隨著國家對清潔能源的大力提倡，生物質發電技術在我國得到了很大的發展。但是，
生物質顆粒燃料的輸送、燃燒以及物理特性與燃煤發電技術有很大的區別，因此傳統的燃煤發電機組設計思路已經不適合生物質發電機組的要求。如何根據生物質燃料的特點，設計出適合生物質顆粒燃料燃燒的鍋爐，是目前重點討論的問題，富通新能源生產銷售的
秸稈顆粒機、
木屑顆粒機專業壓制生物質成型顆粒燃料。
生物質能是指植物葉綠素將太陽能轉化為化學能貯存在生物質內部的能量。它是一種可再生能源，而且生物質燃燒釋放的C02大體相當于其生長過程中所吸收的C02，因此可以認為利用生物質能是C02零排放，對環境保護具有十分明顯的優勢。
現階段，我國生物質燃料的主要來源為：1）木材加工后的剩余物；2）農業剩余物；3）人類生活產生的大量廢棄物；4）可用于生物質資源利用的特殊木生、草本及水生植物。
某燃用生物質燃料發電廠配2臺12 MW發電機組，是純生物質發電項目。該發電廠2007年5月開始施工，2008年正式進入生產調試階段，于2008年11月19日、2009年1月5日完成72h試運行。
該發電廠位于北方某沙漠邊緣。為了改良土壤，減少土地沙化，那里廣泛種植沙柳。為防止沙柳枝尖水分供應不足，導致整個沙柳死亡，必須定期對沙柳進行砍伐、修剪，而發電廠可集中處理這些定期修剪下來的沙柳木。
該發電廠配75t/h鍋爐，鍋爐為單鍋筒橫梁式角管正轉鏈條爐，設計燃料為沙柳木[2]。爐排設寬度方向雙側進風，每側前后劃分成6個風室，每個風室均有手動風量調節門，可根據燃料燃燒及鍋爐負荷的大小調節進風量。爐排在減速機箱的驅動下，在前后軸之間的方形鐵道上作正行程水平移動。設計為：1/3的燃料由下部液壓推料裝置送人前部爐排片上，通過爐排的轉動，將燃料送至爐內燃燒：其余2/3的燃料由上部進料斗進入爐膛，下落至爐內前拱約1m左右的爐排上，同時在整個下落過程中燃料被加熱，在爐排上完全燃燒。
鍋爐本體汽水流程：進水→省煤器受熱面→鍋筒→下降管→爐膛水冷壁受熱面(包括后水冷壁)→鍋筒→低溫過熱器→減溫器→高溫過熱器→出口集箱。
鍋爐煙風流程：空氣→空氣預熱器→小風室→爐排→爐膛→凝渣管→高溫過熱器_低溫過熱器_省煤器受熱面_空氣預熱器_煙氣排出。
爐膛為全膜式水冷壁結構，由φ60x4mm、20GGB5310管子與扁鋼焊制成膜式壁組成6540mmx6640mm（長×寬）的受熱面。爐膛下部（爐排上方）布置有前拱和后拱，前拱由水冷壁受熱面管子作“管架”，澆灌混凝土，后拱采用膜式水冷壁外加側磚墻結構。
在鍋爐前、后拱及上部2側墻處，布置了對置的二次風，為進入爐膛的燃料提供充足的氧量，使燃料在燃燒過程中能充分燃燒。
生物質燃料特性各不相同，但就其共性來看，與常規發電用煤相比，具有以下特點：
(1)熱值較低。一般生物質燃料發熱量約為10～18MJ/kg，低于一般煤種的發熱量。該電廠設計燃料的收到基低位發熱量僅為17.09MJ/kg，遠低于一般發電用煤的發熱量。
(2)揮發分高。電廠用煤的揮發分通常為30%～50%，而生物質燃料的揮發分高達70%～85%，該電廠設計燃料的收到基揮發分為74.3%，非常利于燃燒。這種高揮發分的生物質燃料著火溫度低，通常在250～350℃溫度下揮發分就大量析出并開始燃燒。因此在燃燒初期，應根據鍋爐燃燒的特點，降低爐內熱量吸收，減少初期氧量供給，推遲燃料的燃燒，保證燃料在爐內中心部位燃燒，保持爐內熱負荷的穩定分布。
(3)水分含量不穩定。該電廠設計燃料的收到基水分為8.7%，但是由于燃料受收割、貯存、干燥等因素的影響，電廠實際燃用的燃料水分變化范圍很大，通常在5%~60%。水分含量不穩定的生物質燃料，對燃燒的要求較高。當燃料水分犬時，需要較高的干燥溫度和較長的干燥時間，產生煙氣體積較大，排煙熱損失較高：燃料水分小時，干燥溫度和干燥時間相應減少，著火提前，需要通過調整來推遲燃料燃燒的時間。因此，在實際運行中，應根據生物質燃料水分的變化以及爐內燃燒情況不斷調整配風，保證爐內工況穩定。
(4)生物質燃料的密度小，結構比較松散，迎風面積大，容易被吹起。因此應合理控制一次風量，保證燃料落在設計區域內。
(5)燃料中的揮發分析出燃燼后，受到灰燼包裹和空氣滲透困難的影響，焦炭顆粒燃燒速度緩慢，燃燼困難，如果不采取措施，將會對后期灰燼的收集和排放造成影響。
4.1.1 燃燒室結構對燃燒的影響
該電廠的鏈條爐如圖1所示。生物質燃料的燃燒過程主要包括3個階段：加熱干燥階段、揮發分燃燒階段、燃燼階段。現場所用燃料經過儲存，燃料中的水分較低（設計為8.7%）；而且生物質燃料的揮發分大，屬于極易燃燒的燃料。
實際使用中，鍋爐設計L=4m，H=0.3m。設計較大的前拱覆蓋面L值的初衷是防止火焰回火，保證下料口燃料的安全。但是，由于L值較大H值較小，使大部分燃料在前拱下部燃燒。關閉前拱下部配風、增大爐排轉速，也無法保證燃料在爐膛中心燃燒，整個爐內火焰偏前墻。因此，設計中應充分考慮燃料的燃燒特性，適當縮短前拱的長度、增大前拱高度，有利于保證爐膛溫度的均勻分布。
2/3的燃料由上部進料口進入爐膛，適當調整一次風，可保證燃料在爐膛中部形成穩定的著火區域，隨著爐排的運轉，當燃料到達爐膛尾部時，基本燃燼。從實際運行情況看，可以適當加大從爐膛上部進入爐內的燃料量，甚至可以考慮采用4/5燃料從爐膛上部進入的方式。通過調整一次風，使燃料在爐內均勻分布和燃燒，避免從下部進入爐膛的燃料在前拱下方燃燒過于集中。
4.1.2燃料水分對燃燒的影響
當燃料水分較高時，燃料需要較高的干燥溫度和較長的干燥時間，需要吸收較大的輻射熱，以保證燃料能夠順利著火。當燃料很干燥時，燃料的干燥溫度及干燥時間都相應減少，燃料吸收少部分的熱量就可以穩定著火燃燒。由于燃料水分的改變，造成爐內燃燒工況發生明顯變化。因此，如何降低燃料的水分，保證燃料水分接近設計值以及如何根據實際燃用的燃料水分調整爐內配風，對鍋爐的穩定運行都是十分重要的。
目前，我國在利用生物質燃料時，采用3種方式對生物質進行加工:l）對生物質燃料進行簡單的切割、破碎、燃燒；2）將生物質燃料切割、破碎，加工戍固定形狀的顆粒燃燒：3）將生物質燃料氣化后充分利用。
該電廠對生物質燃料進行了簡單加工，設計的燃料加工長度≤50mm。但由于加工設備簡陋以及加工過程中的疏漏，大部分燃料長度達不到設計要求，部分燃料甚至長達1000mm、直徑在5mm左右。這種不符合設計要求的燃料進入料倉后盤根錯節，會形成燃料蓬架、搭橋，導致螺旋輸送裝置卡死、下料口堵死以及螺旋輸送裝置空轉、不吃料等現象，嚴重時甚至會損壞輸送設備，無法保證爐內燃料的穩定供給，使鍋爐負荷出現波動。
4.3.1料倉
該電廠爐前料倉按常規煤倉設計，煤倉上部有4個落料口，側面呈直角梯形，橫斷面呈長方形。圖2為料倉側面示意圖，圖3為料倉正面示意圖。實際運行中發現，料倉4側分別出現不同程度的堆料現象，而且堆料現象隨著料倉壁與水平底面夾角的減小而增大。后墻壁與底面垂直，堆料略有減輕。
由于生物質燃料與煤相比流動性差，在料倉4壁均出現不同程度的堆料現象，尤其是當生物質燃料水分含量大并含有較多長細枝時，這種堆料更為明顯。為此，我們認為生物質燃料的料倉設計應盡量采用直壁式或倒梯形布置：下料口裝設布料板，保證燃料均勻分布在料倉中，可以防止出現堵料、蓬料現象。
4.3.2輸料裝置
生物質燃料由螺旋輸送給料裝置輸送。料倉下部均勻分布10臺螺旋輸送機，爐膛上部和下部進料相配合的螺旋輸送給料裝置間隔布置。螺旋葉面間距前窄后寬，其目的是保證在螺旋給料過程中逐步對燃料進行咬合，逐漸增大推動力。
疏松裝置由驅動裝置、軸承座、疏松軸組成，其上布置相同間隔距離的100mm的柱狀桿，距螺旋葉面上邊緣500mm。相鄰疏松裝置呈反方向旋轉。
吊裝軸承布置在較長的螺旋給料裝置中部，采用滾動、滑動可以互換的2種結構，均設防塵裝置，密封件采用尼龍及塑料網，阻力小、密封性強、耐磨性好。滑動瓦吊裝布置，是螺旋給料裝置平穩運行的保證。
與其他類型的輸送設備相比，螺旋輸送給料裝置具有結構簡單、布置緊湊、維修成本低、料槽封閉、便于輸送易飛揚燃料的特點，可以減少對環境的污染。螺旋輸送給料裝置對于加工成一定形狀、穩定的生物質燃料的輸送具有優越性，但是在輸送長度長、直徑小、水分含量大的樹枝以及變質、黏性大、易結塊、韌性大的燃料時，由于燃料會黏結在螺旋葉面上，或在吊裝軸承處形成燃料的積塞，其工作效率會受到影響。
實際使用中，螺旋輸送給料裝置在輸送燃料時，其葉片常常與樹枝絞在一起，并越絞越緊，導致螺旋輸送機無法正常運行。尤其是采用比較長的螺旋輸送方式（輸送距離達10m左右），螺旋輸送機中部的吊裝軸承往往是燃料盤結的死點，易形成堵料、冒料以及支撐軸承被拉壞的故障。有時還會在
螺旋輸送機上部蓬料，嚴重時使整個燃料搭橋、蓬空，無法正常輸送。
根據統計，生物質燃料的水分含量對燃料韌性具有十分明顯的影響。就該電廠使用的沙柳而言，當水分增大3～5倍，燃料的韌性會成百倍的增加。燃料在輸送、切割以及貯存方面都存在很多的問題，導致設備可靠性降低、維修工作量大，嚴重影響機組的穩定運行。
生物質燃料相對于發電用煤而言，具有揮發分高、發熱量低、水分含量變化大的特點，在實際設計、運行中，應充分考慮燃料的特點，采用適當的方式和手段，保證生物質鍋爐的穩定運行。
(1)燃料加工的精細程度，對燃料穩定輸送具有十分重要的影響。按設計規格加工的燃料能夠保證正常輸送。
(2)生物質的料倉應與常見發電煤倉的設計有所區別，宜采用直壁式或倒梯形布置，避免燃料在料倉中堆積。
(3)生物質燃料應充分干燥，保證燃料水分在設計范圍內，這樣既可以減輕燃料韌性的影響，也可以保證燃料的穩定輸送，保證燃料在爐內規定區域內燃燒。
(4)設計時，應充分考慮生物質燃料高揮發分的特點，對生物質燃料的燃燒過程進行相應調整。
(5)爐內燃燒過程中，應充分考慮生物質燃料的燃燒特點，根據其水分含量調整配風，才能保證生物質鍋爐的穩定運行。
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