江苏生物质锅炉运行时燃料燃烧温度烟气及送风量研究
燃料在绝热条件下燃烧,烟气所能达到的温度称理论燃烧温度。也就是说,燃料燃烧时有效发热量不往外传递,全部用来加热燃烧产物所能达到的温度。 根据定义,理论燃烧温度的高低与燃料在炉内的有效发热量QL成正比,与烟气容积成反比,而有效发热量QL又与燃料收到基低位发热量、燃烧效率、热风温度等成正比,烟气容积与燃料特性及过量空气系数有关。例如,燃料发热量较高的燃烧效率,结果,燃料在炉内的有效发量高,烟气体积又较小,使理论燃烧温度较高。若燃料水分较高,燃料的发热量就较低,而烟气体积较大,结果,使理论燃烧温度降低。又如采用烟气再循环调节汽温时,由于往炉内送入的低温烟气带入炉内的热量不多,反而使烟气量增加较多,结果使理论燃烧温度下降。再如运行右采用较大的过量空气系数,或因制粉系统及炉膛漏风,都会使烟气体积增大,理论燃烧温度下降。
锅炉炉膛;四周都布满了水冷壁,燃料在炉内燃烧放热的同时即进行热量的传递,燃烧放出的热量,一部分很快被炉内受热面所吸收。也就是说,实际锅炉不可能为燃料创造绝热燃烧的条件,因而,在实际锅炉中,理论燃烧温度高明不存在的。那么,讨论理论燃烧温度的高低还有什么实际意义呢?理论燃烧温度虽不存在,但它却在一定程度上代表炉内温度水平。炉内辐射传热与温度的四次方成正比,理论燃烧温度高,炉内温度水平高,辐射传的热能力强。同时,理论燃烧温度的高低,还在一定程度上影响锅炉辐射传热量与对流传热量的比例,理论燃烧温度低,辐射传热能力下降,对流传热比例必然增大,由于对流受热面传热效果比辐射受热面差,这样就会使锅炉总的受热面积增大,对降低锅炉造价是不利的。
受用较低的过量空气系数,使燃烧后烟气中剩余氧很少的燃烧技术称低氧燃烧。一般,炉膛出口处过量空气系数控制在低于1.05,最好控制a=1.02—1.03,这时,对于燃油炉,烟气中的剩余氧约在0.4%—0.65%之间。 低氧燃烧的优点主要有以下几方面:
(1)送风量和烟气量减小使排烟热损失下降,锅炉效率提高,并使吸、送风机耗电量减小;
(2)烟气中剩余氧浓度降低,金属高温氧化的可能性降低,并能降低五氧化二钒的生成量,能有效地减轻受热面的高温腐蚀和防止出现高温粘结灰;
(3)能使三氧化硫生成量下降,烟气露点温降低,有利于防止受热面的低温腐蚀;
(4)减少氮氧化合物生成量,有利于环境保护。