浅谈WNS系列生物质锅炉的设计与应用

浅谈WNS系列生物质锅炉的设计与应用

发表时间：2016-11-16T14:29:49.253Z 来源：《低碳地产》2016年6月第11期作者：刘才平白小龙[导读] 燃气（油）锅炉的运行成本过高，势必增加用户负担，既要解决工业锅炉面临的囧境，有要考虑用户运行成本，生物质锅炉孕育而生。

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【摘要】环境治理迫在眉睫，工业锅炉面临着严峻的挑战，而燃气（油）锅炉的运行成本过高，势必增加用户负担，既要解决工业锅炉面临的囧境，有要考虑用户运行成本，生物质锅炉孕育而生。生物质锅炉的炉型很多，对于DZL、SZl等系列锅炉，技术已较为成熟，但WNS系列锅炉在燃生物质的运用上，却存在着很多问题，本文分别从设计、安装、运行角度浅谈该系列锅炉。

【关键词】生物质；燃烧机；生物质锅炉；

前言

随着国家环境治理的力度加大，工业锅炉面临着巨大的挑战，在挑战与机遇面前，生物质锅炉迎来了前所未有的发展空间。目前，我国的生物质锅炉多数以生物质成型燃料为主，包括颗粒状、块状、实心棒状、空心棒状等。其中颗粒状和块状的生物质燃料在工业锅炉领域中应用较为广泛。以链条炉排，往复炉排为主的层燃生物质锅炉在几年前，便得到较为广泛的发展，并且在实际应用中不断的完善，诸如二、三次风的布置，送风的配比，容积热负荷取值等技术问题都趋于完善，以至于该类生物质锅炉无论是在设计还是改造中，均能得到广大制造公司及用户的青睐。

生物质燃料作为价格低廉的燃料种类，与天然气、油、相比，可大幅度降低用户的运行成本。WNS（）-Y（Q）系列锅炉，具有占地面积小，安装周期短等优点，一直深受用户喜欢。如此，既要保留该类锅炉的优点，又要兼顾运行成本，一种生物质颗粒燃烧机孕育而生，进而构成一种WNS系列的生物质锅炉。这种生物质锅炉虽然应用广泛，但无论在设计还是改造中，均存在很多问题，本文分别从设计、安装、运行角度系统分析该系列锅炉。

一、从设计角度分析

这种生物质燃烧机普遍应用在锅炉的设计与改造中，很多用户既想排除环保压力又想节约成本，这就导致很多燃煤锅炉直接改成生物质锅炉，但往往因缺乏理论数据支持，最终达不到预期效果。从以下几个方面，分析设计上应注意的问题。

1、燃料自身方面

生物质燃料的灰熔点很低，高温下常以融化(软化)状态的形式存在，此状态下的灰极易粘结在燃烧机内壁、喷火口处，形成结焦，最终影响设备的使用。原材料、地区、气候等差异，导致颗粒质量不一。很多商家过于追求利益，常在原材料中添加泥土、细沙等杂质，更加导致结焦的可能性。所以无论是用户还是制造厂家，都应选择品质较高的颗粒生产厂作为供应源及设计来源。

2、热力计算方面

生物质燃烧机，有水冷和风冷之分。风冷燃烧机，冷却风进入炉膛参与燃烧，普遍应用于小于1T或者更小的锅炉上，应用范围相对狭小；水冷的冷却效果好，普遍应用在这种生物质颗粒燃烧机上。然而从热力计算角度讲，该种燃烧机的循环冷却水去向却成为问题。很多设计或改造方案当中，冷却水带走的热量并没有并入锅炉系统中，冷却水采用单独的管路系统，而这样的连接方式，冷却水携带的热量应作为损失而存在，可将其折算成损失并入锅炉的散热损失当中，但很多设计中却没有考虑到此点，因此设计效率往往与实际运行效率并不一致，即设计效率偏高。另一种设计方案，将这部分循环冷却水引入到保温水箱，与冷水混合后，进入锅炉给水系统，但这样的设计方案会增加用户一次投资，如，增加管路、循环泵、水箱等。

3、结构设计方面 3.1锅炉结构

对于WNS系列生物质锅炉，炉胆直径和长度必须根据燃烧机的火焰直径和火焰长度而定，如果炉胆过长，未燃尽颗粒物会堆积在炉胆的中后部，日积月累会造成锅炉赌赛。炉膛容积对于生物质锅炉来说十分重要，因为生物质燃料中含有大量的挥发份。锅炉对流受热面采用φ57螺纹烟管，设计时，要选取适合烟速，从多台产品的运行来看，不存在烟管赌赛的情况。这类生物质锅炉，回燃室部分的积灰是较为严重的，所以在结构设计上必须考虑此点，对于湿背式锅炉，应在回燃室最低处加设清灰管，此处的锅壳筒体、回燃室筒体及清灰管自身需进行补强计算，另外清灰管不能伸出筒体太长，设计时应考虑过烧问题；对于干背式锅炉，可在尾部加设水冷管构成水冷回燃室，此结构不仅便于设置清灰管还可解决烟气转向室易烧损状况；

总的来说，锅炉结构和WNS（）-Y（Q）构造相似，考虑炉膛容积热负荷、烟管烟速、回燃室积灰等几个主要问题即可满足设计要求。

3.2燃烧机结构

市面上的生物质燃烧机属于常压产品，不受相关部门监控，造成产品质量参差不齐。通过对已用燃烧机的调查，发现炉膛（火口）结焦问题十分严重。结焦的主要原因，一是燃料自身问题，原材料本身特性或原料中掺杂过多杂质，所以应慎重选择颗粒供应商；二是燃烧机结构不合理，如，炉内温度水平、炉排面积、送风布置等等，都会引起结焦问题，所以只有合理设计的燃烧机才能满足运行，不能想当然的改造。

某厂15T燃烧机运行24小时，在燃烧机炉膛壁面、部分炉排面，发生严重的结焦问题，经多次调试，最终找到问题所在，那就是炉排下送风问题。本设备炉排直径达到1.6米，送料口在炉排上方1米位置而炉排下方的进风口正好在送料口的正下方，炉排下空间也并没有任何配风设备。这样的结构致使送风口正上方和送料口正下方处形成燃料堆积，导致不能形成良好的燃烧工况，进而发生严重的结焦问题。针对问题，在炉排下方增设了可调整挡风装置，使布风均匀分布到炉排下方，经调试，该台设备达到了良好的运行效果。

二、从安装、运行角度分析

常规WNS（）-Y（Q)系列锅炉不需要引风设备，也不需要除尘设备。而为了达到环保要求，WNS系列生物质锅炉尾部应配备良好的除尘设备，如布袋除尘。因烟风阻力较大，还需要增加引风设备。在实际运行中，引风机调整不当，常会发生将未燃尽粒子引入到尾部除尘设备当中，对于布袋除尘器这是致命的，因为这样会导致布袋着火的重大事故。如采用布袋除尘设备，则一定控制好布袋进口烟气温度，不宜大于165℃。