有关生物质循环流化床锅炉的料仓改造和发展研究

有关生物质循环流化床锅炉的料仓改造和发展研究

邱德庆

（广东粤电湛江生物质发电有限公司广东省湛江市524300）

摘要：随着国家对节能环保的要求越来越高，生物质发电技术逐步走进人们的视野。与之相随的循环流化床锅炉技术也是近年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。但在实际工作过程中，我们仍会发现存在着一些问题，比如生物质循环流化床锅炉料仓的下料燃烧问题，仍需要在工作中不断总结经验并积极改进。

关键词：生物质燃料；循环流化床锅炉；料仓改造；发展趋势

前言：生物质循环流化床锅炉技术是近年来随着生物质发电技术迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用，并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展；国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起，已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。

一、概述

生物质发电是生物质能源规模化利用的重要方式之一，规模化的生物质燃烧发电技术，是利用生物质作为锅炉的原料产生蒸汽，用蒸汽驱动汽轮发电机发电。目前，我国在已经投入运行的生物质发电项目中主要使用水冷振动炉排锅炉和循环流化床(CFB)锅炉两种类型锅炉。其中，循环流化床燃烧技术由于在替代燃料、处理各种废弃物和保护环境三方面具有其它燃烧技术无可比拟的独特优势而逐渐受到各国的关注。在我国能源与环境的双重压力下，近几年，循环流化床锅炉在我国得到了快速发展。因此，进一步了解生物质燃料对CFB锅炉的影响，采取有针对性的设计方案和相应的运行调整，对延长锅炉的使用寿命、提高锅炉的效率具有良好的促进作用。本文主要就生物质流化床锅炉的料仓问题分析，提出改造措施，并对生物质循环流化床锅炉的发展趋势进行简要阐述。

二、生物质循环流化床锅炉的料仓问题分析和改造措施

生物质电厂燃烧的燃料主要有树皮、树头、木边皮、木尾、边角料、刨花、甘蔗渣、台风木、建筑模板等。这些燃料经过破碎机破碎后，输送至生物质循环流化床锅炉的料仓。在料仓下有一级螺旋给料机进行均匀给料，防止下料过多，炉内燃烧不好。但是在操作过程中，发现生物质燃料比较不经烧，下的料少了，很容易一下烧完，下料太多，燃烧不完全，浪费燃料，不经济。为了控制好燃烧，在料仓必然多存燃料，以利于通过调节一级螺旋给料机的转速进行均匀给料，稳定燃烧。但是料仓的料太多，对螺旋给料机产生压力，导致螺杆变形，螺杆本身就有8米（螺杆不能太短，太短的话导致料仓容积变小），皮带下料时集中在中间，中间料较多，两边料少，所以中间受力最大，导致螺杆中间凹，两头翘，两端的轴承受到拉扯变形，产生很大的摩擦阻力，从而导致电机过电流，甚至烧毁电机，其如图1所示。

因此，为了减少料仓燃料对一级螺旋的压力，其最简单直接的方法是少上料或者减少料仓的容积；但是少上料或者减少料仓的容积都将导致炉膛燃烧不好控制，燃烧不够稳定，增加锅炉运行的风险。所以采用另一种方法，在一级螺旋上3米的地方增加同样的螺旋，我们叫承载螺旋。简单点说就是增加多一层螺旋承载一半的燃料，从而减少一级螺旋一半的压力，那么，一级螺旋中间受力减少一半，防止螺杆中间凹，两头翘，两端的轴承受到拉扯力，但不至于变形，产生的摩擦阻力减小，从而防止电机过电流；同样，承载螺旋其实是和一级螺旋一样的设备，只是位置不同而已，同样中间受力减少一半，而且也是可调整，根据一级螺旋用料情况，随时调整下到一级螺旋的料量，从而保证了一级螺旋的稳定运行。例如：料仓正常装料约40吨，四个一级给料螺旋，平均每个螺旋承受重力约10吨，所以，导致螺旋变形，停止工作或者摩擦阻力增大，烧毁电机，为了改善一级给料螺旋的受力，在料仓中间增加一层螺旋，承受一半的重力约20吨，那么一级给料螺旋承受的重力就变成每个螺旋5吨，就不会变形，不会增加太多的摩擦阻力。简单点说承载螺旋相当于一个拦河的水坝，随时调节下游的水量，如图2所示。经过改造后，一级螺旋及承载螺旋中间受力都减少了，螺杆不再发生中间凹两头翘的现象，两端的轴承受到拉扯力很小，产生的摩擦阻力减小，从而防止电机过电流。

三、生物质循环流化床锅炉的发展趋势

1、蒸汽由低参数向高参数发展。生物质循环流化床锅炉目前的发展趋势是由低参数逐渐向高参数发展，由最初的中温中压参数到中温次高压，再到高温高压参数，甚至武汉凯迪电力旗下的生物质电厂开始采用具有自主知识产权的高温超高压生物质循环流化床锅炉燃烧技术。往高参数发展的目的是提高锅炉热效率。

2、锅炉容量一般不超过220t/h。从容量上看，因受燃料的供应量所限及燃烧特性决定了生物质CFB锅炉容量不可能做得太大，多数在65t/h、75t/h到130t/h之间，迄今为止国内最大容量的直燃生物质CFB锅炉是华西能源工业股份有限公司生产的220t/h锅炉，用户为广东粤电湛江生物质发电有限公司，目前正在安装中。

3、对耐腐蚀特殊钢材要求较高。随着锅炉参数的提高以及针对生物质燃料含有氯元素的特性，锅炉受热面防腐要求也越来越高。中温中压参数的高温过热器的材质一般用12Cr1MoVG,高温高压参数锅炉的高温过热器用耐腐蚀的不锈钢TP347H或SUS316，甚至有厂家用到一般超临界参数锅炉才用到的SA-213T91钢材，可见对预防高温碱金属腐蚀引起了锅炉厂非常高的重视。空气预热器低温段通常采用09CuPCrNi-A（烤登钢）或搪瓷管等材料以减少低温氯腐蚀对锅炉的不利影响。

四、小结

随着社会的发展，生物质发电技术必然是接下来的一大发展趋势。本文结合笔者在日常工作中的实践经验，对生物质循环流化床锅炉的料仓问题进行分析，给出改造措施。并对生物质循环流化床锅炉的发展趋势做了简要分析。总之，我们要在实际工作中不断积累经验，采取必要的措施，提高锅炉及其系统设备的运行效率，进而为企业和社会创造更多的效益。

参考文献

[1]党黎军.循环流化床锅炉的启动调试与安全运行.北京：中国电力出版社.2002.

[2]卢啸风.大型循环流化床锅炉设备与运行.北京：中国电力出版社，2006.

[3]王耀昕.大型循环流化床锅炉的发展趋势.电站系统工程.2004，20(2).