秸秆生物质颗粒燃料是指将农业生产中产生的稻秆、油菜秆、玉米秆、麦秆、林业废弃物等生物质在特制的设备中，通过热化学反应方法，产生可燃物质，主要是可燃气体和油类物质。产生的燃料可供锅炉设备进行能量的转换。一台50T秸秆发电锅炉燃烧设备采用热分解反应系统，系国外专利技术，炉膛与燃烧设备连接形成整体，热分解产生的可燃气体在炉膛内完全氧化燃烧，将热量传递给工质，实现能量的转换。以下结合其他一些应用研究和锅炉设计特点，对秸秆生物质颗粒燃料锅炉的设计进行阐述，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机、秸秆颗粒机压制的生物质颗粒燃料，生物质颗粒燃料如下图所示：
1、秸秆生物质颗粒燃料的特点秸秆生物质颗粒燃料的应用主要是通过特制设备将秸秆高温分解和气化，以及垃圾焚烧和热分解，是一种相对比较清洁的燃烧方式。通过生物质获得燃料过程比较复杂，对于制取燃料设备类型、工艺流程、反应条件、催化剂的种类、原料的性质和粉碎等条件的不同，其反应过程和可燃产物也不尽相同。综合有关方面的研究资料，我们知道秸秆生物质颗粒燃料主要有以下特点：
(1)属高挥发份、低炭化度、高含氧物料。挥发份含量平均高达75%～85%，非常有利于燃料燃烧。而炭含量程度平均仅为37%，但以固定炭含量为标志的炭化程度平均为17%，发热量却平均高达36%。这表示可燃组份中，含量仅为1/6的固定炭其发热量却占1/3。含氧量平均值高达33.18%。
(2)可燃分解物含量丰富。秸秆75%的纤维素和半纤维素的热分解产物形成挥发份，其主要成份是焦油、木醋液、酸、醇等重分子，在热态下以气态形式存在。在高于600℃时，则发生再裂解反应，产生部分可燃气体。这样，可燃气体中木焦油、木醋、木酸液分子量下降，而较重分子的烷、烯、苯仍以气态成为燃料的可燃成份参与燃烧。未经处理的杨木和玉米秸秆热解产品的成分。
(3)燃料水分变化范围比较大，一般在5%～60%之间。表2为某秸秆发电项目燃料组份特性。
(3)生物质中纤维素潜热增值。纤维素的热分解产物焦油、木醋液及苯、酮、烷类重分子部分其凝聚的能量为l5%～20%。在高温条件下，重分子裂解燃烧可释出能量。
(4)燃烧产生的秸秆灰分化合物类型较多。生物质的灰含量随生物质的种类、产地的不同而不同，并受种植条件的影响。一般地，生物质中灰分含有：Ca、A1、Mg、Na、K、Fe、0、Si、CI等化合物，还有少量的Zn、P等。
2、锅炉的结构布置
一方面由于秸秆生物质颗粒燃料与传统的燃煤和油气燃料在特性上有较大的不同，另一方面由于秸秆生物质颗粒燃料锅炉的设计上可供借鉴的资料和经验比较欠缺，因此我们对总体布置和方案的确定极为慎重。通过现有锅炉的类型并结合秸秆热分解设备的特点，确定了如图l的锅炉布置方案。
根据秸秆生物质颗粒燃料的特性和业主工程师的要求，并结合有关煤及燃油燃气燃锅炉受热面布置，我们确定了本炉受热面布置的有关数据如表3
从表中数据可以看出，与燃煤和燃油燃气锅炉相比，对流受热面的结构布置采用了较大的管节距。各流受热面选取大管节距，是为了有效地降低了烟气流速，保证了良好的烟气流通性，减少了管壁的积灰和结渣，降低了对流烟气对管壁的磨损和腐蚀，从而提高了对流受热面的使用寿命。另外，省煤器蛇行管均成顺列逆流结构，为有效地防止磨损和腐蚀以及工质沸腾，最上一组省煤器管经过镀锌处理。
3、锅炉热力计算
经过对锅炉设计任务书所提供的燃料数据的分析转化。
锅炉机组热平衡计算，这部分的计算与传统的计算方法几乎没有什么不同。
在受热面的传热计算中，主要是传热系数的计算与传统计算有较大的不同，最后经过对秸秆热分解产物的分析，我们借鉴了燃油燃气锅炉传热计算过程中的一些方法，并参照燃煤锅炉的计算来进行。计算过程的不同之处主要在炉膛黑度、火焰黑度包括发光和不发光火焰黑度、烟气黑度方面综合了传统的三种燃料热力计算的方法。
4、本锅炉所具有的主要特点
(1)燃烧设备采用国外专利技术。锅炉所采用的热分解反应系统系国外专利技术，在技术方面比较成熟，安全可靠。
(2)炉膛采用整体膜式水冷壁。膜式壁将炉墙全部遮蔽，有效地保护了炉墙，使炉墙温度大大降低，并使炉墙厚度减薄，减轻了炉墙重量；同时使炉膛具有较好的密封性和良好的传热特性，有效地提高了锅炉效率。
(3)锅炉燃烧清洁环保。与常规燃料相比，燃烧生成物对环境污染小，甚至几乎没有污染，秸秆生物质颗粒燃料属于清洁燃料。
(4)对流受热面采用较大的管节距。对流受热面选取大管节距，顺列布置，有效地降低了烟气流速，保证了良好的烟气流通，有效降低对流烟气对管壁的磨损，减少了管壁积灰和结渣，从而提高对流受热面的使用寿命。
(5)采用炉下烟气再循环技术。将锅炉尾部排出的部分低温烟气与热空气混合通入炉膛，一方面提高燃料利用率和锅炉热效率，强化了烟气的有效利用。另一方面进一步使烟气中的污染性物质相对减少，降低了对环境的污染。采用烟气在循环技术，烟气再循环量可达4015kg/h。
5、结束语
锅炉燃烧秸秆生物质颗粒燃料作为能源利用的一种新技术，至今已有了较快的发展，很多研究人员在该领域进行了不同技术的研究。我国目前在该领域的研究尤其是对生物质气化发电技术进行了大量的研究，并取得了相当的成果。秸秆生物质颗粒燃料锅炉具有高效、环保等优点，对于社会和经济的可持续发展具有重要意义，值得面向全社会推广。由于秸秆生物质颗粒燃料锅炉的技术资源比较欠缺，我们在设计过程中的选材、计算等可能还不是非常的合适，期望通过实践的不断完善，使秸秆生物质颗粒燃料锅炉产品的性能和技术能够进一步的提高和优化。
（转载请注明：富通新能源秸秆颗粒机www.ftxny.com）
