SZW型燃秸杆颗粒往复炉排热水锅炉设计说明.docx

燃秸杆颗粒等生物质燃料往复炉排热水锅炉设计说明 编制: 毕耀柏 校对: 刘惠娟 审核: 戈 军长春吉达环保锅炉制造有限公司一、 概述长春吉达环保锅炉制造有限公司是于2007成立的具有B级锅炉制造资质的环保锅炉制造企业我公司的服务宗旨是适应国内外环保政策以开发环保、高效、节能的锅炉产品为主导根据国家总体环保政策导向，我们积极开发了燃用生物质燃料的系列锅炉产品，为社会提供节能高效的环保产品下面详细介绍我公司的这一方面产品我们所说的生物质燃料是指：木质燃料，包括废弃木材、木材工厂加工的各种废料，如废单板，木屑、锯末、砂光粉等草本植物燃料，如各种秸杆成品（加工成一定尺寸）稻壳等粮食加工后的皮壳泥碳以及劣质褐煤此外还有糠醛渣、柑蔗渣等我公司目前主要生产40吨以下的这些产品的热水与蒸汽锅炉，如果用户有特殊要求我们可以为您特殊进行设计制造满足您使用要求的产品下面介绍该系列产品主要特点和结构二、 产品结构与设计特点：1） 以燃用秸杆及碎木屑等生物质燃料的锅炉我们主要有以下几种：第一种：只燃用秸杆颗粒的产品，对于6吨以上的锅炉采用国内普遍采用并深受欢迎的长短锅筒纵向布置、上下两体组装型锅炉型式。

而对于6吨以下的锅炉则采用单锅筒纵向布置，同时采用最新的低应力管板、螺纹烟管和八字烟道的技术、锅炉也采用上下两体组装而成或者是双锅筒横置式水管锅炉同时、针对对于秸杆和碎木屑及泥煤等燃料的特点相应配以链条炉排或往复炉排我们知道、这些生物质燃料有一个共同特点就是，低含碳量，低热值，高挥发份、低灰分，高水份在此以前也有很多厂家和设计人员生产过燃烧这些燃料的锅炉但效果并不好我们企业就是从这些特点入手、认真分析，进行了大量的调查研究，开发出了具有我厂特色的燃生物质燃料系列锅炉对于燃秸杆颗粒锅炉，10吨以上我们配用了瓦房店生产的小鳞片式链条炉排，10吨以下我们配用往复炉排或固定炉排针对生物质燃料的特点，我们采用相对于燃煤锅炉炉排宽度宽很多、同时炉排面积加大20%的设计原则这样才能解决低热值燃料的锅炉出力问题，因为对于低热值燃料来说进入炉内燃料的多少就决定了它带来给锅炉多少热量，否则再好的锅炉也达不到出力例如：SZW4.2型锅炉我们设计的炉排宽度为2.2米，炉排长度为5米、炉排面积为11平方米，而4.2MW燃煤锅炉炉排宽仅为1.6米、长度只有4~4.5米、炉排面积只有6.4~7.2平方米这就是说我们设计的燃秸杆颗粒的6吨锅炉炉排面积比燃煤锅炉的8吨炉还要大一些，同时我们设计的锅炉受热面积也相当于8吨锅炉，燃煤6吨炉对流受热面积只有120~130平方米左右，而我们设计的6吨燃秸杆颗粒锅炉对流面积为165平方米。

与此同时为适应高挥发份燃料的燃烧炉膛空间也要加大，我们设计的6吨燃秸杆颗粒锅炉锅炉高度要比燃煤锅炉高出半米同样SZW7型锅炉炉排宽度为2.6米，炉排长度达5.5米、炉排面积为14.8平方米，而燃煤的10吨锅炉炉排宽仅为2.1米，炉排面积只有12平方米，我们设计的10吨燃秸杆颗粒锅炉对流面积为265平方米，而燃煤10吨锅炉对流面积仅为204平方米就是说我们设计的10吨燃秸杆颗粒锅炉相当于12吨燃煤锅炉其实这只是问题的一个方面，另一个非常重要的问题就是解决高挥发份燃烧问题生物质燃料以及泥煤等燃料重要特点就是固定碳含量很低，尽管加大了炉排面积、它只是解决了锅炉整体燃料供给问题、而进入炉内的燃料由于挥发份很高，它不能在炉膛充分燃烧，大量热量被引风机携带出炉膛，在炉膛以后的各对流段内，由于温度降低以及缺氧等因素造成了挥发份不能在锅炉内完全燃烧，从而被带出锅炉，造成直接热量损失而在炉膛内部，由于这大部分的热量丢失，因而炉温下降，导致本应该完全燃烧的固定碳部分也不能充分燃烧所以就造成了恶性循环使锅炉燃烧不良，这一结果从外观看就是燃生物质的锅炉由于设计不当而使锅炉烟囱冒黑烟、恰恰造成环保指标的不合格经过对以上生物燃料本质性的分析后我们设计了独特的炉膛结构，彻底解决了上述问题，此前，文中作者已将此设计结构申报了国家发明专利，有兴趣的同行可以上网查阅细节。

下面就这一结构作出介绍为了充分燃烬挥发份部分一个要点是将挥发份留在炉膛内为此我们设计了封闭的炉膛结构，为保证固定碳充分燃烧依然保留了锅炉的前后拱部分，与此同时在炉排上方设计了与锅炉容量匹配的环状出烟口，从而保证了炉膛的高温但炉膛高温是由于燃料充分燃烧而释放出来的所以我们在环状出烟口内设计了环形切向旋转二次风装置，第一它能将挥发份阻隔在炉膛内、第二它能与挥发份部分充分混合使挥发份在炉内就燃烧掉从而热量释放于炉膛内、这部分热量提高了炉温、反过来促进了炉排上固定碳的燃烬这样一来，燃料就完全燃烧，炉温大幅度提高，使后部对流和辐射换热的温压大幅度提高，锅炉效率就有了充分保证上述设计理念业已在笔者设计的锅炉上得以验证、说明其是正确的2005年吉林大学的一个科研机构正在进行秸杆颗粒的产品推广，他们原来与大连一家锅炉企业合作但生产的都是小型民用茶炉，无法推广于大锅炉，而 这个项目是他们在农业部申报的推广项目，不能只局限于民用茶炉、否则就没有太大意义这样一来他们就找到了笔者所在的锅炉制造企业为其设计一台具有工业规模的真正的燃秸杆颗粒锅炉笔者有幸担任了这一产品的方案设计及结构具体设计其型号为：SHW2-0.7-T。

之后又为他们设计了SHW0.7-0.7/95/70-T型锅炉,产品运行良好认证了笔者设计思想的正确2007年，笔者有幸又一次对这种设计方案进行了验证黑龙江省黑河地区盛产一种泥煤（就是我们所说的草碳土，产量大，但当地人都不用它、它热值低、挥发份高、价格一吨只有100元左右大家不用它是因为就是在适应性最好的手烧锅炉上也无法正常燃烧，运行一段后锅炉不但没烧起来反而自行熄灭黑龙江省一些有名的锅炉厂做了许多尝试也没有成功所以当地只好从远在千里之外的七台河市进煤我们的用户黑河商贸大厦希望能够在当地购进这种煤再掺一部分好煤给锅炉使用以降低运行成本，笔者在充分分析了这种燃料特点后提出为其设计不同普通燃煤锅炉这种方案用户也同意我们的看法，我们为其设计了型号为：SHW2-0.7-T一台、SHW2.8-0.7/95/70-T二台，在当年7月份就安装调试完毕投入运行，运行证明无需投入好煤就达到设计要求既完全可以燃用当地煤种，不需要添加其它燃料，这在当地是历史上的头一次 许多其他厂家锅炉运行人员纷纷前去参观考察，今年该地有几家单位订购了这样的锅炉、因为他们从中看到了经济效益尽管我们的产品成本要比普通燃煤锅炉高40%左右，但用户很快就能从运行成本节省回来、同时环保指标也符合国家要求、故当地环保部门带头推广这种产品。

我们同时也考察了国内外大型燃用秸杆制品的锅炉、尽管在结构已经有很大区别但基本设计原则与我们并不矛盾例如在德国、丹麦、及国内一些厂家均把二次风设计作为非常关键的项目来看待，尽管其炉型非常高大，但二次风布局的好坏是秸杆类产品燃烧良好与否的关键此外，还应关注一个问题是秸杆颗粒在燃烧后其灰熔点较低容易结渣，使燃料不易下行并导致炉排损坏所以我们在设计4.2MW与7MW锅炉时炉排采用了8度的倾斜角，并且在高温区使用耐热材料制作的炉排片同时为加强炉排破渣能力在炉排中我们使用了大块炉排片，上述办法解决了炉排寿命的问题，另外由于长春当地的铸件质量不是很好，为提高锅炉炉排使用寿命，我们炉排在瓦房店永宁机械厂制作此外我们设计的4.2MW与7MW 锅炉为用户考虑了燃用双燃料的可能，就是说，如果秸杆颗粒燃料不足时，可以以燃煤替代并且本炉对于燃用3500~4500Kcal/Kg左右的劣质煤效果极佳因为本锅炉设计的出发点就是既能燃秸杆颗粒等生物质燃料，也可以燃用像褐煤及一类烟煤等劣质燃料这符合当地煤碳供应的现实，也符合生物质燃料有可能出现短缺的情况但在燃煤时要关闭二次风同时不要燃用4500Kcal/Kg以上的优质烟煤。

我们设计的4.2MW及7MW热水锅炉均采用强制循环方式以保证锅炉运行的安全这里我就强制循环问题说明一下我们与别人的区别当前强制循环很流行，但并不是采用了强制循环产品就不发生问题，固然用户管理存在一定问题、如不定期排污和清污，不上水处理装置有的就是上了也无化验人员检测与管理，但锅炉厂家设计也存在问题：如炉膛高温区设计下行回路且流速很低，下行回路入口处无排气装置，设计水盒截面过小，流动阻力大，运行时还可以，但停炉后炉膛受热面管子容易造成缺水因为在停炉后的很长一段时间内炉内温度是很高的，受热面仍在吸收热量，所以保证停炉后高温受热面有水补充很重要，这样锅炉才会安全运行，很多设计者恰恰忽略了这一点才使强制循环锅炉运行也不安全我们设计的锅炉就克服了这一缺点，运行时锅炉整体为强制循环并且为低流阻运行，即普通的水泵就可以满足要求而无须增加电耗，停炉时低温段与炉膛高温段是连接在一起的、由低温处向高温处自行供水且水量足以保证高温段吸热的需要，属于自然循环，所以保证了锅炉的安全运行2） 燃用碎木块（如废单板、树皮等）与粉状燃料（如砂光粉、锯末等）混合燃烧锅炉笔者很早以前就开始从事这方面研究与实践如今已在这方面积累大量的经验。

我们的产品主要分为两类一类是采用往复炉排或链条炉排（视用户燃料具体情况而定，这种方案同时兼顾在生物质燃料不足时同时可以用煤补充）与悬浮燃烧室相结合，炉排部分以燃用小型或经过切削后的块状燃料为主、以燃煤为替代燃料为辅悬浮燃烧室只进行粉状燃料燃烧、采用的是鼓风喷入与二次风结合的运行方式，这两处均可以单独运行也可以一起运行，在炉排部分不运行时只要在其上铺上200毫米后的炉渣即可另一类是固定炉排与悬浮燃烧室结合的形式锅炉可以燃烧各种规格块状生物质燃料，粉状燃料在空中悬浮燃烧，如果空中燃烧是有结焦块状物落下可在炉排上继续燃烧直到燃烬为止笔者曾为红石林也局设计了一台型号为：SZW10-1.25-M的锅炉就是采用往复炉排与旋浮燃烧室结合的产品，炉排部分主要燃烧切削后块状废木料燃料不足时也可以用煤替代悬浮燃烧室燃用砂光粉原来这家企业购买了一台上海四方锅炉厂的10吨燃废木材锅炉，但由于厂家没有认真分析燃料特性，其结构与燃煤锅炉一样、结果只运行了六个月就不得不报废停产、给企业造成很大经济损失，在使用上笔笔者及单位为其设计制造的上述锅炉后运行稳定，效果良好、用户很满意尽管笔者及所在单位并没有上海厂家名气大、但只要产品设计合理，制造按国家相关法规进行，具备国家要求的制造资质就能够为用户制造出满意合格的产品来，所以我认为、用户购买产品首先应该看产品的技术是否先进合理，其次看厂家的制造能力，不能以价格低来衡量是否购买产品。

目前长春市有不少锅炉厂家、造成了锅炉专业人员的短缺、因为近十几年来锅炉专业的大学生不愿意到落后的长春地区来、对一些小企业更是这样尤其是有技术和实践经验的技术人员更少，这些厂家大多以模仿其它厂家产品为主，虽然也能制造出产品、但由于不是自行研发的产品、对其性能与特点并不是了解，尤其是在遇到运行中的问题时更是如此个别企业以低于正常制造成本来进行恶意竞争、从而达到搅乱市场的目的，这样做的结果是自己的企业技术进步的能力愈来愈低，为了不赔钱生产就只能减少国家要求的生产工序，同时以较差的原材料冒充技术法规要求的材料，给用户留下了非常大的安全隐患与性能隐患另一方面压低工人工资甚至长时间不给工人开工资，这就是虽然原材料一边在大幅度增加而另一方面却有一些厂家进行低价销售的真实情况也是有的时候一些制造企业虽然与用户签定了合同因为没有流动资金却迟迟无法交货的理由多数时候价格反映了产品的技术水平与制造质量笔者设计的SHW4-.125-M已制造了多台运行效果良好、其中一。