0、引言
生物質混燃技術在生物質能利用中具有重要地位．采用生物質與煤炭混和燃料，在減少煤炭消耗的同時，還能有效解決單純利用生物質顆粒燃料帶來的能量密度低、貯運不便、受季節(jié)影響等問題，選擇適合的生物質混燃技術，可以避免對原有的燃煤鍋爐進行大規(guī)模改造，不增加一次性投資的費用．因此，開展對現(xiàn)有燃煤鍋爐進行生物質與煤炭混合燃燒的試驗研究有重要的意義，富通新能源專業(yè)銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機、
秸稈顆粒機、秸稈壓塊機壓制的生物質顆粒燃料，生物質顆粒燃料如下圖所示：
1、混合燃料的燃燒特性分析
根據(jù)目前的實際情況調查，生物質混燃采用的燃燒裝置多數(shù)是未經(jīng)改造的燃煤鍋爐，燃煤鍋爐在設計時選擇的燃料是煤，沒有考慮采用混合燃料．生物質混合燃料的燃燒特性參數(shù)與煤有所不同，將生物質混合燃料直接投入燃煤鍋爐進行燃燒，會對鍋爐的燃燒工況產生影響，并且，由于生物質顆粒燃料中的氯化物對金屬的腐蝕作用，生物質顆粒燃料比例過高會損害鍋爐壽命．一般認為，小于20%的秸稈與煤的混合比，對煤的沉積特性影響不大，綜合考慮加入秸稈對燃燒工況的影響、秸稈對鍋爐的危害性、秸稈收集儲運能力等因素，試燃的蒸汽鍋爐決定采用1：20，1：15，l：10與1：5的秸稈與煤質量比的混合燃料進行試驗。
2、運行工況分析
2.1鍋爐設備主要設計參數(shù)
爐型：DZLlO -1.25 -AⅡ；額定蒸發(fā)量：10 t；額定工作壓力：1. 25 MPa；額定蒸汽溫度：220cC；額定給水溫度：200C；鍋爐熱效率：80%。
2.2試燃工況
本文以長春市某供熱企業(yè)10 t鍋爐為研究對象，進行8周煤與秸稈混燃試驗，為了便于各項參數(shù)作對比性研究，采用兩組相同型號的10 t蒸汽鍋爐，一組鍋爐采用煤單獨燃燒，另一組鍋爐采用混合燃料燃燒，秸稈與煤的質量比分別是1：20，1：15，1：10與1：5，獲得大量的混合燃燒與單純燃煤工況參數(shù)．當配比1：20與1：15時，節(jié)省燃煤量逐漸增加但不明顯；當配比為1：5時，煙氣含碳率明顯增加；混合比為1：10時，鍋爐運行工況最理想，既節(jié)約了煤炭又對燃燒工況影響不大，確定秸稈與煤l：10的混合比為最佳混合比。
2.3增加混合燃料的鍋爐工況試驗
混燃鍋爐采用的混合燃料是煤與秸稈摻混而成的，該供熱企業(yè)采用的煤是發(fā)熱值為5 000大卡Ⅱ類煙煤，而秸稈的發(fā)熱值僅為3 000大卡，由于混合燃料的發(fā)熱值低于煤的發(fā)熱值，所以混燃鍋爐在運行時爐膛溫度低于生產的要求，蒸汽的汽量與參數(shù)也略有降低．為了解決以上問題，增加了混合燃料，兩組燃燒不同燃料的鍋爐在燃料增加前后的工況對比列入表1。
由表1可知，在900，10：00時，燃燒混合燃料的燃燒室溫度比燃煤鍋爐燃燒室的溫度低200C - 30CC，過熱蒸汽流量混燃鍋爐要比燃煤鍋爐低It，過熱蒸汽壓力要低0.3 MPa，過熱蒸汽溫度要低30度，混燃鍋爐增加5 mm厚度的輸送燃料，爐膛的溫度升高到燃煤鍋爐相同的水平，蒸汽流量、溫度與壓力也與燃煤鍋爐基本相同．通過以上對比試驗可以得出，為了達到與燃煤鍋爐相同的工況，混燃鍋爐每天燃燒混合燃料的質量要比燃煤鍋爐要多0.8 t。
2.4 生物質混合燃料燃燒對鍋爐受熱面的影響
由于秸稈與煤的混合比例的不同，對鍋爐受熱面積灰結渣的影響也不相同．通過對鍋爐燃燒室爐壁溫度與除塵器的煙氣溫度進行記錄分析，以了解混合燃料燃燒時煙氣對鍋爐受熱面結渣積灰的影響．圖1與圖2分別記錄了鍋爐燃燒室爐壁溫度與除塵器的煙氣溫度隨時間變化情況。
通過圖1可以分析出，混燃鍋爐增加燃料后，混燃鍋爐的燃燒室壁溫與燃煤鍋爐的燃燒室壁溫大致相同．兩座鍋爐的溫度折線大致平行，說明燃燒室爐壁的熱阻沒有明顯的變化，燃燒室內結渣積灰現(xiàn)象并不明顯。
通過圖2可以分析出，燃煤鍋爐的除塵器后的溫度低于混燃鍋爐的除塵器后溫度，混燃鍋爐煙氣的溫度上升趨勢，而且隨著時間的推移愈加明顯，這是由于混燃鍋爐燃燒的秸稈灰分比煤要高，更易于附著鍋爐管壁，產生的熱阻大于煤灰產生的熱阻．管壁熱阻增大，導致熱交換效率降低．因此，即使采用1:10的混合比，混燃鍋爐運行一段時間后仍需進行清灰作業(yè)。
3、技術經(jīng)濟性分析
2010年冬季，該供熱企業(yè)每噸原煤的收購價格為600元（含運費），每噸秸稈的收購價格為100元，當?shù)毓I(yè)用電價格每度為0.9元，每噸蒸汽售價按250元每噸計算，通過5個周的燃燒試驗，獲得兩組鍋爐煤、電消耗以及產汽量等有關數(shù)據(jù)，表2列出了相關數(shù)據(jù)的日平均值。
由表2看出，混燃鍋爐標準煤耗比燃煤鍋爐0.8t，電量多308.8度，產氣量少2t，汽煤少0.07.混燃鍋爐的燃料費用比煤燃料費用低1 557元，耗電費用要高278元，產氣收入要高500元，通過綜合計算，10 t蒸汽鍋爐在生物質混燃的條件下每天的經(jīng)濟性收益比燃煤要高出l779.1元，一個采暖季（按179d計）可節(jié)約318 458.9元，如果該供熱公司所有的燃煤鍋爐均采用秸稈與煤l：10質量比的混合燃料燃燒，該公司每年消耗原煤20萬t，則每年可為公司節(jié)約80余萬元．通過以上計算可以得出，采用混合燃料可獲得顯著的經(jīng)濟收益。
4、結論
(1)通過2個月的試驗，煤與秸稈按1：10質量比摻混作為燃煤鍋爐的燃料，對于10 t的燃煤鍋爐在技術上與經(jīng)濟上是可行的；
(2)通過對鍋爐煙氣溫度的分析，生物質混合燃料在低秸稈含量（秸稈與煤質量比為1：10）條件下，鍋爐尾部受熱面產生的積灰比燃煤嚴重．因此，采用混合燃料的燃煤鍋爐在停爐檢修時，一定要同時進行清灰作業(yè)。
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