横截面为4320×3760mm2，炉顶标高为17320mm。炉排水冷壁由φ38×4的管子和6×24mm扁钢焊制而成，扁钢上钻有不同间距的φ3的小孔，作为一次风的通风孔。侧水冷壁由φ57×5的管子和6×23mm扁钢焊制而成。前水冷壁、后一、后二、及炉顶水冷壁由φ57×5的管子和6×23mm扁钢焊制而成。后三及水冷壁由φ38×4和6×42mm扁钢焊制而成。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。
水冷壁两侧下集箱由φ219×32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，这些集箱有一个膨胀中心，向四个方向膨胀，因此，侧下集箱的支座与底部支撑装置之间是可相对移动的。
3、燃烧系统
燃烧系统由燃烧室、炉排、风室组成。炉排水冷壁上开有很多φ3的小孔，作为一次风的通风口，炉排下部是风室。燃料由炉前2个给料口送入燃烧室。给料管尺寸、位置满足锅炉在不同工况运行时的要求。炉膛进料口处设有送料风，取自空气预热器后的热风。
经预热的一次风由风室经炉排水冷壁上的小孔送入燃烧室，二次风在燃烧室的前后墙送入。一、二次风风量各占总空气量的50%，调节一、二次风量、给料量，可以使锅炉负荷在35% ～100%之间调节。
燃烧后的灰渣由炉后的排渣口排出炉外。在排渣口下方设有捞渣机，能使灰渣安全有效的排出炉外。
4、过热器
本锅炉过热器分四级，饱和蒸汽由锅筒上的饱和蒸汽连接管引入饱和蒸汽汇集集箱，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φ38×4.5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φ33.7×5.6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满足要求的过热蒸汽，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100-70%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、二级过热器采用15CrMoG（GB5310-1995）、12Cr1MoVG（GB5310-1995）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。
5、省煤器和烟气冷却器
省煤器和烟气冷却器由φ38×4 20G(GB5310-1995)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。
各组蛇形管每组之间布置了人孔门，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。
6、空气预热器
空气预热器布置在烟气通道外，为水加热空气的形式。空气预热器中的水冷却后进入烟气冷却器中加热，再并入给水管进入省煤器。
空气预热器由φ38×4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。
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，提高了空气预热器的换热效率。
结束语
新型生物质发电锅炉开创了生物质能利用的新领域，使秸秆变废为宝，提供电力的同时，把秸秆燃烧后的草木灰返还给农民，作为农田肥料，即保护环境，又有利于建立资源节约型社会。中国可开发的生物质能资源总量约为5亿吨标准煤，生物质发电锅炉的创新、开发还有更广阔的空间。
参考文献
[1]《锅炉原理及计算》.
[2]JB/T6696-1993《电站锅炉技术条件》.
[3]锅炉热力计算按《锅炉机组热力计算标准方法》.
论文作者:卢晓丹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/23
标签：水冷论文; 烟气论文; 锅炉论文; 蒸汽论文; 炉膛论文; 过热器论文; 预热器论文; 《基层建设》2018年第18期论文;