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生物质颗粒燃料燃烧锅炉发展探究

热度0票  浏览1次 时间:2021年9月02日 10:44
(山东省特种设备检验研究院有限公司,山东 济南 250100)摘. . 要:在资源能源面临枯竭,生态环境污染加剧的背景下,如果实现安全绿色生产,成为了我国急需解决的问题之一。生物质颗粒燃料,其具有着存储量多,污染物排放较少等特点,符合这一生产需求。因此就可以将其广泛的应用在实际生产中,并加大对燃烧锅炉的研究,真正的实现安全与清洁生产。
关键词:生物质;颗粒燃料;燃烧锅炉;发展
现阶段,我国生物质颗粒燃料燃烧锅炉的发展还存在着一些问题,如锅炉性能较低、自动化程度低、灰尘积淀较多、腐蚀现象严重等,不仅导致燃料燃烧不够充分,还造成了大量的环境污染。那么在今后的发展中,就要针对这些问题,展开详细深入的分析,然后提出切实可行的解决策略,以加快其发展与应用步伐。
1??生物质颗粒燃料燃烧锅炉的发展背景
在步入二十一世纪后,随着全球经济的高速发展,能源的消耗量也在急剧增加。其中很多能源,都属于不可再生资源,过度使用后会阻碍社会经济的可持续发展,还会对生态环境带来严重的污染与破坏。比如煤炭、石油等资源,在生产中会破坏周边的生态环境,还会排放大量的一氧化碳、二氧化硫等气体,造成温室效应,引发各种自然灾害
[1] 。因此就要将发展重心放在能源的绿色生产与可持续发展,以及生态环境的保护方面,才能实现社会经济的可持续发展。再加上我国是一个人口大国,对于煤炭、石油等资源消耗量十分大,如果不加以控制,就会造成严重的不良影响。
而生物质颗粒燃料燃烧锅炉,其燃料为植物在光合作用中,生成的氧气与碳水化合物,这种能源存储在植物体内,属于一种可再生、绿色环保资源。其具有着以下优点:第一,该能源存储在植物体内,因此覆盖范围较广,存储量较多;第二,在植物光合作用时,不仅能够吸收大量的二氧化碳,还会生成氧气。因此整个过程十分安全环保,不会对生态环境造成污染;第三,在燃烧过程中,可以将硫化物、氮化物等排放量降到最低,几乎实现二氧化碳的零排放,具有着环保的特点;第四,植物具有着可再生的特点,因此该能源也具有着可再生的优点,有利于社会经济的可持续发展。
2??生物质颗粒燃料燃烧锅炉发展现状
国外在生物质颗粒燃料燃烧锅炉的研究与应用中,起步较早,相关资料较多,技术相对成熟。而我国的起步较晚,发展缓慢,与国外还存在着很大的差距,具体表现在:
2.1 锅炉性能较低
由于生物质颗粒燃料,是在植物体内提取的,因此其含水量较高,热量较低。燃烧过程中会产生大量的烟气,热损较为严重。而我国现阶段应用的燃烧锅炉,还停留在传统阶段,只适应于煤炭等资源的燃烧,无法满足生物质颗粒燃料的需求。该类型锅炉的性能较低,在实际燃烧中,会导致热损增加,生产效率低下 [2] 。此外,生物质颗粒燃料还具有着挥发快的特点,而传统的燃烧锅炉,无法为其提供充足的空气补给,就会无法满足燃料的快速燃烧步伐,致使燃料应用不够充足,浪费现象严重。
2.2自动化程度低
不同的生物质颗粒燃料,其特性存在着很大的差异,对于锅炉的要求也不同。比如甘蔗渣、树枝,与木屑、木粉等燃烧特性就不同,在锅炉设计中就要做到具体问题具体分析。然而我国的燃烧锅炉研究历程较短,实用性还有待提升 [3] 。尤其是自动化程度低下,就加剧了资源的浪费,导致生产效率低下,污染现象严重。主要是因为现阶段,很多生物质颗粒燃料设备的进料系统,大多为人工或者半自动化,在进料中会增加挥发量以及空气消耗量,炉膛内的温度就会降低,因此会出现燃烧不充分的现象。再加上这种燃烧锅炉,需要大量的生产与维护成本,很多企业都不愿大力推广与应用,一定程度上阻碍了生物质颗粒燃料的推广。此外,这种燃烧设备的通风方式,还停留在自然通风层面,其污染物的排放就会增加,燃烧效率也会随之降低。
2.3 灰尘积淀较多
燃烧锅炉的性能结构,将直接影响着燃烧率与污染率。现阶段我国的生物质颗粒燃料提取技术还不够成熟,很多燃料中都含有大量的硅、氯元素,在燃烧中会释放大量的污染物。尤其是结渣严重的秸秆类燃料,不仅含有大量的污染物,且灰尘积淀率也非常高,需要炉膛内的温度在 750℃以上,才能有效利用。而现阶段的锅炉制造技术也相对低下,无法满足与适应所有生物质颗粒燃料的生产需求。对于这种结渣严重的燃料,随着灰尘积淀的不断增多,就会阻碍空气流通,导致燃烧不够充分。且灰尘中含有大量的氯化物、硅化物,在日积月累中会形成污垢,难以完全清除,为后续生产带来了很大的危害。比如锅炉的热性能降低,随时会发生破裂与爆炸等安全事故。
2.4 腐蚀现象严重
锅炉的腐蚀现象严重,也是现阶段存在的问题之一。其不仅会导致生产效率低下,还会缩短锅炉设备的使用寿命。主要是因为大多数生物质颗粒燃料,都含有大量的碱金属与氯元素,在燃烧过程中,会发生一系列的物化反应,进而生成氯化物。而这些氯化物大多数都将沉积在锅炉的换热器中,在高温下会加剧锅炉的腐蚀现象。随着长期的金属腐蚀,锅炉的导热性自然降低,损耗程度也在不断加剧,腐蚀现象逐渐严重。严重时,将会导致锅炉的金属表面失去传热性能,增加了锅炉损坏的几率。无论是供暖应用,还是发电应用,都会带来较大的人员财产损失,影响生产效率以及推广应用。
3??生物质颗粒燃料燃烧锅炉发展方向
从上述分析中可以看出,我国生物质颗粒燃料燃烧锅炉的发展,还存在着很多问题,严重阻碍了该技术的推广与应用。那么在今后的发展中,就要针对这些问题,展开详细深入的分析,在实践中积累经验,摸索研究方法与策略,为其发展指明方向。其未来发展方向主要表现在以下几个方面:第一,加大对生物质颗粒燃料提取技术的研究,以防止燃料结渣,降低各种氯、硅、碱元素的含量。然后针对不同的燃料特性,研发出相适应的燃烧锅炉,以保障空气补给量充足,减少各种资源的浪费现象。第二,加大自动化设备的研究力度,实现进料方式的自动化。这样就可以降低生产与维护成本,加大推广与应用力度,广泛的应用在各个行业的生产中。除了进料方式的自动化,还要注重进气方式的优化,提高进气温度,减少燃料在炉膛内的排烟率与热损率,实现燃料的充分燃烧。第三,定期展开燃烧设备的清理、维护、检修,降低安全事故的发生率,降低灰尘积淀带来的腐蚀、结垢等危害,延长设备的使用寿命。第四,加大现代化信息技术的运用,如物联网技术、大数据技术、云计算技术等,对整个燃烧锅炉的内部情况进行实时监控。及时找出问题,分析原因,提出切实可行的解决策略。并且密切监控整个燃烧过程,运用合理的生产技术,对各种燃烧参数进行适当的调控。最终提高生存率,降低污染物的排放,实现广泛推广与应用。第五,在国内自主研究的背景下,还要积极借鉴国外优秀与成熟的理论依据、经验方法、技术等,然后结合我国的实际情况,作出相应的创新与优化,以满足各种生物质颗粒燃料的燃烧需求。
4??结语
综上所述,本文针对生物质颗粒燃料燃烧锅炉的发展背景、现状以及方向,展开了详细深入的分析,希望为后续的实际工作,提供坚实可靠的依据。那么在今后的发展中,就要从燃料的提取技术、设备的自动化程度、信息技术的应用、定期检修与维护等方面,从全局、长远的角度出发,做到具体问题具体分析,才能加大该能源的广泛推广与应用。
参考文献:
[1]杜军堂 , 李云 . 燃煤锅炉改燃成型生物质燃料的案例分析 [J].
工业锅炉 ,2020(06):49-52.
[2]方增溪 . 生物质颗粒燃料燃烧锅炉发展综述 [J]. 农业开发与装备 ,2019(10):64-65.
[3]赵君 . 生物质颗粒燃烧机及热水锅炉采暖技术研究 [J]. 科技经济导刊 ,2019(30):110-111.



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