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由于电力、天然气供应和燃气管道的限制,无法将我国的燃煤锅炉全部改为电锅炉或燃气锅炉,而生物质锅炉的价格低及运行成本低更容易使用户接受并得以推广,正好填补了这项空白。生物质能颗粒燃料是利用秸秆、水稻秆、薪材、木屑、花生壳、瓜子壳、甜菜粕、树皮等所有废弃的农作物,经粉碎混合挤压烘干等工艺,之后制成颗粒状燃料。
国内外对各种生物质燃料的研究力度区别明显:对生物质燃料所占比重较大的废弃木材、秸秆、稻壳研究的较多,而对果核、橄榄饼、甘蔗渣等生物质燃料的研究相对较少。另外,目前尚未发现研究水生植物在CFB锅炉里燃烧的相关文献。目前,各国对采用CFB锅炉燃烧农业废弃物因其高碱金属含量所导致的碱金属腐蚀问题认识还不够深刻,应该在腐蚀机理、腐蚀区域以及相应的对策上进行的研究。
西方发达地方研究废弃木材作为CFB锅炉的燃料已经很多年了。20世纪80年代末,美国就开发出大型燃烧废木料的CFB锅炉,分别安装在Freson、Rocklin和Mecca。瑞典也是以林业废弃物作为大型CFB锅炉的重要燃料加以利用的,尽管这些燃料的含水率有时高达50%~60%,但锅炉的热效率仍可达到80%。丹麦为了减少二氧化碳的排放,采用奥斯龙公司的高倍率CFB锅炉将干草(或木屑)与煤以6∶4的比例送入炉内燃烧,效果较好。目前世界上较大容量的燃烧生物质的循环流化床锅炉就是F&W公司240MW的烧废木材的CFB锅炉,它的成功运行为燃烧林业废弃物的CFB锅炉的大型化奠定了良好的基础。此外,德国、芬兰、法国、意大利、土耳其和俄罗斯等地方也先后对CFB锅炉燃烧废木材进行了研究。PretoF通过试验发现:以废弃木材为燃料的CFB锅炉运行情况较好,燃烧效率可以超过99%。在气体排放方面,除了CO外,NOx、N2O、SO2、Furans等的排放都低于允许标准。HiltunenMA等发现燃烧产生的灰渣很少,细而均匀。但是,由于燃料里含有较多灰熔点低的钾,灰比较容易在锅炉里结垢。而且,燃料里还含有氯和碱性物质,这些物质都有很强的腐蚀作用。AmandLE等发现,燃烧产生的灰份里含有很多金属(Hg、Cd、Cr、Cu、Mn和Zn等),但是它们的含量都在欧洲联合会(EC)所规定的范围之内。
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空气的分段送入对控制木材、污泥等高挥发分燃料燃烧的气体排放效果不明显,其原因尚待进一步研究,而分级送风对流场的影响以及挥发分析出和燃烧所发生的区域则是研究此问题所应该着重考虑的。燃料特性对循环流化床锅炉的设计与运行有很大影响,而关于CFB锅炉燃烧生物质燃料数值模型方面的研究目前还不多见。如果能够对生物质燃料在CFB锅炉里的燃烧进行充分的数值研究也将会极大地促进CFB锅炉在生物质燃料燃烧中的应用。
由于生物质锅炉燃料特性与化石燃料不同,从而招致了生物质燃料在熄灭过程中的熄灭机理,反响速度以及熄灭产物的成分与化石燃料相比也都存在较大差异,表现出不同于化石燃料的熄灭特性。生物质燃料的熄灭过程主要分为挥发分的析出和熄灭,焦炭的熄灭和燃尽两个独立阶段,前者约占熄灭时间的10%,后者则占90%,详细熄灭过程如下:燃料送入熄灭室后,在高温热量作用下,燃料被加热和析出水分。
采用补给水泵定压方式,供热系统压力较高时,采用好的水箱不能保证系统所需的压力,此时,应当采用补给水泵定压方式。这种定压方式在苏联热水锅炉供热系统中被普遍应用。补给水泵定压有连续补水定压和连续补水定压两种方式。此生物质锅炉定压方式的安装由补给水箱,补给水泵,压力调理器等组成。当系统运转正常时,经过压力调理器调理使补给水泵连续补水并使之与系统的走漏量相顺应,从而维持系统压力的稳定。
神木家庭用风暖炉生产采用高架水箱定压方式,这种方式的定压点设在热水循环泵入口或回水主干线上,安装仅仅为一只高架水箱,其构造简单,工作稳定牢靠,能稳定系统压力,并能满足系统网络的溢水和补水请求。在这种系统中,水箱装置高度必需满足使系统中较高点不汽化的请求。因而,装置位置较高。这种定压方式适用与供热范围不大的低温水供热系统中。