Wu Jianfei
Resumo: Foi analisada a racionalidade do projeto e melhoria do sistema de caldeira de biomassa em Wuhan Branch of Sinopec Lubricating Oil Co., Ltd. Com base nos dados experimentais de várias reformas de caldeiras, foi proposta a racionalização do uso de combustível de pelota de biomassa para a caldeira de grão. Proposta de projeto. Os resultados mostram que: quando as partículas de biomassa em queima de corrente devem tomar medidas adequadas para melhorar a eficiência térmica, eliminar acidentes de segurança, reduzir o impacto de metais alcalinos.
O combustível de biomassa é reconhecido como energia limpa no mundo. É uma tendência inevitável para usá-lo como substituto de combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo. Atualmente, os combustíveis de biomassa são usados em caldeiras industriais pequenas e médias em muitos países. Na fase de partida, o principal tipo de caldeiras de grão de corrente é utilizado. Devido à diferença nas características de combustão de pellets de biomassa e carvão, as caldeiras tradicionais de grades de corrente devem ser melhoradas na estrutura do forno e no processo de operação. Este artigo é da Sinopec Lubricating Oil Co., Ltd. O ramo de Wuhan usou-se para misturar as caldeiras de grelha de grão de combustível grelhado com biomassa aquecida no processo de medição e uso do sistema. Os dados medidos e a transformação estrutural foram analisados e discutidos nos seguintes aspectos.
1 projeto de sistema de caldeira de biomassa
1.1 Design do sistema de alimentação de combustível de partículas de biomassa
O combustível para pastilhas de biomassa é um tipo de palha de colheita, que é processada a partir de resíduos de madeira e tem uma certa taxa de esmagamento. Ele produzirá inevitavelmente uma certa quantidade de detritos durante o transporte e manuseio. Esses detritos são fáceis de dispersar devido à sua baixa densidade. Na concepção do sistema de alimentação, foi adotado um sistema de alimentação automática e o sistema de alimentação foi completamente fechado para evitar o contato com restos e pessoal. A caldeira foi adicionada para reduzir a freqüência de operação do sistema de alimentação. Ao mesmo tempo, a aba foi usada. Material, o uso de abas e portões de carvão para isolar o forno da caldeira da tremonha, para evitar que a tremonha da ignição devido a altas temperaturas. A aba adota controle de freqüência variável, controle preciso da quantidade de alimentação.
1.2 design do sistema de remoção de pó
Devido à deterioração do ambiente doméstico e à neblina severa deste ano, o Ministério da Proteção Ambiental elevou repetidamente os padrões de emissão da caldeira. Entre as tecnologias atuais, a tecnologia mais confiável é a remoção de sacos, que pode controlar as emissões de fuligem a 30 mg / m. 3Para cumprir os padrões de emissão doméstica, no entanto, os requisitos do saco para Marte, temperatura, teor de oxigênio, etc., no projeto do sistema de remoção de pó, devem ser tomadas as seguintes medidas: (1) O uso de remoção de poeira multi-ciclone entre a caldeira e o filtro do saco, Marte entra no filtro do saco; (2) O material do saco é feito de três tecidos de proteção e o saco peritônio aumenta a temperatura e a tolerância ao oxigênio; (3) Aumente a área de troca de calor do economizador e reduza a temperatura de escape da caldeira; (4) Aumente o ventilador de refluxo induzido pela caldeira, aumente a pressão total do ventilador e adote controle de freqüência variável para compensar a remoção de poeira de dois estágios. A área de transferência de calor do economizador aumenta e a resistência causada pelo requisito de material da bolsa aumenta.
1.3 Fornecimento de água e outros sistemas de design
As caldeiras de combustível de biomassa são basicamente similares às caldeiras a carvão no projeto de abastecimento de água, fornecimento de ar, extração de fumaça, amostragem, etc. Eles podem ser projetados completamente de acordo com os sistemas auxiliares das caldeiras a carvão. No entanto, devido à combustão de pellets de biomassa A densidade é menor do que a cintura, o sistema de remoção de escória só pode usar o dispositivo de destruição do raspador.
2 Características de combustão dos grânulos de biomassa
briquete biomassa durante a queima tem as seguintes características: (1) volátil a 350 graus Celsius a cerca de 80% da precipitação, a precipitação e o tempo de queima curtos, apenas cerca de 10% de todo o processo de combustão de tempo, (2) apenas o direito modo de fornecimento de ar, o controlo rigoroso da quantidade de fornecimento de ar, a região de fornecimento, o modo de alimentação, a fim de queimar completamente o combustível; (3) um combustível em partículas de alta densidade em comparação com inferior combustível particulado densidade, a velocidade de combustão do processo de combustão é o tamanho de partícula uniforme relativamente suave. combustível em partículas, as condições de combustão relativamente mais estáveis alguns são mais fáceis de controlar; combustão (4) é, principalmente, as partículas de combustível queimar voláteis, a temperatura do forno é reduzida de modo a que um volume de ventilação, as partes voláteis da taxa de deposição é relativamente estável, ao passo que a inferior A temperatura do forno pode reduzir a emissão de óxidos de nitrogênio, (5) A cinza de biomassa contém Ca, Na, K e outros elementos. Estes elementos formam facilmente uma camada de escória no processo de combustão e a temperatura de amolecimento das cinzas é baixa. Em comparação com o carvão, os combustíveis de pellets de biomassa têm um ponto de fusão de cinzas mais baixo e são mais fáceis de escória.
3Implicação da Estrutura de Forno da Caldeira de Grade de Cadeia de Biomassa
3.1 Volume do forno
Stoker camada é caldeiras, após um combustível em combustão de biomassa partículas de matéria-prima, uma vez que a proporção de substâncias voláteis no combustível é biomassa grande, em certa medida na câmara de combustão da caldeira. A caldeira de especialistas da indústria A recomendação é que a carga de calor volumétrica da caldeira com escória geralmente é de 230 a 350 KW / m. 3E a carga de calor volumétrica de um forno de queima de caldeira de pequena câmara é geralmente 140 ~ 260KW / m 3Em vista disso, a carga de calor do volume do forno deve ser ajustada para 180 KW / m em tempo de design. 3Portanto, o volume do forno precisa aumentar em 30%.
3.2 estrutura do forno
Uma vez que as características de biomassa inflamáveis e combustíveis de cinza do forno para ser feito para melhorar a estrutura interna do seguinte: (1) para baixo do arco frente, previamente aquecido para reduzir o calor de radiação, o melhor caminho não é substancialmente arco antes, parede de alto-forno, com uma espessura em vez do arco da frente, de modo que não só pode reduzir o grau máximo de radiação de calor, também pode ser o mais longe a partir da tremonha local do incêndio, para evitar acidentes causados por anti-chama até tremonha; arco e estende-se para o forno de 1/2 (2), sem reduzir a combustão de ar em excesso transbordamento, concentração das emissões inferior; (3) aumentar a altura da fornalha, a altura de 30%, ao mesmo tempo, aumentando a área de aquecimento por radiação; (4) reduzir o comprimento da grelha, a grelha, a fim de reduzir a falha mecânica desnecessária; (5) aumentar o calor convectivo Área, aumentar a eficiência térmica.
4 Esquema de Análise e Melhoria para Perda de Calor de Caldeira a Biomassa
4.1 Perda de calor incompleta da combustão
Em geral, o sólido a perda de calor de combustão incompleta, com o aumento da fornalha proporção de excesso de ar diminui gradualmente, quando um certo valor, aumenta à medida que a proporção de excesso de ar, a combustão incompleta de perda de calor consequente sólido irá aumentar Grande. O coeficiente de excesso de ar deve ser controlado em torno de 1,5. A perda de calor da combustão incompleta do sólido é de cerca de 3%.
4.2 Perda de calor ininterrupta do gás de combustão
A perda de calor da combustão de gás incompleta é semelhante à perda de calor da combustão incompleta sólida. Quando o coeficiente de ar excedente é de cerca de 1,5, é apenas cerca de 1%.
4.3 Perda de calor
caldeira de calor de perda de radiação de calor depende do tamanho e área de superfície da temperatura da superfície, caldeiras de biomassa durante a utilização normal da temperatura do forno deve ser controlada em 900 a 1000 graus Celsius, ao fazer o isolamento de calor, uma temperatura da superfície exterior não superior a 45 graus Celsius.
4.4 Perda de calor de fumaça
A perda de calor depende da quantidade de fumo de combustão e a temperatura do gás, para reduzir a quantidade de fumo e reduzir a temperatura dos gases de escape ajuda a reduzir a perda de calor.
4.5 programa de melhoria
(1) O ventilador e o ventilador de tiro induzido adotam o controle de freqüência variável para controlar a relação de excesso de ar da caldeira com cerca de 1,5; (2) Aumente a área de aquecimento convectivo e a área de troca de calor do economizador e reduza a temperatura de exaustão; (3) Faça o isolamento da caldeira, reduza Perda de calor
5 Análise de Perigos de Segurança Potenciais e Medidas de Melhoria para Caldeira de Combustível de Pellets de Biomassa
5.1 Perigos de segurança causados pela alteração da carga térmica nos passageiros da fornalha
Em caldeiras industriais, um dos principais parâmetros característicos do equipamento de combustão quando o volume do forno é carregado a quente. Para o queimador laminar, a carga de calor do volume do forno é apenas um indicador controlável. No entanto, para o queimador de câmara, a carga de calor do volume do forno Afectam o tempo de residência do combustível no forno e a temperatura de saída do forno. Quando a carga de calor do volume do forno é muito alta, isto é, o volume do forno foi projetado muito pequeno, o combustível será descarregado do forno antes de queimar. O volume do forno muito pequeno também produzirá o layout da superfície de aquecimento. As dificuldades surgem, reduzindo a quantidade de transferência de calor de radiação no forno, resultando em uma temperatura de saída do forno muito alta. A temperatura da saída é muito alta, a quantidade de gás de combustão aumenta, a taxa de fluxo é muito rápida, a troca de calor é melhorada quando a caldeira de grão que queima combustível de biomassa Os principais fatores que causam riscos de segurança. Devido ao fato de que o consumo real de combustível dos combustíveis de biomassa e a quantidade de gases de combustão produzidos são maiores do que o combustível de minério, o rubor e a perturbação da superfície de aquecimento da caldeira aumentam a troca de calor da superfície de aquecimento local. Quando a caldeira da grua está funcionando, A placa do tubo traseiro sofre a radiação de fumo de alta temperatura, o processo complexo de convecção e condução de calor, a troca de calor da placa do tubo traseiro é reforçada e a temperatura é muito alta. Se a placa do tubo traseiro é processada, o artista ficará insatisfeito. Requisitos, isto é, a folha de tubo lateral de alta temperatura faz com que a caldeira para a produção de excesso de temperatura acidente vazamento.
5.2 Medidas de melhoria da prevenção
(1) Aumente o volume da caldeira e reduza a carga de calor do volume da caldeira. Recomenda-se que o projeto leve 180KW / m. 3(2) Aumente a área de aquecimento radiante e aquecimento por convecção no forno, recomenda-se aumentar em 30% em relação às caldeiras a carvão, (3) Aumentar o ar secundário e reduzir a quantidade de uma explosão.
6 Estudo sobre problemas de metal alcalino na combustão de biomassa
6.1 Características da composição do combustível de biomassa
As características gerais dos combustíveis de biomassa: voláteis isentos de cinzas secas (60% ~ 80%), baixas cinzas. A composição da matéria seca da biomassa contém carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo, potássio, cálcio, Magnésio, sódio, silício, cloro, etc. Entre eles, os elementos metálicos de potássio, cálcio, magnésio e sódio são de alto teor e são ativos na natureza. Esses elementos geram facilmente KCl, NaCI e NO a altas temperaturas. x, HCI e outras substâncias, prejudiciais à combustão de fatores nocivos, estão na conversão termoquímica e na utilização de biomassa, levando a escória, incrustação e corrosão do material principal.
6.2 Processo de conversão de elementos relacionados e fatores influentes
No processo de combustão ou gaseificação de biomassa, apenas uma pequena quantidade de substâncias de metais alcalinos na biomassa permanecem na cinza. Eles existem na forma de aluminossilicatos nos compostos de metais alcalinos e têm um ponto de fusão muito alto, solúvel em água ou solúvel em ions. As formas de metais alcalinos geralmente são voláteis a partir da biomassa.
Em diferentes temperaturas, o potássio, o sódio, o cloro e o enxofre podem reagir uns com os outros para produzir diferentes substâncias. A temperatura da reação, a pressão e a relação excesso de ar terão efeito na precipitação de metais alcalinos.
6.3 Problemas causados por metais alcalinos na biomassa
A precipitação de metal alcalino de biomassa terá os seguintes efeitos na caldeira: (1) Aumento da corrosão, (2) Aumento da quantidade de escória, resultando em aumento do teor de cinzas e eficiência térmica reduzida.
6.4 Medidas para reduzir os efeitos adversos dos metais alcalinos
Devido à política nacional de proteção ambiental, métodos como a mistura de combustíveis de moldagem de biomassa não atendem aos requisitos das políticas nacionais e medidas para reduzir os efeitos adversos dos metais alcalinos só podem reduzir a temperatura de combustão e controlar o coeficiente de ar em excesso em torno de 1,5.
7 Conclusão
(1) O sistema de alimentação da caldeira de grades da cadeia de biomassa deve adotar a alimentação automática totalmente fechada para evitar danos por poeira aos trabalhadores; (2) Adotar o sistema de remoção de pó de remoção de poeira de remoção de ciclone + saco para atender aos novos padrões de emissão de caldeiras, Reduzir a probabilidade de ruptura do saco; (3) O depurador da caldeira de biomassa deve usar o dispositivo de destruição superior do raspador; (4) Caldeira de grão de corrente de biomassa design recomendado usa o volume do forno carga de calor 180KW / m 3Aumentar a altura do forno em 30%, aumentar a área de aquecimento de radiação em 30% e aumentar a área de aquecimento convectivo. (5) Ventilador, ventilador de tiro induzido com controle de freqüência variável, garantir que o coeficiente de ar excedente seja de cerca de 1,5 durante a operação; (6) Controle a temperatura do forno Cerca de 900 graus Celsius, para evitar acidentes de vazamento após a placa do tubo e reduzir o impacto do metal alcalino no funcionamento da caldeira.
Referências
'1' A República Popular da China Comissão de Planejamento do Desenvolvimento Nacional Divisão de Desenvolvimento das Indústrias Básicas. Livro Branco da China sobre Nova Energia e Energia Renovável 1999 'M'. Pequim: China Planning Press, 2000.
'2' Zhang Yanping, Jin Baosheng. Um estudo sobre o problema dos metais alcalinos na conversão termoquímica de biomassa 'J'. Nova Energia e Novos Materiais, 2007 (3): 27-31.
'3' Zhang Xiaowen, Zhao Gabin, Yang Renquan, et al., Utilização integral de palha de cultura em Circular Economy 'J' Journal of Agricultural Engineering, 2006, 22 (Suplemento): 107-109.
'4' Yuan Chao, Zhang Ming, Qin Lichen, et al. Teste de perda de calor e análise da caldeira de combustível em forma de palha 'J'. Journal of Henan Agricultural University, 2005 (3): 345-348.
