Ву Цзяньфэй
Аннотация: Проанализирована рациональность проектирования и совершенствования системы котлов с биомассой в Уханьском филиале Sinopec Lubricating Oil Co., Ltd. В сочетании с экспериментальными данными о нескольких преобразованиях котлов была предложена рационализация использования топлива для топливных гранул для цепного колосникового котла. Конструктивное предложение. Результаты показывают, что: когда цепная решетка, сжигающая частицы биомассы, должна принимать соответствующие меры для повышения тепловой эффективности, устранения аварий безопасности, уменьшения воздействия щелочных металлов.
Биомасса используется в качестве чистой энергии в мире. Это неизбежная тенденция использовать ее в качестве замены ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть. В настоящее время виды топлива из биомассы используются в небольших и средних промышленных котлах во многих странах. На начальном этапе используется основной тип котлов с решетчатой решеткой. Из-за различий в характеристиках сгорания гранул биомассы и угля традиционные котлы с решетчатой решеткой должны быть улучшены в структуре печи и процессе ее эксплуатации. Эта статья взята из Sinopec Lubricating Oil Co., Ltd. Уханская ветвь использовалась для смешивания нагретых котлов с колосниковой решеткой на основе биомассы в процессе без учета и использования системы. Измеренные данные и структурные преобразования были проанализированы и обсуждены в следующих аспектах.
1 Проектирование котловой системы биомассы
1.1. Разработка системы подачи топлива для частиц биомассы
Пилотное топливо из биомассы - это разновидность соломы, которая перерабатывается из древесных отходов. Она имеет определенную скорость измельчения, которая неизбежно приведет к определенному количеству мусора в процессе транспортировки и транспортировки. Этот вид мусора легко диспергируется из-за его небольшой плотности. При проектировании системы подачи была принята система автоматической подачи, а система подачи была полностью закрыта, чтобы избежать обломков и контакта персонала. Буфер для котельной был добавлен для уменьшения рабочей частоты системы подачи. В то же время был использован клапан. Материал, использование клапанов и угловых затворов для изоляции котловой печи от бункера, чтобы предотвратить воспламенение бункера из-за высоких температур. Заслонка использует регулирование с переменной частотой и точное регулирование количества подачи.
1.2 Проектирование системы пылеудаления
Из-за ухудшения внутренней обстановки и сильного мутности в этом году Министерство охраны окружающей среды неоднократно повышало стандарты выбросов котельных. Среди современных технологий наиболее надежной технологией является пылеобразование в мешках, которое может контролировать выбросы сажи на уровне 30 мг / м. 3, Для соответствия внутренним нормам выбросов. Однако требования к сумме для Марса, температуры, содержания кислорода и т. Д. В конструкции системы пылеудаления должны быть приняты следующие меры: (1) Использование многоциклонного пылеудаления между котлом и фильтром мешка, Марс входит в мешочный фильтр, (2) Материал мешка изготовлен из трех защитных тканей, мешок-брюшина повышает температуру, допуск кислорода (3) увеличивает площадь теплообмена экономайзера, уменьшает температуру выхлопа котла, (4) Увеличьте вентилятор вытяжной вентиляции котла, увеличьте общее давление вентилятора и выполните регулировку переменной частоты, чтобы компенсировать двухступенчатое удаление пыли. Площадь теплопередачи экономайзера увеличивается, а сопротивление, вызванное требованиями к материалу мешка, увеличивается.
1.3 Водоснабжение и проектирование других систем
Топливные котлы с биомассой в основном аналогичны котлам с угольным топливом при проектировании системы водоснабжения, подачи воздуха, дымоудаления, отбора проб и т. Д. Они могут быть спроектированы полностью в соответствии с вспомогательной системой котлов на угле. Однако из-за сжигания гранул биомассы Плотность меньше, чем шлак, система удаления шлака может использоваться только на устройстве для удаления скребков.
2 Характеристики горения гранул биомассы
Формирующее топливо для биомассы имеет следующие характеристики в процессе сжигания: (1) Около 80% летучих веществ выпадает в осадок при 350 градусах Цельсия, а время осаждения и сжигания является коротким, что составляет лишь около 10% всего времени процесса сгорания. (2) Только подходящие Способ подачи воздуха строго контролирует объем подачи воздуха, зону подачи и способ подачи, так что топливо может полностью сгорать, (3) По сравнению с топливом с высокой плотностью частиц с высокой плотностью гранулированного топлива скорость горения в процессе сгорания относительно стабильна. Размер частиц является однородным. Частичное топливо по сравнению с условиями горения также более стабильно и легче контролировать: (4) Горение топлива в виде частиц в основном заключается в сжигании летучих веществ, температура энтальпии в вентиляционной печи снижается, летучая скорость осаждения относительно стабильна, а нижняя Температура печи может уменьшить выброс оксидов азота, (5) Зола биомассы содержит Ca, Na, K и другие элементы. Эти элементы легко образуют слой шлака в процессе горения, а температура размягчения золы низкая. По сравнению с углем температура плавления пепла гранул биомассы низка, и легко шлак.
3Усовершенствование структуры печи котла с биомассой
3.1 Объем печи
Котел с решетчатой колосниковой решеткой является котлом с пластовым обжигом. После того, как он используется для сжигания топливного топлива биомассы биомассы, он будет в некотором роде котлом, работающим на улице, из-за относительно большого количества летучих веществ в топливе биомассы. Рекомендация заключается в том, что объемная тепловая мощность котла, работающего на шлаке, обычно составляет 230 ~ 350 кВт / м. 3, А объемная тепловая нагрузка печи для сжигания камеры с малой камерой обычно составляет 140 ~ 260 кВт / м 3В связи с этим объем тепловой нагрузки в печи должен быть установлен на 180 кВт / м во время разработки. 3Поэтому объем печи должен увеличиться на 30%.
3.2. Структура печи
Из-за легковоспламеняющихся и легковоспламеняющихся характеристик биомассы во внутреннюю структуру печи должны быть сделаны следующие улучшения: (1) Вдавлена передняя дуга, а излучение и нагрев уменьшены. Наиболее идеальным способом является не использовать переднюю дугу и использовать переднюю стенку толстой печи. Вместо передней дуги это не только минимизирует радиацию и тепло, но и максимально предотвращает пожарную площадку от бункера, предотвращая пламя от обратного огня в бункер и вызывая несчастные случаи. (2) Задняя арка простирается до печи 1/2, уменьшая избыток воздуха без сжигания (3) увеличить высоту печи, увеличить высоту 30%, а также увеличить площадь радиационного нагрева, (4) уменьшить длину решетки, чтобы уменьшить ненужный механический сбой решетки, (5) увеличить конвекционную теплоту Площадь, увеличение тепловой эффективности.
4 Схема анализа и улучшения тепловой энергии котла, работающего на биомассе
4.1 Неполные потери тепла при сгорании
При нормальных условиях потери тепла из-за неполного сгорания твердых веществ постепенно уменьшаются с увеличением отношения избыточного воздуха в печи. Когда достигается определенное значение, потери тепла из-за неполного сгорания твердых частиц увеличиваются с увеличением коэффициента избыточного воздуха. Большой. Коэффициент избыточного воздуха должен контролироваться около 1,5. Тепловые потери неполного сгорания твердого тела составляют около 3%.
4.2 Неполные потери тепла в газообразном топливе
Потери тепла при неполном сгорании газа аналогичны тепловым потерям твердого неполного сгорания. Когда коэффициент избыточного воздуха составляет около 1,5, он составляет всего около 1%.
4.3 потери тепла
Потери тепла в основном зависят от размера тепловыделяющей поверхности котла и температуры поверхности. При нормальном использовании котла с биомассой температуру в печи следует контролировать при 900-1000 градусов Цельсия. В то же время котел остается теплым, а температура наружной поверхности не превышает 45 градусов по Цельсию.
4.4 Дымовые потери тепла
Тепловые потери выхлопных газов в основном зависят от количества выхлопных газов и температуры дымового газа. Сокращение количества дымовых газов и снижение температуры дымовых газов может помочь уменьшить потери тепла от дымовых газов.
4.5 программа улучшения
(1) Вентилятор, Вентилятор управление переменной частоты, управление котлом коэффициент избыток воздуха около 1,5; (2) увеличения конвективного тепла области приема и экономайзера поверхность теплообмена, снизить температуру выхлопных газов; (3) хорошая изоляция котла, уменьшая Потери тепла
5 Потенциальная безопасность Скрытые опасности биомассы топливного котла и меры по улучшению
5.1. Опасности для безопасности, вызванные изменениями тепловой нагрузки пассажира печи
В промышленных котлах - один из основных характерных параметров оборудования для сжигания при максимальном объеме печи. Для ламинарной горелки объемная тепловая нагрузка в печи является только управляемым индикатором. Однако для камеры горелки объемная тепловая нагрузка в печи Влияние времени пребывания топлива в печи и объем температуры на выходе печи. печи, чтобы получить конструкцию высоких тепловой нагрузки, которая является слишком малым объемом печи, топливо выпускается слишком поздно сгореть печи, объем печи слишком мал, но и о том, что расположение поверхности нагрева когда возникают трудности, лучистый перенос тепла в печи снижаются, что приводит к температуре на выходе печи слишком высоко. температура печи выхода слишком высока, количество дымовых газа увеличивается, скорость потока слишком быстро, теплообменное усиление с помощью цепной колосниковой решетки котлов горения частицы топлива из биомассы основные факторы, ведущие к рискам безопасности. Так как топливо из биомассы и фактического количества потребления топлива рассады поколения дыма по сравнению с ископаемым топливом и больше эрозии возмущения поверхности нагрева котла, R повышения локального нагрева поверхности теплообменника тепла. Стокер работает, после того, как трубная пластина высокого температуры топочного газа, проходящей через излучение, конвекцию и сложный процесс теплопередачи, армирование трубных теплообменный, высокую температура, если обработка труб пластины _ «неудовлетворенность искусство Требования, т.е. лист на сторону трубки высокой температуры приводит к тому, котлу, чтобы произвести перегрев аварии утечки.
5.2 Меры по предотвращению предупреждений
(1) Увеличьте объем котла и уменьшите тепловую нагрузку котла. Рекомендуется, чтобы конструкция составляла 180 кВт / м. 3(2) Увеличьте площадь радиационного нагрева и конвективного нагрева в печи, рекомендуется увеличить на 30% по сравнению с угольными котлами, (3) Увеличить вторичный воздух и уменьшить количество одного взрыва.
6 Исследование проблемы щелочного металла в процессе сжигания биомассы
6.1 Особенности состава топлива из биомассы
Общие характеристики топлива из биомассы: летучие вещества без золы (60% ~ 80%), низкая зольность. Сухой остаток биомассы содержит элементный углерод, водород, кислород, азот, серу, фосфор, калий, кальций, Магний, натрий, кремний, хлор и т. Д. Среди них металлические элементы калия, кальция, магния и натрия имеют высокое содержание и являются активными по природе. Эти элементы легко вырабатывают KCl, NaCl и NO при высоких температурах. x, HCI и другие вещества, вредны для сжигания вредных факторов, являются основным материалом в термохимической конверсии и использовании биомассы, приводящей к образованию шлаков, пыли и коррозии.
6.2. Процесс преобразования связанных элементов и факторы влияния
В процессе сжигания или газификации биомассы в золе остаются лишь небольшое количество щелочных металлов в биомассе. Они существуют в форме алюмосиликатов в соединениях щелочных металлов и имеют очень высокую температуру плавления, водорастворимые или растворимые в ионизирующих растворителях. Формы щелочных металлов обычно являются летучими от биомассы.
При различных температурах калий, натрий, хлор и сера могут взаимодействовать друг с другом для получения различных веществ. Температура реакции, давления и избыточного воздуха будет оказывать влияние на осаждение щелочных металлов.
6.3. Проблемы, вызванные щелочными металлами в биомассе
Осаждение щелочным металлом биомассы будет оказывать следующие воздействия на котел: (1) Увеличить коррозию; (2) Увеличить количество шлама, что приведет к увеличению зольности и снижению теплового КПД.
6.4 Меры по снижению неблагоприятного воздействия щелочных металлов
В связи с национальной политикой в области охраны окружающей среды такие методы, как смешивание формовочного топлива из биомассы, не соответствуют требованиям национальной политики. Меры по снижению неблагоприятного воздействия щелочных металлов могут только снизить температуру горения и контролировать коэффициент избыточного воздуха примерно на 1,5.
7 Заключение
(1) Система кормления котла с решетчатой решеткой биомассы должна полностью закрываться и автоматически подаваться для предотвращения повреждения пыли работникам; (2) Принять систему удаления пыли и удаления пыли из циклона для соответствия новым стандартам эмиссии котла. Уменьшить вероятность обрыва мешка; (3) Deslagger котла с биомассой должен использовать устройство для удаления скребков с верхним скребком; (4) Рекомендуемая конструкция котла с решеткой из биомассы использует тепловую нагрузку в печи 180 кВт / м 3Увеличьте высоту печи на 30%, увеличьте площадь радиационного нагрева на 30% и увеличьте зону конвективного нагрева. (5) Воздуходувка, вентилятор с вытяжным вентилятором с регулируемой частотой, убедитесь, что при работе избыточный коэффициент воздуха составляет около 1,5, (6) Температура управляющей печи Около 900 градусов Цельсия, чтобы предотвратить несчастные случаи при утечке после трубки и уменьшить воздействие щелочного металла на работу котла.
ссылки
«1» Комиссия по планированию развития национальной промышленности Народной Республики Китай. «Белая книга по новой энергетике и возобновляемым источникам энергии 1999 года». Пекин: China Planning Press, 2000.
«2» Чжан Яньпин, Цзинь Баошэн. Исследование проблемы щелочных металлов в термохимической конверсии биомассы «Дж». Новая энергия и новые материалы, 2007 (3): 27-31.
«3» Чжан Сяоуэн, Чжао Габин, Ян Ренкуан и др. Всестороннее использование соломы в круговой экономике «J» Journal of Agricultural Engineering, 2006, 22 (Приложение): 107-109.
«4» Юань Чао, Чжан Минь, Цинь Личхен и др. Испытание на потерю тепла и анализ соломенного топливного котла «Дж». Журнал Хэнаньского сельскохозяйственного университета, 2005 (3): 345-348.
