賴世耀
【摘要】近幾年來, 伴隨著國內經濟的高速發展, 我國的資源, 能源出現了短缺的問題, 同時環境也受到了不同程度的破壞與汙染. 這些問題嚴重的制約了我國經濟的發展, 轉型和升級. 對於生物質能源來說, 它是一種相對清潔的能源, 並且在燃燒的過程中對環境產生的汙染很小. 因而, 現階段有必要對生物質顆粒燃料燃燒設備的研製與應用進行探討. 本文結合節能環保型生物質顆粒鍋爐系統的開發與應用案例, 對設備研製, 節能, 環保特性以及應用狀況進行探討.
1引言
一般來說, 生物質顆粒燃料的直徑要小於25mm, 並且在形狀上呈圓柱體狀. 在進行燃料的成型加固工作中, 顆粒的密度將會明顯的增大. 壓縮成型的生物質顆粒燃料其密度, 強度以及燃燒性能將會顯著提高, 因此燃燒效果要高於一般的農料. 生物質顆粒燃料燃燒設備料倉中的生物質燃料經由閉風送料裝置添加到盆狀凹陷處, 然後被點火器點燃, 而後續添加的生物質燃料在高溫以及旋流送風作用下. 呈現半氣化狀態, 在盆狀凹陷上方沸騰燃燒, 可使其燃燒充分. 在獲得最高的熱效率的同時盡量減少汙染物的排放
2生物質顆粒燃料燃燒設備研製的意義
我國是一個人口大國, 又是一個經濟迅速發展的國家, 21世紀面臨著經濟增長和環境保護的雙重壓力, 近幾年來我國每年燃料消耗量在12.15億t, 其中80% 以上用於鍋爐等供熱設備的直接燃燒, 燃煤鍋爐排放的二氧化硫在1400~ 1700萬t, 目前我國62.3% 的城市二氧化硫年平均濃度超過了國家二級標準, 酸雨在許多城市都造成了嚴重的危害, 環境汙染相對嚴重. 充分利用各種生物質能源, 大力發展迴圈經濟, 減少對周圍環境造成的汙染是促進我國經濟可持續發展的主要措施之一, 對於我國新興產業的發展和培育也具有十分主要的意義.
通過生物質鍋爐的使用, 不僅可以提高農村地區農作物秸稈的利用效率, 同時對於環境的保護也有著重要的意義.
3生物質顆粒燃料燃燒設備的研製
3.1生物質顆粒蒸汽爐裝置設計研究
本系統用到的其中裝備有生物質顆粒蒸汽爐, 其主要組成結構為爐體, 送料裝置和送風裝置. 爐體的爐膛內設有爐排, 爐排設有點火器, 爐膛的出貨口與蒸汽鍋爐相接. 爐排中心處設有盆狀凹陷, 在盆狀凹陷處設有點火器, 採用凹陷式爐排結構, 採用沸騰燃燒方法, 可使燃燒效率達92% 以上; 此外, 在所述爐體下方還設有滾輪, 以利於移動並與蒸汽鍋爐靈活對接. 送料裝置包括料倉, 一級絞龍, 二級絞龍以及變頻電機, 一級絞龍的入口端與料倉的出料口相接, 一級絞龍的出口端與二級絞龍的入料端相接, 二級絞龍的出料端連通至所述爐排的上方, 一級絞龍, 二級絞龍均連接有變頻電機, 以提供送料的動力.
3.2生物質顆粒燃燒機裝置設計研究
本系統的生物質顆粒燃燒機, 特別涉及一種配合鍋爐使用的生物質燃燒爐, 由爐體, 送料裝置和送風裝置. 爐體的爐膛內設有爐排, 爐排中心處設有盆狀凹陷, 在盆狀凹陷處設有點火器, 爐體一側還設有能夠與現有鍋爐相接的出火口, 料倉中的生物質顆粒燃料經由閑風送料裝置添加到盆狀凹陷處, 然後被點火器點燃, 而後續添加的生物質顆粒燃料在高溫以及旋流送風作用下, 呈現半氣化狀態, 在盆狀凹陷上方沸騰燃燒, 可使其燃燒充分, 在獲得最高的熱效率的同時盡量減少汙染物的排放: 而生物質燃燒爐中產生的火焰, 直接通過爐體一側設置的出火口送入鍋爐內進行二次燃燒, 為鍋爐提供熱量, 通過採用凹陷式爐排結構以及旋流送風結構, 可使燃燒效率達92~ 95% 以上: 爐體下方還設有數個滾輪, 使其容易移動而與鍋爐對接或分離
3.3生物質顆粒熱風爐裝置設計研究
本系統的生物質顆粒熱風爐的技術研究主要包括爐體, 送料裝置與暖風裝置分別為: 爐體的爐膛內設有爐排, 爐排中心處設有盆狀凹陷, 在盆狀凹陷處設有點火器, 爐排部還連通有送風管; 送料裝置包括料倉, 螺旋送料器, 變頻電機以及輸料管, 螺旋送料器的入口端與料倉的出料口相接, 螺旋送料器的出口端與輸料管的一端相接, 輸料管的另一端傾斜向下連通至盆狀凹陷的上方, 變頻電機與螺旋送料器動力連接, 將螺旋送料器內的物料向出口端輸送, 然後物料在重力作用下落入盆狀凹陷中: 通過變頻器調節風機以及電機設備運轉速率, 達到節約用電的目的. 暖風裝置包括相鄰並且不連通的煙氣通道與換熱通道, 煙氣通道設置在換熱通道的下方或者內部, 其一端與爐膛相連通, 另一端向下延伸連接排煙風機再通過煙道連通到室外, 換熱通道的一端為室內空氣入口, 另一端為暖氣出口, 在換熱通道內還設有對流風機, 使空氣從室內空氣入口進入, 在換熱通道內吸收煙氣通道中的熱量之後, 在經由暖氣出口排出, 以給室內提供暖風熱量.
4節能與環保特性
為了響應國家 '節能降耗' 的目標, 達到有效利用能源的目的, 項目組在工作中, 加強節能降耗的認識, 從意識上重視節能, 確保節能工作的有效落實. 在選用國內外先進的關鍵生產設備和檢測設備, 要求能耗低, 可靠性高, 自動化程度高; 辦公設備也優先選用優質節能設備. 加強節能管理和教育工作, 水, 電, 氣等安裝流量計, 便於及時了解能源消耗情況: 並要定期對相關設備進行檢查和維護, 確保設備正常運行和減少能源浪費.
本項目主要的環境保護內容包括正常生產過程中的汙水, 廢氣處理, 以及生產機械雜訊控制, 廢物處置等.
①本項目採用外購銅板. 零配件進行機械加工和組裝, 則在生產過程中有冷卻迴圈水, 全部進行迴圈使用, 無生產廢水外排; 汙水主要來源於員工的生活汙水, 統一收集進入預處理池後, 經過市政管網進入城市汙水處理站進行處理.
②項目產品在組裝過程中產生焊接廢氣和少量塗裝廢氣, 焊接廢氣主要汙染物為煙塵, 產生的濃度和量較小, 通過加裝排風扇方式加強通風, 保證生產環境. 在生產過程中產生的塗裝廢氣, 在密閉的操作過程, 採用半自動化進行噴塗, 會產生少量的漆霧, 公司採用環保漆以及使用水簾幕處理漆霧, 保證廢氣的排放濃度和排放速率可以達到二級標準要求.
③本項目建成後, 雜訊主要來源於運行的生產設備. 須對動力設備如空壓機底部基礎安裝減震器, 電機機房內部做隔聲處理. 本項目其他設備雜訊源較小, 經減震降噪, 牆體隔離後, 能滿足標準限值要求.
④本項目建成後生產過程中, 產生的固廢主要有生產固廢和生活垃圾. 生產固廢主要為在機加生產中產生的廢鐵屑, 邊角料, 以及各種包裝材料, 全部可以進行綜合利用. 生活垃圾統一收集後由環衛部門定期全部清運處理, 對環境影響很小.
5燃燒設備的應用
5.1用於炊事, 取暖工作
現階段, 在歐美的一些國家家用的生物質顆粒燃料設備已經比較普及. 同時, 在我國也已經有超過2億農戶用上了省柴節煤爐灶, 這些燃燒設備的熱效率可以達到25% 左右. 與傳統的爐灶設施相比, 節煤爐灶的使用過程更加的安全, 方便, 同時也更加的衛生. 同時, 我國也有很多的研發機構在生物質顆粒燃料供暖設備的研製工作中取得了不錯的成就, 比如說北京的萬發爐業中心, 其已經研製出利用秸稈類顆粒燃料進行工作的暖風壁爐以及水暖爐, 炊事爐等設備.
5.2用於生物質發電工作
早在20世紀70年來, 有的國家就已經開始研究生物質發電技術了. 一般來說, 生物質發電技術可以分為三種類型, 即生物質直接燃燒發電以及生物質和煤混合燃燒發電, 同時還包含生物質氣化發電. 現階段, 這一技術已經得到了我國的重視
5.3供熱, 乾燥領域的應用
對於生物質顆粒燃料的應用來說, 現階段還廣泛的應用在工業大型供熱以及乾燥領域. 一般來說, 工業上的燃燒技術可以分為固定床燃燒以及流化床燃燒和懸浮燃燒. 目前, 英國, 法國以及意大利等國家已經使用大型鍋爐進行秸稈的集中處理, 處理後的秸稈將用於供熱以及乾燥等領域.
6結束語
現階段, 伴隨著我國能源數量的急劇減少, 國家對於生物質顆粒燃料燃燒設備的研製與應用工作更加的重視. 因而, 對於研發人員要提高研發質量. 改善燃燒設備的性能水平, 提高我國生物質燃料的利用效率.
參考文獻
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