燃棕櫚廢料發(fā)電鍋爐的設(shè)計(jì)開發(fā)

1、<p>　　燃棕櫚廢料發(fā)電鍋爐的設(shè)計(jì)開發(fā)</p><p>　　摘 要：詳述燃棕櫚廢料鍋爐的結(jié)構(gòu)布置方式，介紹了燃棕櫚廢料發(fā)電鍋爐設(shè)計(jì)開發(fā)過程 </p><p>　　關(guān)鍵詞：棕櫚廢料；爐膛；分級液壓控制往復(fù)爐排 </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　棕櫚廢料是棕櫚榨油行業(yè)的副產(chǎn)品，采用

2、棕櫚榨油的工廠，約有20%左右的總渣等廢料被分離出來，由于此類廢棄物熱值低、水分大等特點(diǎn)，一直沒有被好好的利用，而僅是被簡單的堆放、填埋或者是被直接燒掉。這樣不僅造成了浪費(fèi)而且污染環(huán)境，給棕櫚榨油行業(yè)帶來了人力、物力的浪費(fèi)。 </p><p>　　目前國內(nèi)也出現(xiàn)了利用常規(guī)的燃煤鍋爐來進(jìn)行棕櫚廢料的處理的焚燒爐。但由于常規(guī)鍋爐的爐排采用機(jī)械控制的限制，不能很好地控制燃料厚度和進(jìn)行有效地?fù)芑鹨约拔膊渴軣崦嬷蟹e灰嚴(yán)重等

3、問題致使鍋爐不能正常運(yùn)行；同時(shí)，鍋爐長時(shí)間的積灰還能導(dǎo)致尾部受熱面的腐蝕，致使設(shè)備損害；鍋爐使用壽命大大縮小。針對以上普遍存在的問題，經(jīng)過對此類廢棄物的特性進(jìn)行了認(rèn)真的分析研究，成功研制出分級液壓控制的往復(fù)爐排燃棕櫚廢料的SHW20-2.5/400-T過熱蒸汽鍋爐發(fā)電鍋爐。目前此鍋爐已申報(bào)了國家新型專利. </p><p>　　一、燃料特性：棕櫚廢料（50%棕櫚殼+50%棕櫚纖維）棕櫚廢料經(jīng)粉碎加工成一定尺寸的粉

4、料 </p><p>　　一）燃料元素成分及發(fā)熱量： </p><p>　　二）燃料燃燒的特點(diǎn)： </p><p>　　1.燃料具有極高的揮發(fā)分，析出溫度低且析出過程迅速。 </p><p>　　2.水分含量高，且隨季節(jié)性多變。 </p><p>　　3.灰分少，一般外帶土、石子等雜質(zhì)較多。 </p>&

5、lt;p>　　4.具有較低的灰熔點(diǎn)，易出現(xiàn)結(jié)渣和灰結(jié)焦 </p><p>　　5.熱值低，能量密度小。 </p><p>　　6.生物質(zhì)中普遍含有一定量的鉀和氯，含鉀物質(zhì)性質(zhì)活潑，高溫下易在受熱面上造成沉積，阻礙傳熱并誘發(fā)高溫腐蝕，氯燃燒后產(chǎn)生的煙氣中含有氯化氫和氯氣，對受熱面有高溫和低溫腐蝕的影響。 </p><p>　　二、鍋爐主要設(shè)計(jì)參數(shù)： </p

6、><p>　　1.鍋爐額定蒸發(fā)量 20 t/h </p><p>　　2.鍋爐額定蒸汽溫度 400℃ </p><p>　　3.鍋爐額定蒸汽壓力 2.5MPa </p><p>　　4.鍋爐額定給水溫度 105℃ </p><p>　　5.排煙溫度 142℃ </p><p>　　6.冷風(fēng)溫度 20

7、℃ </p><p>　　7.熱風(fēng)溫度 163℃ </p><p>　　8.鍋爐設(shè)計(jì)熱效率 81.1% </p><p>　　9.燃燒方式： 往復(fù)爐排層燃 </p><p>　　10.爐排有效面積 20.93 m2 </p><p><b>　　三、鍋爐系統(tǒng)介紹 </b></p>&

8、lt;p>　　1.往復(fù)爐排2.儲料倉3.送料裝置4.汽水系統(tǒng)5.過熱器 6.對流管束7.吹灰裝置8.省煤器9.空預(yù)器10.落灰裝置 </p><p>　　四、采取的主要技術(shù)措施 </p><p>　　根據(jù)燃料的特點(diǎn)以及滿足鍋爐參數(shù)的要求采取了以下技術(shù)措施： </p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)置合理的爐膛結(jié)構(gòu)： </p><p>　　為了增加

9、燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，保證燃料的及時(shí)著火和燃燼，本鍋爐設(shè)計(jì)采用了較高的爐膛結(jié)構(gòu)。根據(jù)國內(nèi)最新的拱形設(shè)計(jì)理論，采用低而長的后拱及較高的前拱，以便使從后拱出來的高溫?zé)煔猓悦棵?米左右的水平速度向前拱區(qū)內(nèi)沖去，將大量熱量帶給了前拱區(qū)，增強(qiáng)了對料層的熱輻射，保證了燃料的燃燼。并在爐膛出口處加水冷屏式過熱器控制爐膛出口溫度。 </p><p>　　前后拱的科學(xué)設(shè)計(jì)，使從前后拱出來的煙氣在喉部強(qiáng)烈混合，增加煙氣在爐內(nèi)的停留

10、時(shí)間，有利于燃料的完全充分燃燒。 </p><p>　　（二）采用分級液壓驅(qū)動傾斜往復(fù)爐排 </p><p>　　爐排面積的確定：爐排面積對燃料的燃燒及燃燼起到非常重要的作用，根據(jù)國內(nèi)外垃圾焚燒爐設(shè)計(jì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，垃圾焚燒爐的往復(fù)爐排負(fù)荷約200～400kg/（m2·h）比較合理。考慮到預(yù)處理后的垃圾的實(shí)際狀況選取爐排面積約20.9m2，往復(fù)爐排負(fù)荷約298kg/（m2·h

11、）。考慮到爐墻鋼架等尺寸因素，選定爐排有效寬度為2800mm，長度為7400mm左右。爐排有效面積約為20.9m2，爐排高溫區(qū)應(yīng)采用耐熱鑄鋼，確保鍋爐的安全運(yùn)行。 </p><p>　　根據(jù)國內(nèi)外垃圾焚燒爐的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和燃料的特點(diǎn)，采用有一定傾斜角度的分級驅(qū)動往復(fù)爐排燃燒方式。燃料由送料裝置送入儲料倉再由送料風(fēng)送至往復(fù)爐排上，在往復(fù)爐排前部經(jīng)熱空氣加熱干燥后著火燃燒。 </p><p>

12、　　往復(fù)爐排分三級采用液壓驅(qū)動，每級可分別調(diào)整爐排的往復(fù)運(yùn)動速度，并且由于液壓傳動裝置具有重量輕、體積小、運(yùn)動慣性小、反應(yīng)速度快、操縱控制方便，可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，這樣可使燃料在爐排上有較長的停留燃燒時(shí)間，保證固定碳的完全充分燃燒。 </p><p>　　為了使燃料層在爐排上有自翻身撥火作用，往復(fù)爐排采用傾斜15度的布置方式以及爐排之間合理的落差，使燃料從前向后推動前進(jìn)的同時(shí)有一個(gè)下落翻動過程，在上級爐排落至

13、下級時(shí)有一個(gè)較大的翻滾，起到自撥火作用。 </p><p>　　（三）設(shè)置合理的二次風(fēng)系統(tǒng) </p><p>　　為了使大量快速析出的揮發(fā)分能及時(shí)與空氣充分混合，在后拱出口上部及前拱上部各布置有一組二次風(fēng)噴嘴，噴出的高速二次風(fēng)具有很大的動能和剛性，使可燃?xì)怏w于高速二次風(fēng)充分混合，保證了揮發(fā)份的充分燃燒。 </p><p>　　往復(fù)爐的配風(fēng)與燃煤鍋爐也有較大不同。干燥

14、階段風(fēng)量僅占一次風(fēng)量的15%左右，主燃區(qū)風(fēng)量占75%以上，而燃燼區(qū)風(fēng)量僅占10%左右。為了保證揮發(fā)分大量集中析出時(shí)的完全及時(shí)充分燃燒，必須有占總風(fēng)量15-20%以上的風(fēng)量作為二次風(fēng)，本設(shè)計(jì)的二次風(fēng)可幫助燃料析出的揮發(fā)分在爐膛空間的燃燒，在每組二次風(fēng)噴嘴的總風(fēng)道上裝有調(diào)節(jié)閥門，實(shí)際運(yùn)行時(shí)可根據(jù)現(xiàn)場燃料的燃燒情況及時(shí)調(diào)節(jié)各段風(fēng)量及每組的二次風(fēng)量。 </p><p>　?。ㄋ模┎贾煤侠淼奈膊渴軣崦娴模?</p&g

15、t;<p>　　鍋爐尾部受熱面采用鋼管式省煤器和鋼管式空氣預(yù)熱器，為了便于檢修與清灰，在鋼管式省煤器管和鋼管式空氣預(yù)熱器之間加裝了檢修煙箱。合理控制尾部受熱面的溫度和煙氣流速防止發(fā)生腐蝕和積灰。 </p><p>　　鍋爐采用雙鍋筒、橫置式、往復(fù)爐排的結(jié)構(gòu)形式。鍋爐散裝出廠。見上圖 </p><p>　　整個(gè)鍋爐系統(tǒng)分為送料系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、往復(fù)爐排、過熱器、空氣預(yù)熱器、省煤器

16、等部件組成。 </p><p>　　送料系統(tǒng)包括燃料輸送皮帶、儲料倉、星型閥給料器。燃料經(jīng)運(yùn)輸皮帶送至儲料倉，經(jīng)布置在料倉底部的星型閥給料器送至往復(fù)爐排燃燒。 </p><p>　　鍋爐汽水系統(tǒng)主要有上下鍋筒、對流管束、水冷壁、前拱組件、后拱組件、下降管、集箱等組成。整個(gè)汽水系統(tǒng)分為五個(gè)獨(dú)立的水循環(huán)回路。鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)分為前墻水冷壁、左側(cè)墻水冷壁、右側(cè)墻水冷壁、后墻水冷壁及對流管束等五個(gè)循

17、環(huán)回路。水循環(huán)回路結(jié)構(gòu)合理，水循環(huán)安全可靠。 </p><p>　　爐排包括支架、活動框架、配風(fēng)裝置等組成。鍋爐汽水系統(tǒng)現(xiàn)場組裝，爐排整裝出廠，鋼架、外包、爐墻采用現(xiàn)場施工。 </p><p>　　過熱器散裝出廠，省煤器整裝出廠；空氣預(yù)熱器也分為兩級，每級組裝出廠，現(xiàn)場連接回轉(zhuǎn)煙箱。 </p><p>　　考慮棕櫚廢料灰渣特點(diǎn)，本鍋爐采用了螺旋出渣機(jī)，多管除塵器等輔

18、機(jī)。 </p><p>　　五、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析與發(fā)展前景： </p><p>　　該產(chǎn)品有較好的節(jié)能和社會環(huán)保效益。該鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊，熱效率高，是棕櫚榨油和木材加工行業(yè)理想的節(jié)能環(huán)保設(shè)備。它不僅幫助解決了棕櫚廢料的一大難題，也為企業(yè)創(chuàng)造了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益，更為重要的是它減少了環(huán)境污染，美化了環(huán)境。 </p><p>　　該產(chǎn)品設(shè)計(jì)新穎，運(yùn)行工況穩(wěn)定，在生物質(zhì)鍋爐爐研發(fā)

19、方向開辟了一條新的路徑，具有較強(qiáng)的市場競爭力和較高的社會效益. </p><p>　　我國生物質(zhì)直燃技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，并向多元化方向發(fā)展，例如此產(chǎn)品在馬來西亞等國家利用棕櫚廢料直燃發(fā)電技術(shù)；在城市近郊興起的垃圾摻燒秸稈的生物質(zhì)—垃圾混燒發(fā)電等發(fā)電方式。隨著國家對節(jié)能減排要求的提高和激勵(lì)政策的調(diào)整，生物質(zhì)燃料的開發(fā)和利用，特別是直燃發(fā)電技術(shù)將會進(jìn)一步發(fā)展，并展現(xiàn)廣闊的前景。 </p><p>