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生物質(zhì)爐微油點(diǎn)火生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)設(shè)計

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鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司

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生物質(zhì)爐微油點(diǎn)火生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)設(shè)計

    摘要:介紹了對一臺容量為50WM鍋爐的生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)的改造過程。根據(jù)燃燒理論,將原來的生物質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)改造成了微油點(diǎn)火生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī),并介紹了生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)的設(shè)計思想,以及小油槍的計算方法。微油點(diǎn)火生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)采用了分級燃燒方式和二次鳳冷卻技術(shù),能夠很好起到穩(wěn)燃和冷卻的作用。改造后的效果表明該生物質(zhì)燃燒機(jī)鍋爐啟停速度快,燃燒穩(wěn)定,節(jié)約燃油,降低了生產(chǎn)成本。

    設(shè)計對一臺鍋爐的生物質(zhì)燃燒機(jī)的設(shè)計和改造。鍋爐的額定發(fā)電功率為50MW,額定蒸發(fā)量220t缸生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)噴口尺寸:402nm(高)×428rrrn(寬),中間儲藏式乏氣送粉。采用正四角布置,每一個角的噴嘴自上而下布置為二、一、二、一、二。爐膛內(nèi)部形成四角切圓式的燃燒方式,起到鍋爐冷態(tài)點(diǎn)火和燃燒不穩(wěn)定時的助燃作用,生物質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)是直流式生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)。

    改造方案為:根據(jù)鍋爐的參數(shù)和設(shè)計的要求,將鍋爐對角下層的生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)改為微油點(diǎn)火燃燒器,共設(shè)有2支微油點(diǎn)火生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī),將點(diǎn)火小油槍傾斜放入一次風(fēng)主生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)中。仍然采用四角切圓的方式,切圓直徑為500mm,并且根據(jù)需要調(diào)整一次風(fēng)噴口。對于生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)材料的選擇,局部高溫區(qū)域選擇耐熱鋼1C r18Ni9I'i,部分低溫部件使用RTCr。

    改造后的生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)分為二級生物質(zhì)燃燒室和一個油燃燒室。分級生物質(zhì)然燒室處增加環(huán)縫冷卻技術(shù)自其周界吹入二次風(fēng),作為環(huán)縫冷卻氣膜。微油點(diǎn)火油槍采用內(nèi)混式高壓氣流霧化噴嘴,直筒應(yīng)用能源技術(shù)平流式配風(fēng)器。

    在點(diǎn)火過程中,由油槍噴出的油進(jìn)入油燃燒室燃燒,點(diǎn)燃后的高溫火焰噴入一級生物質(zhì)燃燒室并點(diǎn)燃其中的生物質(zhì),著火后的生物質(zhì)繼而點(diǎn)燃級生物質(zhì)。由于采用逐級放大的點(diǎn)燃方式,該設(shè)計比普通生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)節(jié)煤高達(dá)70%以上,節(jié)油率達(dá)到90%以上,并且燃燒穩(wěn)定性好,可靠性高,同時由于不增加任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)而使改造成本低,適應(yīng)范圍廣。

1  微油點(diǎn)火技術(shù)的原理及其特點(diǎn)

    微油點(diǎn)火技術(shù)主要是由小油槍點(diǎn)火和小油槍生物質(zhì)燃燒室點(diǎn)火組成。

    小油槍點(diǎn)火的工作原理是:先利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎,霧化成超細(xì)油滴進(jìn)行燃燒,同時巧妙地利用燃燒產(chǎn)生的熱量對燃油進(jìn)行加熱、擴(kuò)容,使燃油在極短的時間內(nèi)蒸發(fā)氣化。油槍在正常燃燒過程中直接燃燒油氣,從而大大提高燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性極強(qiáng)、傳播速度極快,火焰呈完全透明狀(根部為藍(lán)色,中間及尾部為透明白色),火焰中心溫度高達(dá)1500~2000 aC,可作為高溫火核在生物質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)內(nèi)進(jìn)行直接點(diǎn)燃一級生物質(zhì)燃燒室的煤粉,從而僅使用少量燃油實(shí)現(xiàn)電站鍋爐啟動、停止以及低負(fù)荷穩(wěn)燃。

    小油槍點(diǎn)火生物質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)的工作原理是:把氣化小油槍產(chǎn)生的高溫汕火焰引入生物質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)一級燃燒室,當(dāng)濃相生物質(zhì)通過氣化燃燒高溫火核時,煤溫度急劇升高、破裂粉碎,釋放出大量的揮發(fā)你并迅速著火燃燒。己著火燃燒的濃相生物質(zhì)在二次室內(nèi)與稀相生物質(zhì)混合并點(diǎn)燃稀相生物質(zhì),實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)的分級燃燒,燃燒能量逐級放大,達(dá)到點(diǎn)火并加速生物質(zhì)燃燒的目的,大幅度減少生物質(zhì)燃燒所需的引燃能量。為了防止生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)燒壞和在生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)內(nèi)發(fā)生結(jié)渣,采用多級氣膜冷卻風(fēng)保護(hù)噴口安全以及用來補(bǔ)充后期燃燒所需要的氧氣量。

    微油點(diǎn)火技術(shù)的特點(diǎn):(1)在鍋爐啟動停止、低負(fù)荷穩(wěn)燃運(yùn)動狀態(tài)下能節(jié)約大量燃油,節(jié)油率在90%以上。(2)投資少,見效快,回報周期短,一年左右能收回投資。(3)系統(tǒng)簡單,維護(hù)量小,操作方便,對于風(fēng)速、生物質(zhì)濃度,煤質(zhì)等參數(shù)變化適應(yīng)能力強(qiáng)。(4)初期可投入電除塵,有利于環(huán)儡有氣膜風(fēng)保護(hù),生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)無結(jié)焦現(xiàn)象。(5)設(shè)備和系統(tǒng)可靠,自動化程度蒜并與BMS進(jìn)行通訊經(jīng)歷多次長時間連續(xù)運(yùn)行考驗(yàn),未出現(xiàn)任何故障。

2  微油點(diǎn)火系統(tǒng)的構(gòu)成

    微油點(diǎn)火生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)主要由微油槍點(diǎn)火系統(tǒng)、煤粉生物質(zhì)燃燒機(jī)和控制系統(tǒng)三大部分組成。點(diǎn)火系統(tǒng)由微油燃燒室及高壓點(diǎn)、壓縮空氣、燃燒油系統(tǒng)、壁溫監(jiān)測、火檢系統(tǒng)等組成。生物質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)主要由生物質(zhì)濃縮器、一次煤扮燃燒室、二次生物質(zhì)燃燒室、周界風(fēng)和冷卻風(fēng)室組成??刂葡到y(tǒng)對點(diǎn)火系統(tǒng)和送粉系統(tǒng)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)程控點(diǎn)火與油槍滅火聯(lián)鎖保護(hù),保證鍋爐安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

3  設(shè)計方案及計算原理

3.1  生物質(zhì)燃燒機(jī)的計算

    鍋爐的熱平衡是輸入鍋爐的熱量等于有效利用熱量加各項(xiàng)損失。熱平衡計算是鍋爐熱力計算的一部分,它對鍋爐的設(shè)計和運(yùn)行都很重要,此外鍋爐熱效率是按反平衡方法確定的。

    根據(jù)要求可以對尺寸調(diào)整如下:

    ①考慮到噴口尺寸要求428mm×40盈mn為合理匹配使長寬差同樣為428mm - 402nm一26mm,

    ②同時由于生物質(zhì)燃燒機(jī)內(nèi)部需要一定尺寸圓角處理以防結(jié)渣,會直接影響噴口面積,所以在尺寸允許的情況下做必要調(diào)整,適當(dāng)增大計算尺寸;

    ③根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇倒角圓弧半徑為42nm,此時約減小截面積3500mmz所以擬選一次風(fēng)噴口尺寸為:324mm×350mm。

    經(jīng)過較核以上數(shù)據(jù)符合要求。

    本設(shè)計采用0。輕質(zhì)柴油,由于小油槍點(diǎn)火一級生物質(zhì)應(yīng)占總生物質(zhì)比例的吉。取生物質(zhì)的著火熱Qz^—1364kj/s,油的發(fā)熱量42900kJ /kg。

    —級生物質(zhì)著火熱:Qz小一蜴×B j×?!良?24. 78kJ/s

    理論燃油量:‰一直曼暑×∈一4. 074g/s(∈為修正系數(shù),取值1.4)

    高壓蒸汽內(nèi)混式噴嘴采取兩次霧化的的方式,它將限定燃油流量的噴口置于噴嘴的內(nèi)部,不受火焰輻射加熱。噴出的燃油在油出口處供給的霧化氣進(jìn)行次霧化,然后再經(jīng)直徑較大的噴口噴出,進(jìn)行次霧化,這樣就很好的避免了小流量帶來的問題。所以本設(shè)計果用高壓氣內(nèi)混式噴嘴。該噴嘴霧化效果好,霧化后的油滴直徑為91. 2mrr< lOOmm。小油槍結(jié)構(gòu)尺寸見圖2。

    配風(fēng)器是點(diǎn)火小油槍的重要組成部分,本設(shè)計采用直筒平流式配風(fēng)器,它的一次風(fēng)(占總風(fēng)量的10%~扣%)經(jīng)穩(wěn)燃器產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),在出口處產(chǎn)生一個較弱的中性回流區(qū),即保證油霧穩(wěn)定著火,又防止其熱分解。二次風(fēng)(占總風(fēng)量的80%~90%)是直流的,平行于軸線告訴流動,衰減慢,能穿入火焰核心,加強(qiáng)后期混合,強(qiáng)化燃燒過程。其結(jié)構(gòu)簡單,流動阻力小,操作方便,便于調(diào)節(jié),比較起來更加適合本設(shè)的要求。

    其次,由于采用小油槍,燃油量較小同時點(diǎn)火性能要有高保證,結(jié)構(gòu)不宜特別復(fù)雜,所以采用直接點(diǎn)火中的高能點(diǎn)火裝置比較合適。

4  節(jié)油性能分析

    鍋爐在冷爐啟動時,用于點(diǎn)火的耗油量一般每小時約為鍋爐額定燃燒發(fā)熱量的1/3,須持續(xù)數(shù)小時,待爐膛各處均達(dá)到高溫后,才能切換成燒煤粉,因此耗油量相當(dāng)可觀。

    對一臺50MW鍋爐,一般生物質(zhì)生物質(zhì)燃燒機(jī)的燃油量為44.  81g/s。本設(shè)計由于采用微油點(diǎn)火燃燒器,燃油量為4. 07g /s< 44. 81g/s。節(jié)油率達(dá)到91%,節(jié)油效果相當(dāng)顯著。

5  結(jié)語

    本設(shè)計與傳統(tǒng)生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)相比,極大地提高了節(jié)油效率。與目前國內(nèi)存在的少油點(diǎn)火生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)相比,節(jié)油效果更好,并且沒有因此增加任何復(fù)雜結(jié)構(gòu),設(shè)計當(dāng)中采用的二次風(fēng)冷卻系統(tǒng),結(jié)構(gòu)簡單,同時具備冷卻和助燃兩種功用。生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)整體根據(jù)具體情況選擇不同材料有效降低制造成本。與無油點(diǎn)火生物質(zhì)顆粒燃燒機(jī)相比,對爐膛結(jié)構(gòu)等的改動很小,適應(yīng)性更強(qiáng),具有較高的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和市場潛力。

生物質(zhì)燃燒機(jī),http://www.jiegankeliji.com
生物質(zhì)氣化站,http://www.598jx.com

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