生物质燃料干燥和燃烧特性研究

发布时间：2020-06-28 15:56

【摘要】：随着化石能源的日益枯竭以及焚烧化石燃料引发一系列环境问题,可再生能源日益受到关注,其中生物质能以其清洁性与C02零排放性备受亲睐。生物质发电是利用农业、林业和工业废弃物、城市垃圾等为原料,采取直接燃烧或气化的发电方式。 生物质电厂燃料水分含量变化范围宽,收获季节农作物秸秆的初含水量通常在30%以上,长时间储存非常容易引起秸秆变质。生物质炉排炉直燃技术由于其良好的燃料适应性及不需要对燃料进行预处理而受到普遍关注。尽管炉排炉在国内已经运行和调试多年,但炉排炉仍然存在飞灰含碳量高、燃烧效率低、污染物排放高等问题,且生物质所含元素类型与特性,焚烧时极易引起燃烧系统的积灰、腐蚀等问题。因此深入了解生物质锅炉的干燥和燃烧特性具有重要意义。 针对生物质电厂燃料的特性,以玉米秆和稻壳为原料,研究干燥温度、原料初始水分含量和料层厚度耦合作用下的干燥特性,绘制干燥曲线,获得不同生物质原料的最佳干燥温度区间；以玉米秆为原料,研究了干燥条件对与料层厚度耦合作用下的干燥特性；以玉米秆、高粱秆和稻壳为原料,研究了料层厚度、干燥条件与空气湿度多因素作用下的干燥特性；在空气氛围下以玉米秆为原料开展了多因素作用下的干燥脱挥发分实验,综合考察温度、燃料初始水分含量及料层厚度对其干燥脱挥发分的影响。在此基础上提出一种新型蓄热式干燥方案,为生物质直燃锅炉的设计及优化提供必要的基础数据。 鉴于目前我国锅炉炉内除尘设备的种种缺陷,在深入了解48t/h生物质锅炉存在问题的基础上,提出一种新型的炉内预除尘设备,利用惯性分离原理进行大粒径颗粒的分离,此设备布置在烟道转向处,由三组竖直与倾斜导流挡板组成,不仅可以进行炉内预除尘,且能矫正竖直烟道的气流走向,使得生物质直燃炉严重的气流偏斜得到了很好的缓解。另外,提出双炉排改造方案,通过改变一次风、二次风、点火风的配比,改变前后墙二次风量比,采取双炉排燃烧方式,以使生物质在炉内能够充分燃烧,提高生物质在炉内停留时间,确保生物质燃料燃尽,提高生物质锅炉燃烧效率。通过开展数值模拟、冷态实验和热态实验,获得燃烧特性参数,验证改造方案的可行性,并为生物质电站锅炉的运行提供参考数据。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK6

【参考文献】

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本文编号：2733199