【word】 新型大阶梯斜推往复炉排燃稻壳热水锅炉的设计开发.doc
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1、新型大阶梯斜推往复炉排燃稻壳热水锅炉的设计开发工业锅炉2009年第6期(总第118期)文章编号:10048774(2009)0626-04新型大阶梯斜推往复炉排燃稻壳热水锅炉的设计开发刘元春,刘文铁,薛洪刚,关磊(1.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,哈尔滨150001;2.国电双辽发电有限公司,双辽136400;3.陕西省咸阳市长庆石化公司,咸阳712000)摘要:对生物质燃料的燃烧过程和特点进行了论述,并介绍了大阶梯斜推往复炉排半悬第一作者:刘元春浮燃烧热水锅炉SHW14-1.0/115/70-D的设计和结构特点.(1985一),硕士研究关键词:热水锅炉;生物质;大阶梯斜推往复炉排;半悬浮
2、燃烧生,主要研究方向为中图分类号:TK229文献标识码:A多相流流动及传热.DesignandDevelopmentoftheNewTypeBiomass-firedHotwaterBoilerwithanInclineReciprocatingGratewithGrandStaircaseLIUYuanchun,LIUWentie,XUEHong.gang,GUANLei.(1.SchoolofEnergyScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China;2.ShuangliaoGeneratingEle
3、ctricityLimitedCo.ofNationalElectricityLimitedCo,Shuangliao136400,China;3.ChinaPe.troChangQingPetrochemicalCompany,Xianyang7.12000,China)Abstract:Theburningprocessandcharacteristicofbiomassenergywerediscussed,andthedesignandstructurecharacteristicsofSHW141.0/115/70一Dhotwaterboilerusingsemisuspension
4、withinclinereciprocatinggratewithgrandstaircasewereintroduced.Keywords:hotwaterboiler;biomass;inclinereciprocatinggrate,vithgrandstaircase;semisuspensioncombustionO前言目前,生物质能利用技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一.生物质能与化石能源相比,具有可再生和低污染的优势.生物质因具有挥发分高,炭活性高,N和S含量低,灰分低,生命周期内燃烧过程CO零排放等特点,特别适合燃烧转化利用,是一种优质燃料.生物质燃料的燃烧过程主要分为
5、挥发分的析出,燃烧和残余焦炭的燃烧,燃尽两个独立阶段,其燃烧过程的特点是:生物质水分含量较多,燃烧需要较高的干燥温度和较长的干燥时间,产生的烟气体积较大,排烟热损失较高;生物质燃料的密度小,结收稿日期:2009-08-20构比较松散,迎风面积大,轻易被吹起,悬浮燃烧的比例较大;由于生物质发热量低,炉内温度场偏低,组织稳定的燃烧比较困难;由于生物质挥发分含量高,燃料着火温度较低,一般在250350温度下挥发分就大量析出并开始剧烈燃烧,此时若空气供给量不足,将会增大燃料的气体不完全燃烧损失;挥发分析出燃尽后,受到灰壳包裹和空气渗透困难的影响,焦炭颗粒燃烧速度缓慢,燃尽困难,如不采取适当的必要措施,
6、将会导致灰烬中残留较多的余碳,增大机械不完全燃烧损失.由此可见,生物质燃烧设备的设计和运行方式的选择应从不同种类生物质的燃烧特性出发,才能保证生物质燃烧设备运行的经济性和可靠性,提高生物质开发利用的效率”J.,.?研究与开发?新型大阶梯斜推往复炉排燃稻壳热水锅炉的设计开发271锅炉参数和燃料特性1.1锅炉参数额定供热量Q=14MW额定压力P=1.0MPa出水温度t=115回水温度th=70冷空气温度tlk=201.2燃料特性稻壳燃料特性为:C=35.39%H=4.24%0=31.05%N=0.35%S=0.05%A=17.42%af=56.86%:10%Q=l3612kJ/kg2锅炉结构简介2
7、.1燃烧系统锅炉的燃烧系统主要有以下几个部分组成:进料口,斜推往复炉排,炉排传动机构,炉膛.由于稻壳密度小,为满足燃料量,设置5个进料口和1个螺旋给料机.稻壳自进料口进入连续推动的往复炉排上,随炉排由前向后移动,与此同时,稻壳在炉内被加热,着火,燃烧直至燃尽.空气由鼓风机通过空气预热器加热后经风道进入各个风室后送至炉排下部,根据稻壳在炉排上燃烧时各段对空气需求量的不同,各风室送人的空气量也不同.燃料着火主要依靠炉膛内的高温烟气及炉拱的辐射作用,前拱通过吸收来自火焰和高温烟气的辐射热,并辐射到新燃料上,使之升温着火;后拱能将炉排上强烈燃烧区的高温烟气输送到前拱区,大幅度地增补那里的热量,提高那里
8、的炉温,从而有效地强化辐射换热,加速了引燃,另外在后拱的向火面敷耐火砖以保证着火温度的稳定.考虑到燃料易燃性质及设计要求,采用如下参数的炉拱设计:后拱水平位置设计距炉排900lIlm左右,前拱与水平方向夹角45.,后拱与水平方向夹角30.往复炉采用区段性燃烧,在单个风室供风的条件下,其前部预热区,尾部燃尽区上氧气都有富裕,而其中部对氧气需求量最大的主要燃烧段,却处于缺氧状态,因此采用分仓送风设计.炉排下分为数个风室,每个风室有独立调节的风门,可以根据负荷的变化各自独立地调节送风量,以保证炉排各区能够稳定充分的燃烧.此外,锅炉还通过料层厚度的调节和炉排速度的改变来实现锅炉负荷的调节.2.2总体结
9、构方案本次设计的SHW141.0/115770-D型热水锅炉为双锅筒横向布置(见图1),采用自然循环方式.图1锅炉总体结构示意图双锅筒自然循环热水锅炉常见的受热部件有水冷壁,锅炉管束,省煤器,空气预热器.通过方案论证,本次设计的SHW141.0/115/70-D型热水锅炉用对流受热面便可将排烟温度降至160c【=,所以不需采用省煤器;空气预热器可吸收烟气热量,使排烟温度降低,减少排烟热损失,提高锅炉效率,同时提高入炉空气的温度,利于燃料的着火,燃烧和燃尽,增强了燃烧稳定性并可提高锅炉燃烧效率.因此本设计采用了水冷壁,锅炉管束和空气预热器三大受热面.为使燃料进一步燃尽,提高燃料利用率,并减少烟尘
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