《生物质锅炉防积灰、结焦及堵塞关键技术应用研究》

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随着中国经济迅速发展,21世纪面临着经济增长和环境保护的双重压力,近几年来中国每年燃料消耗量在12-15亿吨,其中80%以上用于锅炉等热工设备的直接燃烧,燃煤、燃油锅炉排放的二氧化硫在1400-1700万吨,形成了严重的温室效应,造成了严重的环境污染。随着京都议定书的正式签订,各国都将努力降低二氧化碳等温室气体的排放,改变能源生产和消费方式,开发利用生物质锅炉能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统,对于促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。大部分投入运行的生物质锅炉,运行时常出现积灰、结焦并堵塞烟道现象,导致被迫停炉,防积灰、结焦及堵塞已成为生物质直燃锅炉迫切需要解决的首要问题。为解决这一困境,湖南省特种设备检验检测研究院联合长沙锅炉厂有限责任公司进行攻关,通过研究生物质锅炉的结构、汽水流程、烟气流程等,结合在锅炉检验中的实践经验以及安全系统工程理论对循环流化床生物质锅炉七大故障作了系统分析,运用数学方法求出了各因素重要度,降低这七大故障的核心是加强生物质颗粒磨损、积灰、结焦和防堵的控制。为了解决生物质锅炉的上述核心问题,湖南特种设备检验检测研究院联合长沙锅炉厂有限责任公司发明了一种采用碟形布风板的锅炉流化床布风系统、一种循环流化床锅炉旋风分离返料器隔板装置和一种生物质循环流化床锅炉的双层风冷套进料口等集成技术。通过上述技术打破了国外垄断,一举攻克了循环流化床生物质锅炉中长期以来受热面积灰腐蚀、床料结团结焦、分离器堵塞等难题,为生物质锅炉研发提供了实质性保障。通过改进生物质锅炉制造技术,5年内共销售生物质锅炉共上千余台,新增销售额18521万元,新增利润2720万元,新增税收727万元。针对生物质燃料易结焦的特点、现有流化床其平板布风由于床内炭浓度和温度分布不均而加剧结焦等问题,设计发明了一种采用碟形布风板的锅炉流化床布风系统。可在流化床内产生中间床料向上喷涌,而四周床料向下补充的床内循环,以明显地加强燃料和床料的横向流动,使床内的温度场、空气、烟气场和炭灰场分布均匀,燃烧效率高,减少了完全燃烧造成的损失;同时,床料混合好,床温均匀,不易结焦,运行稳定,燃烧负荷调节范围宽。针对生物质燃料易积灰、磨损严重的特点,分离返料器隔板容易被大量的生物质细灰冲刷磨损,使锅炉返料不正常,从而严重影响锅炉的正常运行,设计发明一种循环流化床锅炉旋风分离返料器隔板装置,具有结构简单、耐积灰磨损、耐腐蚀特点。针对生物质燃料的颗粒特性、生物质进料量多、易于堵塞、需要的进料口大,设计发明了一种生物质循环流化床锅炉的双层风冷套进料口,具有结构简单、进料方便、冷却效果好、可利用余热防止炉膛结焦和堵塞。

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