生物质锅炉，影响燃烧过程的变量你知道多少？

　　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/kg。

　　（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）。

　　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，主要原因有国内燃料质量太差，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%)。

　　1.生物质在振动炉排上的燃烧过程

　　生物质的燃烧通常可以分为三个阶段，即预热起燃阶段、挥发分燃烧阶段、炭燃烧阶段。生物质在振动炉排上的燃烧过程分为预热干燥区、燃烧区和燃尽区，这可以与振动炉排的高、中和低端相对应。根据各区的燃烧特点，各区需要的风量有差别，预热干燥区和燃尽区的风量少一些，燃烧区的风量要大一些。燃料颗粒在振动炉排锅炉中燃烧可以分为两种类型：颗粒大的在炉排上燃烧，在气力播撒的过程中，颗粒特别小的在炉排上部空间发生悬浮燃烧。

　　2.生物质在炉排上完全燃烧的条件

　　炉内良好燃烧的标志就是在炉内不结渣的前提下，尽可能接近完全燃烧，同时保证较快的燃烧速度，得到最高的燃烧效率。

　　(1)供应充足而有合适的空气量

　　如果过量空气系数过小，即空气量供应不足，会增大固体不完全燃烧热损失q4和可燃气体不完全燃烧热损失q3，使燃烧效率降低;如果过量空气系数过大，则会降低炉膛温度，增加不完全燃烧热损失。最佳的过量空气系数使q2+q3+q4之和为最小值。

　　(2)适当提高炉温

　　根据阿累尼乌斯定律，燃烧反应速度与温度成指数关系。在保证炉膛不结渣的前提下，尽量提高炉膛温度。

　　(3)炉膛内良好的扰动和混合

　　在着火和燃烧阶段，要保证空气和燃料的充分混合，在燃尽阶段，要加强扰动混合。

　　(4)燃料在炉排上和炉膛中有足够的停留时间

　　(5)保持合理的火焰前沿位置。火焰前沿应该位于高端炉排与中部炉排的之间区域，火焰在炉排上的充满度好。

　　3.振动炉排锅炉的燃烧调整方法

　　(1)调整振动炉排的振动频率和振动周期(振动时间和停止时间)

　　振动炉排的振动频率一般不随负荷的变化而进行调整，最佳的振动频率是通过观察低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度来决定的。当燃料的粒度、水分和负荷发生变化时，只是对振动时间和停止时间进行调整，振动频率一般不进行调整。

　　振动炉排的频率应该由下面两个因素来决定：

　　其一是低端炉排的挡灰板处的灰渣堆积厚度，应该维持在5～10cm；

　　其二是在一定振动频率下，不能使炉膛负压发生剧烈变化；

　　其三是检测1号捞渣机出口的灰渣含碳量，正常的含碳量应该为5～10%。

　　(正常情况下，飞灰的含碳量为1～2%；灰渣的含碳量为5～10%。)根据调整试验得出：振动炉排的频率应该为40～45赫兹。

　　炉排的振动时间决定燃料颗粒在炉排上的行走速度(或每一振动周期内燃料在炉排上的行程)，振动时间越长，其破坏焦渣的能力强，但料层内部的翻动性能差，行走速度加快;炉排的停止时间在很大程度上决定燃料颗粒在炉排上的停留时间。