汽轮机 过热蒸汽 发电机 锅炉 过热器 炉膛 省煤器 水化学处理系统 补给水 凝汽器 冷 却 给水 高压加热器 给水泵 除氧器 低加热器 凝结水 循环水泵 图3 汽水系统 2.2.3 电气系统
生物质直接燃烧发电电气系统由发电机、变压器、高低压配电装
置等组成,见图4.
励磁系统 发电机 主变压器 输电线 厂用变压器 高压电气设备 厂用低压电气设备 图4 电气系统
上述生产系统除燃料和燃烧系统与一般火力发电厂略有不同,其
余汽水系统及电气系统均与一般火力发电厂相同。
3.改造工程技术方案
改造工程主要是对锅炉燃烧系统和燃料制备输送系统进行改造,
以适应生物质直接燃烧发电生产过程的要求。
3.1生物质直接燃烧发电燃烧系统由锅炉的燃烧部分、生物质加
工及传输系统和除灰、除尘、除渣等部份组成。 生物质直燃锅炉主要有炉排锅炉及循环流化床锅炉两种。
3.1.1 振动炉排锅炉
锅炉采用自然循环汽包锅炉,以小麦秸秆、棉花秸秆、玉米秸秆等生物质为燃料,采用振动炉排的燃烧方式,燃料在炉排上方呈悬浮
燃烧状态。
锅炉主要包括以下几个系统:空气预热系统、蒸汽系统、给料系统、炉膛和风烟系统、给水及蒸发系统,以及启动燃烧器、吹灰器、
除尘器、捞渣机、疏水和消防水系统。
锅炉正常运行时,燃料经过预处理和输送系统(独立系统)进入
到锅炉给料系统,给料系统根据炉膛负荷的要求自动将一定量的燃料
投入到炉膛内部。
空气由送风机送入空气预热系统加热,经过分配以一次炉排风、二次风各播料风的形式进入炉膛。燃料正是由播料风携带均匀分布到炉排之上,炉排周期性的振动,将炉排上的燃料翻滚助其燃烧,同时将燃烬的灰渣送到湿式捞渣机上,捞渣机将渣送入渣池处理。 燃烧后的高温烟气依次通过过热器、省煤器和烟气冷却器逐渐降温,再由旋风除尘器和布袋除尘器净化,最后由引风机送入烟囱排出。 由除氧器和高压加热器(机侧)来的锅炉给水,经给水母管调节阀进入高压空预器、省煤器,进入汽包。汽包、下降管和水冷壁构成自然循环系统,汽包内汽水分离,饱和蒸汽进入过热器,经过四级过热器
的加热成为满足要求的主蒸汽,被送入汽轮机系统。 为了防止炉膛和尾部烟道积灰,炉膛和尾部烟道都设置了吹灰器。其中炉膛为十一个短吹灰器,尾部烟道为十个长吹灰器。 锅炉起动时由启动燃烧器点火帮助燃料燃烧,当炉膛温度达到指定温度时认为炉膛燃烧已经稳定,才可以撤出燃烧器。燃烧器系统由
油枪、油泵和油箱组成。
消防水主要为了保证给料系统安全运行。在炉前筒仓内由于有较多燃料,为避免局部高温引发火灾配置了消防水。在给料机出口和给
料机出口挡板下方,由于比较靠近炉膛,可能温度较高,为了避免燃
料被点燃发生危险配置了消防水。
3.1.2 循环流化床锅炉
循环流化床锅炉技术是上世纪八十年代发展起来的一种新型高效洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉是有大量物料循环的流化床锅炉,其主要特点上有大量的物料被流化并循环燃烧。与常规燃烧方式
相比,循环流化床锅炉燃烧技术具有以下优点。
① 燃料适应性广。 ② 燃烧效率高。 ③ 高效脱硫、低NOX排放。 ④ 燃烧强度高,炉膛截面积小。
⑤ 燃烧稳定,负荷调节范围大,负荷调节快。 ⑥ 节约水资源,易于实现资源综合利用。
⑦ 投资与运行成本较低。
循环流化床燃烧技术是一种先进的燃烧技术,十分适用手秸秆等
生物质发电锅炉。
目前秸秆的流化床燃烧技术已经工业化,美国爱达荷能源产品公
司已生产出燃秸秆的生物质流化床锅炉,蒸汽出力为4.5-50t/h。芬兰的Forum工程有限公司对流化床燃烧生物质进行了长期的研究,专门针对高碱生物质燃料设计了多台鼓泡流化床锅炉。在国内,哈尔滨工业大学研制开发的流化床锅炉先后安装在泰国、马来西亚等地;浙江大学针对秸秆燃烧灰熔点低、易结渣等特点进行研究。不断发行循环流化床燃烧技术,通过采用特殊风分配及组织方式保证秸秆的流化燃烧和顺畅排渣,并优化受热面布置,降低碱金属的腐蚀,解决了一
系列的难题,目前已处于工业化推广阶段。
浙江大学和中节能(宿迁)生物质能发电有限公司在江苏宿迁联合实施了秸秆燃烧的工程示范项目。这是我国自主开发,完全拥有自主核心技术的示范项目,是我国同时也是世界上第一台以稻、麦秸秆为单一燃料的75t/h循环流化床锅炉。本项目设计燃料为麦秆各稻草,但实际运行中可能掺烧棉花秆、玉米秆、杨树技条等,通过精心的设计,该燃烧技术利用流态化低温动力燃烧的特点,最大程度抑制了高碱的秸秆在燃烧中的各种碱金属问题,同时利用高效的物料循环实现了高效的燃烬。得益于流态化燃烧的特性,锅炉对于入炉燃料的品种、水分含量、预处理程度的变化有很强的适应能力,可以最大程
度在适应我国生物质燃料供应的实际情况。
3.2 燃料的制备和输送系统
从国内外的经验来看,燃料的收集、存储和运输是生物质发电产业发展的瓶颈。我国的小农耕作模式、地理环境、道路交通现状使得