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目前對CFB鍋爐里使用甘蔗渣作為燃料的研究開展的不多,相關文獻也很少。米鐵等對甘蔗渣在循環流化床燃燒裝置里的燃燒熱解進行了研究。據報道,中國廣西露塘糖廠35t/h混燒甘蔗渣和煤的循環流化床鍋爐取得了成功。該廠的實際運行經驗表明,鍋爐也可純燒甘蔗渣,但純燒甘蔗渣時鍋爐的熱效率會有所下降。另外,由于進料的問題,純燒甘蔗渣時會使鍋爐蒸發量下降,甘蔗渣的供給方式有待進一步研究改進。
不同種類生物質由于其化學組分不同,其熱穩定性及熱解產物的特性也不同Phanphanich等對稻殼、木屑、花生殼、甘蔗渣和水葫蘆進行了低溫熱解預處理試驗,結果表明,幾種生物炭的能量密度呈不同的增加規律,其中較大增幅是熱解甘蔗渣,其能量密度為未處理原料的1.66倍,較小增幅是熱解木屑,為未處理原料的1.08倍。低溫熱解溫度和停留時間對生物質低溫熱解特性有一定影響,特別是熱解溫度影響顯著。
西方發達地方研究廢棄木材作為CFB鍋爐的燃料已經很多年了。20世紀80年代末,美國就開發出大型燃燒廢木料的CFB鍋爐,分別安裝在Freson、Rocklin和Mecca。瑞典也是以林業廢棄物作為大型CFB鍋爐的重要燃料加以利用的,盡管這些燃料的含水率有時高達50%~60%,但鍋爐的熱效率仍可達到80%。丹麥為了減少二氧化碳的排放,采用奧斯龍公司的高倍率CFB鍋爐將干草(或木屑)與煤以6∶4的比例送入爐內燃燒,效果較好。目前世界上較大容量的燃燒生物質的循環流化床鍋爐就是F&W公司240MW的燒廢木材的CFB鍋爐,它的成功運行為燃燒林業廢棄物的CFB鍋爐的大型化奠定了良好的基礎。此外,德國、芬蘭、法國、意大利、土耳其和俄羅斯等地方也先后對CFB鍋爐燃燒廢木材進行了研究。PretoF通過試驗發現:以廢棄木材為燃料的CFB鍋爐運行情況較好,燃燒效率可以超過99%。在氣體排放方面,除了CO外,NOx、N2O、SO2、Furans等的排放都低于允許標準。HiltunenMA等發現燃燒產生的灰渣很少,細而均勻。但是,由于燃料里含有較多灰熔點低的鉀,灰比較容易在鍋爐里結垢。而且,燃料里還含有氯和堿性物質,這些物質都有很強的腐蝕作用。AmandLE等發現,燃燒產生的灰份里含有很多金屬(Hg、Cd、Cr、Cu、Mn和Zn等),但是它們的含量都在歐洲聯合會(EC)所規定的范圍之內。
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燃料被螺旋給料機送入爐膛,在此處由于高溫煙氣和一次風的作用逐步預熱,干燥、著火、燃燒,此過程中析出大量揮發分,燃燒劇烈。產生的高溫煙氣沖刷鍋爐的主要受熱面后,進入鍋爐尾部受熱面省煤器和空氣預熱器,再進除塵器,之后經煙囪排入大氣。未氣化的燃料邊向爐排后部運動,直至燃盡,之后剩下的少量灰渣落入爐排后面的除渣口。
采用補給水泵定壓方式,供熱系統壓力較高時,采用好的水箱不能保證系統所需的壓力,此時,應當采用補給水泵定壓方式。這種定壓方式在蘇聯熱水鍋爐供熱系統中被普遍應用。補給水泵定壓有連續補水定壓和連續補水定壓兩種方式。此生物質鍋爐定壓方式的安裝由補給水箱,補給水泵,壓力調理器等組成。當系統運轉正常時,經過壓力調理器調理使補給水泵連續補水并使之與系統的走漏量相順應,從而維持系統壓力的穩定。
鍋爐尾部煙道布置有除塵器,保證煙塵排放符合環保要求。生物質鍋爐的效率一般都在80%以上,鍋爐型號大,燃燒的更充分,鍋爐的效率也就更高。較高的達到了88.3%,比燃煤鍋爐平均效率水平高15%。生物質鍋爐供熱系統中的定壓方式:在高溫熱水供給系統中,由于水溫高于常壓下水的飽和溫度,因而,系統中壓力應當堅持高于相應供水溫度的飽和壓力,這樣才能夠避免熱水汽化和發作水沖擊。
內蒙生物質燃料機銷售價格發現,赤松在經過230~270℃低溫熱解預處理后,熱值由18.37MJ/kg升高至24.34MJ/kg,但赤松成型燃料的機械強度迅速降低。Wu等將棉桿和木屑在200~260℃下進行低溫熱解預處理試驗,發現預處理后成型生物質的表觀密度和抗壓強度比原料成型生物質分別降低了3.9%~16.7%和23.2%~61.0%??梢?,隨著熱解溫度的升高和停留時間的增加,熱解生物質的能量密度不斷增加,而成型生物質的機械強度降低。