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响水生物质颗粒资讯NEWS

响水生物质颗粒燃料锅炉取代燃煤工业锅炉的 节能性分析

来源: 发布时间:2019-06-08 5050 次浏览

  摘要:能源紧缺已经是全球共同关注的 世界性问题,在各个行业都在进行能源节约相关的 改造工作。生物质颗粒是在常温条件下利用压辊和环模对粉碎后的生物质秸秆、林业废弃物等原料进行冷态致密成型加工。锅炉是一个高耗能的 设备,人们一直在寻找着能替代传统燃煤锅炉的 新型技术。生物质能是一种新型清洁能源,可以再生循环利用,在使用的 过程中也很环保。在当前实行节能减排的 大环境下,生物质能锅炉的 使用,可以有效地减少工业生产过程中的 温室气体排放,减轻环境污染,促进能源结构的 优化。
  1引言
  随着社会和经济(Economy)的 发展,世界对于能源的 需求不断增加,但是自然资源却是在日益枯竭。同时由于能源消耗带来的 环境问题也越来越受人们的 重视,能源与环境的 矛盾愈发成为全球关注的 中心,也是经济发展和社会进步必须解决的 问题。为了做到能源与环境的 平衡与和谐,人们正不断研制脱离于自然资源的 新能源。
  我国是一个煤炭使用大国,不管是日常生活还是工业生产,煤炭都是传统的 主要能源来源,其中工业锅炉更是耗煤大户。燃煤工业锅炉由于其热效率较低,排放污染严重,正受各地政府限制使用,转而大力倡导清洁能源的 使用和推广。生物质燃料与煤炭相比,具有资源储备丰富、可以循环再生以及相对清洁、廉价高效等优势。因此,用燃生物质燃料取代燃煤工业锅炉已然成为深受社会(society)接受、企业欢迎的 过渡性解决方案。
  2生物(Organism)质能在锅炉中使用的 优势
  煤、石油、天然气是目前大量使用的 能源,生物质能是这三种之外的 第四大能源,三大资源都是可以探明储量,短期不可再生的 能源,而生物质能蕴藏在植物和微生物等可以生长出来的 有机物中,这是一种可再生的 清洁能源,既可以循环的 使用,且在使用的 过程中基本符合环保的 要求。生物质能源颗粒若使用添加剂,则应为农林产物,并且应标明使用的种类和数量。欧盟标准对生物质颗粒的热值没有提出具体的数值,但要求销售商应予以标注。瑞典标准要求生物质颗粒的热值一般应在16.9 兆焦上。生物质能的 来源非常丰富,在人们的 生产活动过程中会产生大量诸如秸秆、屑末等废弃物,这些都可以作为生物质能的 来源。从另外角度上看,生物质能的 利用在很大的 程度上保护了环境(environment),减少了大气的 污染,同时缓解了能源紧张的 局面。
  3生物质能源颗粒分析
  生物质能源颗粒,即生物质固体成型燃料技术,是在特定的 温度和压力下,将秸秆之类的 生物质能源来源压缩成颗粒状等成型燃料,这种压缩技术可以将原有的 生物质体积极大的 缩小。生物质颗粒是在常温条件下利用压辊和环模对粉碎后的生物质秸秆、林业废弃物等原料进行冷态致密成型加工。因为生物质燃料主要是由植物的 杆叶等组成的 ,这些东西一般体积比较大,密度却很小,如果直接使用,不管是运输还是存储都会带来不必要的 资源浪费,因此对于生物质的 压缩成型就成为必要的 工序。生物质的 燃烧值约为标准煤的 百分之五十五,为燃油的 百分之四十,在很大的 程度上改善了燃料的 燃烧性能,提高了燃料的 利用效率,这一系列的 优点,使得生物质固体成型成为生物质能发展的 方向。
  生物质燃料在燃烧后只剩下水和二氧化碳,对环境几乎没有影响,再加上其可再生性,生物质能具有广阔的 发展前景,对于生物质能的 合理开发利用,是解决我国能源紧张和环境污染问题的 有效途径。生物质的 化学成分很复杂,主要由高分子有机化合物组成,且生物质的 燃烧指标(target aim)和标准煤的 成分差不多,但是固定碳的 含量低,含氢量高,这样的 组成成分使得生物质可以很好的 燃烧。生物质中有低分子的 碳氢化合物,是由燃料中的 碳和氢结合而成的 ,因此生物质在达到一定的 温度后就会分解并且挥发,容易着火。在作为燃料使用时,生物质容易被引燃,在燃烧的 过程(process)中二氧化碳和二氧化硫的 排放量很少,极大的 减少了锅炉使用对于空气的 污染[1]。
  4生物(Organism)质燃料在工业锅炉中的 应用
  以生物质颗粒燃料为燃料的 锅炉,其形式主要有两种,流化床锅炉和层燃锅炉。流化床锅炉的 受热面容易磨损,且有着较高的 运行成本,而层燃锅炉没有这样的 问题,层燃锅炉的 结构比较简单,操作简洁方便,安装的 成本和运行维护的 费用较低,在很多的 小企业中层燃锅炉得到广泛(extensive)的 应用。随着人们环保意识的 提高,对于燃煤工业锅炉的 生物质改造已经在很多企业开展,生物质在燃料中的 利用潜力很大[4]。
  以生物质颗粒燃料为燃料的 层燃工业锅炉中,生物质颗粒燃料具有很大的 挥发性,在锅炉中的 温度达到其挥发应有的 温度时,燃料能够在有风的 情况(Condition)下迅速燃烧,锅炉的 负荷可以通过给料量来调整,燃烧产生的 烟气可以在对流烟道中进行换热,在有除尘器进行必要的 净化处理,最后排出,整个燃烧和供热的 过程就此完成。锅炉上装配有全自动的 吹灰装置(device),会定时清扫炉膛和烟管,避免锅炉中大量烟灰的 出现,从而保障锅炉的 安全高效运行。通过PLC控制系统(system),可以实现锅炉的 全自动操作运行。
  炉排层状燃烧是生物质颗粒燃料层燃锅炉(Boilers)最常采用的 燃烧方式,这种方式中,炉排的 面积很大,其运行的 速度可以根据需要进行必要的 调整,且在炉膛内有足够的 悬浮空间,能够有效地延长燃烧物质在炉膛内的 停留时间,使燃料的 燃烧更加的 充分[2]。生物质燃烧颗粒在给料系统(system)中首先要进入炉排的 预热区,因此在进入主排炉前,燃料的 温度已经很接近其燃点,引燃的 位置得到了提前。在配风的 工作(job)影响下,燃料经过燃烧的 整个过程(process),最后经螺旋冷渣机排出炉外[3]。
  5燃生物质(material)锅炉的 热效率分析
  选择蒸发量与蒸汽(steam)压力一致的 燃生物质锅炉和燃煤锅炉作为实验的 标本,蒸汽量都为4吨,两者的 额定蒸汽压(vapor pressure)力都为1.25MPa,将两者都放在蒸汽压力为0.8MPa的 状态下进行能效对比。
  首先列出锅炉(Boilers)正平衡热效率公式:
  6结语
  从热效率计算结果可以看到,燃生物质(Biomass)锅炉比传统燃煤锅炉的 热效率要高,更符合工业锅炉节能降耗的 发展要求。燃煤工业锅炉消耗了我国大量的 煤炭,也是环境恶化的 重要污染源。尽可能的 开发使用清洁能源是实现节能减排任务的 主要手段,生物质燃料的 特质正符合了目前工业锅炉改造的 要求,是解决目前能源危机和环境污染的 重要手段。
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