小型秸秆直燃锅炉（捆包秸秆生物质直燃气化旋烧锅炉-环保秸秆锅炉）

影响生物质锅炉燃料燃烧过程的变量

海伦市利民节能锅炉制造有限公司成立于1990年，位于黑龙江省海伦市新海西经济开发区，注册资本3600万元人民币，公司总占地面积11.3万平方米，建筑面积3万平方米；公司现有员工150人，其中拥有高级职称人员8人，中级职称14人，初级职称5人，技术工人56人。主营业务包括锅炉制造、城镇集中供热服务、生物质新能源等。是高新技术企业，农业部“清洁能源 节能炉具”示范点。已取得国家B级锅炉制造许可证、2级锅炉安装许可证及D1、D2级压力容器制造许可证，并通过ISO9001国际质量管理体系认证。

一、含水量

不同种类燃料的含水量区别很大，取决于燃料种类和储存方式。为了保持生物质锅炉燃料燃烧稳定性，在使用之前需要晾晒（有条件时要增设干料棚）。含水量增加会降低炉膛蓄热温度，增加燃料在燃烧室的不完全燃烧。含水量过大是国能生物质电厂带不上负荷的主要原因。含水多的燃料着火困难，影响燃烧速度，使炉内温度降低，使机械和化学不完全燃烧热损失增加，当燃料水分大于45%时，燃烧就非常困难。在燃烧过程中，水分因蒸发、汽化要消耗大量的汽化热。水分含量大的燃料其燃烧后的烟气体积较大（水变为蒸汽比体积增加了1200倍），由于出口烟气有130℃左右温度，因此随烟气带走的热量损失较多（此现象可以通过烟囱的排烟，观测到呈现大量乳白气体），锅炉的热效率就较低。此外，烟气体积增加，引风机消耗的电能也随之增加，引风机功率增加了，使得烟气流速加快，燃烧上移，很难构建合理的燃烧工况，保障炉排燃烧动力平衡（养不住底火）。烟气流速加快使得烟气携灰量也增加，加速了对炉膛尾部受热面的磨损。

二、发热量

（一）概念

(1)高位发热量（湿基）。指1kg燃料在单位时间里完全燃烧所放出全部的热量，单位MJ／kg。

(2)低位发热量（干基）。是燃烧热量中，去掉燃烧时生成的汽化潜热（水蒸气）所释放的热量，单位MJ。

（二）影响发热量的因素

影响发热量的一般因素是燃料中的水分、灰分和杂质，这也是国内生物质电厂共同存在的问题（燃料水分和灰分过大的问题不解决，生物质发电企业是很难发展的）。过湿、过长的燃料在取料机、给料机里堵塞，在炉排上烧不透，增加了不完全燃烧损失（某电厂由于入炉燃料灰分通常大于40%，所以长期带不上高负荷）。

三、过量空气系数

理论空气量与实际空气量的比值叫做过量空气系数。生物质锅炉的燃烧过量空气系数要大于1，通常大于1. 25，以保证助燃空气与可燃物的充分混合。过量空气系数沿用了煤粉锅炉的数据，现在无权威论证。实际的锅炉燃烧因生物质挥发分高、燃烧速度快，应该是富氧燃烧。过量空气系数主要是通过二次风来提供，实践证明，上层二次风要尽量大，以过热器不超温为原则，以利于燃烧工况的构建和燃料的燃尽。试验证明：生物质锅炉燃烧氧量任何时候都要大于3%，当炉膛温度能够保持较高时，氧量保持在3%～5%才能够燃烧完全。因为生物质颗粒不均、燃烧区域不同，富氧燃烧就成了生物质锅炉区别于煤粉锅炉的一个显著特点（国内某电厂的前、后上二次风开到40%以上、氧量为5%，燃烧工况良好，过热器区域的灰为灰白色，可以认为是国内生物质锅炉燃烧的样板；丹麦生物质锅炉一、二次风率比例：黄秆锅炉为3:7，灰秆锅炉为4:6）。可是现在国内生物质锅炉大多没有照此办理，主要原因足国内燃料质量太差，水分、灰分的含量太高。许多生物质锅炉风率比例变成了5:5或者8:2。尤其是黄秆锅炉一次风用少了就不能浮动厚料层、减少料层厚度，炉膛蓄热就不能满足高负荷。

四、空气温度生物质电厂锅炉的热风，采用的是除氧器来水加热空气的方法，因此，需要尽量提高风温，促成炉排高端着火。

五、燃料种类不同种类燃料的不同特性影响着燃烧过程，其中主要影响因素为燃料组分、挥发分和固定碳含量、热性能、密度、孔隙率、尺寸和活性表面等。燃料组分随燃尽程度不同而发生持续变化。与煤相比，生物质锅炉燃料通常挥发分含量较高，固定碳含量较低，属于高活性燃料。但不同生物质燃料的挥发分含量不同，影响燃料的热性能。各种生物质燃料的小劂化学结构和结合键也影响燃料的热性能。表现出挥发分析出规律明显不同。不同生物质燃料的密度也有较大的不同，例如，树皮和稻壳的密度相差很大。燃料密度大，影响了单位燃烧室容积，同时也影响燃料燃烧特性。孔隙率影响燃料的反应性（单位时间质量损失），影响挥发分析出速率。尤其当粉状燃料燃烧时，烟气中携带大量的颗粒物，小颗粒在燃烧室中停留时间短，如不能压制火焰，势必造成火焰上升，化学不完全燃烧热损失增加，引风机叶轮磨损。某生物质电厂调试期间，燃烧稻壳，锅炉引风机叶轮一个月之内就磨透了。

六、燃烧温度

燃烧温度是生物质锅炉燃烧的基础，燃烧温度不够就不能形成燃烧的优化，就无法保障燃烧的完全。强化锅炉燃烧的三强理论如下：

(1)强化燃烧的初始阶段。

(2)强化高温烟气和燃料的对流换热。

(3)强化燃料燃烧时还原气氛的高浓度聚集。 不管烧什么燃料，一定要想办法保持炉膛温度，炉膛温度低于850℃就不能形成强化燃烧。试验证明，炉膛温度在400℃以上锅炉点火成功，炉膛温度在600℃以上锅炉可以形成连续燃烧，炉膛温度在850'C以上才可能形成强化燃烧。

七、配风有效的配风是生物质锅炉燃烧的关键，一次风能够吹动燃料，增加空隙着火面；二次风压制火焰，形成强化燃烧。以增加燃烧时间、保持炉膛温度、减少不完全燃烧热损失（推荐某生物质电厂配风参数，以30MW负荷为例，锅炉总风量为7.5kPa，一次风高端5o%、中端60%、低端30%，前、后墙二次风50%，燃尽风20%)。