生物質(zhì)電廠(chǎng)鍋爐爐前給料設備的研究

Science Technology Vision科技視界機與電子生物質(zhì)電廠(chǎng)鍋爐爐前給料設備的研究王正峰(中國能源建設集團有限公司廣東省電力設計研究院廣東廣州510663【摘要】我國生物質(zhì)電廠(chǎng)使用的燃料品種多,性質(zhì)差異大,爐前給料設備面臨的壓力很大,很多生物質(zhì)電廠(chǎng)運行時(shí)爐前給料設備不能連續穩定的運行,出現堵料等現象。本文針對目前國內生物質(zhì)電廠(chǎng)幾種爐前給料設備進(jìn)行研究和分析,為生物質(zhì)項目提供建議【關(guān)鍵詞】生物質(zhì);堵料;爐前給料設備0前言是這種技術(shù)適用灰色生物質(zhì)對黃色生物質(zhì)并不適用,目前在國內的自國內第一個(gè)示范秸稈電廠(chǎng)單縣生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)于2006年12月應用不多,只有包括山東單縣在內幾個(gè)早期的生物質(zhì)電廠(chǎng)采用投產(chǎn)叫以來(lái)全國投產(chǎn)、在建和開(kāi)展前期工作的生物質(zhì)發(fā)電項目有1703爐前料倉+二級給料多個(gè)裝機容量550多萬(wàn)千瓦。從多個(gè)生物質(zhì)電廠(chǎng)的運行反饋情況看,爐前給料設備運行中出現的“堵料”問(wèn)題是制約鍋爐長(cháng)期連續穩定運這是國內目前應用最多的一種爐前給料方案。雖然各個(gè)電廠(chǎng)的方行的瓶頸之一。各個(gè)生物質(zhì)電廠(chǎng)爐前給料設備型式差別很大運行情案有所差別但都是由以下幾個(gè)主要設備組成:料倉底部取料(承載)況也有所差異。螺旋、給料螺旋,詳結構見(jiàn)圖2。其主要工作原理為:通過(guò)位于料倉底部的取料(承載)螺旋的軸向1爐前給料設備的型式旋轉,提取燃料進(jìn)入下一級的給料螺旋后進(jìn)入爐膛。燃料提取的速度生物質(zhì)電廠(chǎng)爐前給料設備型式多樣,主要有“活底料倉”“爐前倉中燃料重力的作用給料螺旋僅作為輸送燃料用,般全速運行。設料倉+二級給料”“分料器+一級給料”及“打包上料+爐前破碎”等。置給料螺旋的目的主要是如果取料(承載)螺旋直接與下料管連接,2活底料倉則給料距離太長(cháng),設備強度需要大大增加,增加給料螺旋后,雖然設備數量增加,但整套設備的投資還會(huì )降低?；畹琢蟼}”應用于國內首座生物質(zhì)發(fā)電項目一山東單縣生物質(zhì)電廠(chǎng),主要由料倉、螺旋收集機、螺旋輸送機、螺旋分配機、螺旋給料機、給料管、插板門(mén)等部件組成,結構見(jiàn)圖1取料承載)螺旋蝶旋收集機蝶旋分配機母旋給料杭團含圖2爐前料倉+二級給料圖1活底料倉該套設備的主要工作原理為:分散在料倉中的燃料通過(guò)料倉底部的螺旋收集機收集后被輸送到螺旋輸送機的入口,再通過(guò)到螺旋輸送機進(jìn)入螺旋分配機按照合適的比例進(jìn)行分配,供給下一級設備一螺旋承載螺旋給料機后進(jìn)入爐膛。該套設備的出力是由螺旋收集機控制的螺旋收集機自身軸向旋轉的同時(shí),還圍繞料倉中心作勻速的圓周運動(dòng),兩種每爭每命爭H取料旋運動(dòng)的共同作用下散布在倉底的燃料不斷地向中心集中并被輸送到給料吸旋螺旋輸送機人口處。在該套設備中,燃料從料倉開(kāi)始經(jīng)過(guò)收集、輸送、分配、給料四個(gè)過(guò)程。在收集這個(gè)環(huán)節,其主要設備為螺旋收集機,由于需要同時(shí)做自身軸向旋轉和圍繞料倉中心圓周旋轉對設備的強度和耐磨有很高的要求需要特殊的材質(zhì);在分配這個(gè)環(huán)節螺旋分配機有一個(gè)進(jìn)料口和三個(gè)出料口,燃料分配的均勻性很難得到保證,特別是在燃料種類(lèi)變化時(shí)。這套方案前后采用了四種螺旋設備,系統復雜設備投資高,并且圖3承載、取料螺旋分開(kāi)設置實(shí)際運行時(shí)對燃料的適應范圍不廣。國外技術(shù)普遍采用活底料倉,但H中國煤化工CNMHG作者簡(jiǎn)介:王正峰(1983-),男,安徽安慶人,中國能源建設集團有限公司廣東省電力設計研究院0科技視界 Science& Technology VisionScience Technology Vision機與電子科技視界科技鳴有些生物質(zhì)電廠(chǎng)的取料(承載)螺旋分開(kāi)設置即上部為承載螺旋,的特點(diǎn)綜合考慮燃料在收集地至鍋爐的全套方案在大面積的農場(chǎng)下部為取料螺旋通過(guò)兩級螺旋的設置分別承擔承載和取料的任務(wù),里配備燃料打包設備打包成秸稈包運輸和儲存更加方便,詳見(jiàn)圖6。減輕設備負擔。這種方案主要用于料倉尺寸較大的情況料倉較高時(shí)燃料對螺旋的壓力大料倉橫向尺寸大則螺旋軸的長(cháng)度尺寸大剛度要求高例如目前世界單機容量最大的生物質(zhì)電廠(chǎng)一粵電湛江(2×50MW)生物質(zhì)電廠(chǎng),其爐前料倉就是采用的這種方案結構見(jiàn)圖3。4分料器+一級給料目前國內運行的爐前給料設備大部分都設置有料倉,實(shí)際運行時(shí)會(huì )出現堵料。近年來(lái),一些電廠(chǎng)開(kāi)始嘗試取消料倉,采用“分料器+級給料”的方案:從上料皮帶來(lái)的燃料進(jìn)入分料器分配后通過(guò)兩套懸圖6黃色秸稈的運輸和儲存臂螺旋輸送進(jìn)入鍋爐。相對于應用較多的“爐前料倉+二級給料”方案采用了分料器代替了料倉和第一級的取料(承載)螺旋,系統更加簡(jiǎn)套系統的爐前給料設備,就是自破碎機入口開(kāi)始到爐膛進(jìn)口,單減少了可能出現堵料的環(huán)節?！胺至掀?一級給料”的結構見(jiàn)圖4。包括破碎機、給料機防火門(mén)連接段等,與其它給料方案最大的不同上續來(lái)上莉皮來(lái)就是采用了爐前破碎機,兼顧解包用。由于垂直布置的爐前破碎機在高度方向上尺寸較大需要通過(guò)傾斜的皮帶將秸稈包提升到一定的高度,一方面需要較高的支撐結構,另一方面大高度設備在檢修維護上2分是也較為不便甚至可能出現安全事故。目前,在此基礎上出現了一些改進(jìn)的方案,主要改動(dòng)就是將垂直的破碎機改成水平布置,這樣這個(gè)爐前給料設備的高度就得到了有效的降低,節省了支撐結構的投資,并且方便檢修維護。改進(jìn)前后的爐前破碎機方案分別見(jiàn)圖7和圖8。但是,這套系統在國內生物質(zhì)電廠(chǎng)并沒(méi)有得到巴大規模地應用,這與國內與丹麥生物質(zhì)電廠(chǎng)燃料種類(lèi)復雜程度有關(guān)。丹麥的生物質(zhì)電廠(chǎng),單個(gè)電廠(chǎng)使用的燃料一般種類(lèi)比較單圖4分料器+一級給料一并且穩定,設計使用黃色秸稈的電廠(chǎng),就很少采設置料倉的主要目的,是利用料倉內存有一定量的燃料對整套給用灰色秸稈;而國內的生料系統起緩沖作用,其上游的上料皮帶的運行方式就更加靈活,可以物質(zhì)電廠(chǎng)一般都會(huì )同時(shí)考采用間斷給料的方式也可以短時(shí)間內停運檢修;并且生物質(zhì)燃料在慮黃色秸稈和灰色秸稈上料皮帶上經(jīng)常是成間斷的堆狀,很不均勻,通過(guò)料倉底部的螺旋取甚至兩種燃料混合人爐料控制鍋爐進(jìn)料量,與上料皮帶的給料速度不存在直接聯(lián)系,鍋爐進(jìn)這套系統并不適用灰色秸料量均為均勻。若取消料倉鍋爐進(jìn)料量與上料皮帶更加密切對上料稈,但黃色秸稈卻可以通皮帶的給料連續性和均勻性要求很高。過(guò)廠(chǎng)內外破碎合格后進(jìn)入目前,國內一些生物質(zhì)電廠(chǎng)開(kāi)始采用的“分料器+一級給料”的爐爐膛,甚至與灰色秸稈混前給料方案,但均尚未投運,運行效果有待觀(guān)察合后一起進(jìn)入,所以設置圖7改進(jìn)前的爐前破碎機方案5“打包上料+爐前破碎了一套對黃色和灰色秸稈都適用的爐前給料設備這套方案由龍基電力公司全套引進(jìn)丹麥BWE公司的技術(shù),其主即可實(shí)現使用不同種類(lèi)燃要特點(diǎn)就是采用了針對灰色秸稈和黃色秸稈不同上料系統的方案。料的目的,沒(méi)有必要再設針對灰色秸稈采用的也是“爐前料倉+二級給料"的方案置這套系統因此,這套只適用黃通過(guò)垂直布置的旋轉破碎機對秸稈包進(jìn)行解包和破碎后在經(jīng)過(guò)底部色秸稈的“打包上料+爐前的螺旋給料機將燃料送入爐膛。一部分已經(jīng)過(guò)破碎合格的燃料,可以破碎”方案,不太適合國內接進(jìn)入螺旋給料機進(jìn)口段,不需要經(jīng)過(guò)解包破碎的過(guò)程。黃色秸稈生物質(zhì)電廠(chǎng)燃料種類(lèi)復雜上料系統流程見(jiàn)圖5。的特點(diǎn),從節省設備投資和減少運行復雜性考慮,在國內沒(méi)有大規模應用破碎后的散料上料皮圖8改進(jìn)后的爐前破碎機方案6結論通過(guò)對國內目前幾種型式的爐前給料設備的研究和分析,其中爐前料倉+二級給料”方案具有相對成熟燃料適應性強、應用業(yè)績(jì)多旋轉破碎機的優(yōu)點(diǎn)建有優(yōu)先采用s上料皮帶參考文獻】]姜軍海宮俊亭生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)區總平面布置的探討門(mén)武漢大學(xué)學(xué)報:工學(xué)版200910):82-84秸稈包螺旋給料機[2]李廉明余春江柏繼松中國秸稈直燃發(fā)電技術(shù)現狀門(mén)化工進(jìn)展,20102984-90.圖5黃色秸稈上料系統中國煤化工t任編輯:王洪澤]這套系統在丹麥應用很多,其充分利用了黃色秸稈原料尺寸較長(cháng)CNMHGScience& Technology Vision科技視界|51