1、生物质燃料的主要燃烧特性
生物质燃料的燃烧过程主要分为挥发分的析出，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：
(1)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。
(2)生物质燃料的密度小，结构比较松散，迎风面积大，容易被吹起，悬浮燃烧的比例较大。
(3)由于生物质发热量低，低位发热值约为12.6MJ/kg，炉内温度偏低，组织稳定的燃烧比较困难。
(4)由于生物质挥发分含量高，燃料着火温度较低，一般在250～350℃温度下挥发分就大量析出，并开始剧烈燃烧，此时若空气供应量不足，将会增大燃料的不完全燃烧损失。
(5)挥发分析出燃尽后，受到灰烬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，如不采取适当的措施，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。
2、联合炉排的结构
联合炉排是指在锅炉的燃烧设备中采用两种不同形式的炉排联合使用（见图1），其中前段炉排为倾斜式往复炉排，后段炉排为鳞片式链条炉排，两段呈上下搭接状态。运行中前段的倾斜式往复炉排作为预燃，并控制燃料量；后段的鳞片式链条炉排控制燃尽速度。由于前、后炉排可分别调整运行速度，运行时能做到相互之间送料的衔接配合。
3、75t/h麦草秆联合炉排锅炉技术特点
根据麦草秆的燃烧特性，设计开发出纯烧麦草秆的75 t/h联合炉排锅炉。该锅炉主要有以下技术特点：
(1)联合炉排的前段炉排采用了倾斜式往复炉排，炉排框架与水平线夹角为25。，炉排面积约为23.2m2，采用左、右两侧两级风室配风。活动炉排对燃料层不断地进行耙动。这种炉排与燃料的相对运动，能使燃料由上往下滚动，炉膛火焰对燃料辐射好，特别适应含水分较高的燃料，能对燃料干燥燃烧起到作用。后段采用了鳞片式炉排，炉排面积约33.5m2，左、右两侧布置了5级风室送风。进风管内有蝶形门，可以在燃烧过程中调节到合适的风量。采用分风室配风方式，使炉排布风均匀。
(2)前段倾斜式往复炉排采用了水冷支撑结构，所有炉排片支撑在水冷管子上，采用特种耐热铸钢和耐热铸铁制造。鳞片式链条炉排是由许多薄片的炉条呈鱼鳞状前、后连续斜叠起来的，炉条以5片为一组，用炉条夹板夹住，固定到链条上。链条用拉杆串连，在链条之间又串有长的滚柱，滚柱与主动轴上的链轮啮合传动炉链运转。炉链的运转是由主动轴推送的，从动轴是滑动的，炉链在从动轴的上方倾斜，斜向下方下垂，使其产生拉力，拉紧炉排工作面。炉排片全部采用耐热铸铁制造。由于链条系柔性结构，当主动轴上几个链轮之间的齿形略有偏差时，能自行调整其松紧度，以使啮合良好而不易发生“爬牙”事故。
(3)往复炉排的活动炉排片采用整体框架拖动运行，推进装置采用机械偏心摇臂带动整体框架，变频调速控制，使炉排统一整体稳定运行。鳞片式炉排配置变频调速的1300型齿轮减速箱。
(4)在炉膛下部，前、后墙和左、右两侧墙共布置有34个二次风口，这些二次风占总风量的30%。在燃烧层上方借喷嘴送入炉膛的高速气流，以进一步强化炉内气流的扰动和混合，从而降低气体不完全燃烧损失和炉膛过量空气系数。同时，由于二次风的烟气旋涡，一方面延长了悬浮于烟气中的飞灰及飞灰可燃物在炉膛中的行程和逗留时间，补给空气促成更好地燃尽；另一方面借旋涡的分离作用，把许多未燃尽的飞灰及飞灰可燃物甩回炉排上复燃，削减了飞灰逸出量，有效提高了锅炉效率，也有利于降低锅炉初始排烟浓度。前墙二次风单层布置共8个人口，离炉排面5m；后墙二次风单层布置8个风口，离炉排面3m；左、右侧墙分两层布置共18个人口，上层各布置5个人口，离炉排面2.8 m,下层各布置4个入口，离炉排面1.2 m。入口风速为20 m/s。
(5) -次风占总风量的70%。往复炉排通风率5%，鳞片式链条炉排为6.5%。每个风室单独接进风管，一次风进入炉底风室后再由炉排的间隙进入燃料层，为燃烧提供所需的氧。进入的一次风由于扩散而速度降低，能均匀地分布，充满风室。进风管内有蝶形门，可调节风量、风压。
(6)燃料由炉前8个螺旋绞龙给料装置送入燃烧室。该装置具有结构简单、调节方便、给料均匀、不易堵塞、燃料适应性广、故障率低等特点。炉膛进料口处设有送料风，取自空气预热器后的热风。
(7)采用膜式壁结构，保证了锅炉的密封性。锅炉两侧下集箱固定，整体向上膨胀。炉膛容积大，有足够的悬浮空间，其有效高度为16.5m。一次风和二次风均采用母管制结构。
(8)燃料（粒径小于150mm）由往复炉排上方进入炉膛，在此处由于炉内高温辐射和一次风的作用逐步预热、干燥、着火、燃烧。随着往复机构的工作，燃料一边燃烧一边逐级向后部运动，传至链条炉排燃尽，最后灰渣落入炉后的除渣口。
(9)采用了前、后炉拱形式，前拱伸入炉膛995 mm，倾角15°；后拱伸人炉膛1200mm，倾角20°，在炉膛处形成“喉口”。联合炉排的燃烧离不开前、后炉拱的配合，拱的作用在于促使炉膛中气体的混合以及组织辐射和炽热烟气的流动，使燃料及时着火。拱的形状和布置与燃料的种类密切相关。对于水分高和挥发分低的生物质首先是保证着火的问题。
(10)倾斜式往复炉排和鳞片式链条炉排风室额定风压为950 Pa。
4、联合炉排的优越性
(1)燃料的适应性广。可以燃烧谷物壳类的燃料，秸秆类物质经粉碎或切段后均可燃烧，如：棉秆、玉米秆、豆棵、瓜秧、果木枝条、灌木枝条、麦革、稻草以及加工厂废料。
(2)良好的调节性能是其他单一炉排所不能比的。针对不同的燃料来调节往复炉排和鳞片式炉排的运行速度，使燃料充分燃尽。
(3)具有适应高水分燃料的特点。这是因为前段炉排采用倾斜往复炉排，燃料由高处向下推进，这个过程有利于燃料的烘干；并且燃料在向下滚动中使燃料透气性加大，更加有利于燃料燃烧。
(4)燃料的燃尽率高。采用独特的预热、干燥、着火、燃烧直至燃尽的方式。
(5)负荷调节方法采用风一燃料比调节和前、后炉排速度调节。
5、结 语
从这台锅炉的运行实践证明，利用联合炉排燃烧生物质燃料是可行的，锅炉运行稳定，可调性高．能显著提高锅炉效率，达到了设计要求，具有很好的社会效益和经济效果。
目前已开发出35t/h、75t/h、130t/h等同类型生物质锅炉，具有较高的市场推广价值。
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