直接點火生物質燃燒機技術及其進展

摘要：煤粉直接點火生物質燃燒機應是我國電站煤粉鍋爐生物質燃燒機改進的主要方向。提出把直接點火技術與穩(wěn)燃技術相結合來設計直接點火生物質燃燒機的思路，對該類生物質燃燒機做了較合理的分競指出了少油煤粉直接點火生物質燃燒機及無油煤粉直接點火生物質燃燒機兩大系列燃燒器發(fā)展狀況及存在的問題。并指出目前應大力開發(fā)無油煤粉直接點火系列生物質燃燒機，對電站鍋爐煤粉直接點火燃燒器的研究有指導意北

在常規(guī)電站煤粉鍋爐運行過程中。要耗費大量的燃洫這些油的消耗主要有兩種途徑：一是在鍋爐啟動點火過程中，要達到煤粉的燃燒工況，所投入的燃油數(shù)量往往是很可觀的。如某臺670 t m鍋爐在冷態(tài)啟動過程中。要耗費50 t輕質柴油：另一個途徑是鍋爐運行中。為了調峰的需要，在低負荷時拌油燃燒，以防發(fā)生熄火事故

大量的燃油消耗，以及因此而帶來的在燃油采煦運輸儲存、硬件設備等方面的費用，無疑加大了發(fā)電成本為了降低這一成本，開發(fā)無油或少油煤粉直接點火生物質燃燒機便成了大家一直公認的一條途徑二+多年來。世界各國科技人員在這方面做了大量的工作。開發(fā)了一些新式煤粉直接點火生物質燃燒機，取得了一些成果o但是，可以看到。這些成果有以下特點：零散化，沒有成為系統(tǒng)：當有一項新技術問世后。大家只是緊隨其后，沒有創(chuàng)新，拘泥于某一種形式另外，煤粉直接點火生物質燃燒機沒有把直接點火技術同穩(wěn)燃技術有機地結合起來，有礙于這一技術的深入推廣。

2煤粉直接點火生物質燃燒機的分類

煤粉點火需要有一個激發(fā)熱源，按照這一激發(fā)熱源的形式，煤粉直接點火生物質燃燒機可以分為兩大類：一是以某種物質的燃燒熱為激發(fā)熱源的形式，我們稱之為CES;二是以電能作為激發(fā)熱源的形式，我們稱之為EES

對CES系列，這些化學物質具有以下特點：f 11著火溫度較低；(2)化學動力反應速度快；(3)釋熱量大：f41擴散系數(shù)大比如天然氣，甲烷、乙炔、輕質柴油……。根據(jù)這些燃料的不同，可將CES劃分為不同的子系殂對同一種燃料，可以采用不同的燃燒器結構。以不同的方式利用它的燃燒熱來點燃煤粉氣流從對CES系列劃分的次序，讀者可以看到我們考慮的側重次序，我們更主要考慮的是所用的點火燃料，其次才是具體的結構，這種思路是比較客觀魄

對EES系列，根據(jù)電能轉化為點燃煤粉氣流的熱能的形武?？梢苑譃槿舾勺酉盗?。這種電熱轉換方式主要有：高能電弧等離子體激光、電熱阻等。在相同的轉化方式下有不同的具體結構。

我們認為。煤粉直接點火燃燒器應是點火技術與穩(wěn)燃技術的有機結合，這一點，反映在我們的分類上。多年來的發(fā)展也證實了這一點。

應該說，在煤粉鍋爐穩(wěn)燃技術方面，這些年來，已經(jīng)開發(fā)出各種各樣的技術根據(jù)其形成穩(wěn)燃的機理不同，大體上可以分為三類：煤粉濃淡分離技術組織回流區(qū)的穩(wěn)燃技術和預燃室

按照點火技術同穩(wěn)燃技術相結合的原則，可以形成很多種具體結構不同的煤粉直接點火燃燒器o這是煤粉直接點火生物質燃燒機發(fā)展的方向

3煤粉直接點火生物質燃燒機的

應用評述

3.1我國電站煤粉鍋爐的現(xiàn)狀

事實上，煤粉直接點火燃燒器在我國電站煤粉鍋爐上的普及率還是很低隱大多數(shù)的煤粉鍋爐的啟動點火還是以大油槍投油燃燒的方式為主。近幾年來，迫于電站頻繁的調峰需要以及降低NOx排放量的環(huán)保要求，煤粉濃淡燃燒技術在我國火電廠得到廣泛推廣。從降低燃油消耗來講，這一技術在一定程度上解決了燃油在第二途徑上的消耗，但對燃油在途徑上的消耗卻無能為力。

造成這種現(xiàn)狀的原因是多方面魄要改變這一現(xiàn)狀。，電站管理及技術人員對此要達成共識：第二，有成熟的煤粉直接點火生物質顆粒燃燒機做技術支持

3.2煤粉直接點火生物質顆粒燃燒機的技術現(xiàn)狀

3. 2.1評價煤粉直接點火燃燒器的標準

(1)技術標準包括：點火技術、穩(wěn)燃技術、污染物排放水平。這一標準代表煤粉直接點火燃燒器的技術可靠性，以及鍋爐效率環(huán)保方面的性能c2)經(jīng)濟標準包括：初投資及運行維護等綜合費甩

3.2.2少油直接點火生物質顆粒燃燒機

直接點火生物質顆粒燃燒機，“其基本原理是在燃燒器內裝有燃燒管、點火槍和電弧卡Ao進入生物質顆粒燃燒機的一次風粉混合物的一部分通過燃燒管，其余部分通過燃燒管與外殼之間的環(huán)型

(2)圖2所示的煤粉直接點火生物質顆粒燃燒機，是一種發(fā)展較成熟的結構形式o -方面，預燃室內采用了拋物線型，有將熱量聚焦的作用，再加上旋流產(chǎn)生的熱回流，可以較理想地點燃煤粉：另外，在內統(tǒng)。由預燃室和具有可動石墨陰極的同軸直流等離子體發(fā)生囂(功率達200 kW)組成。

3.2 3無油直接點火生物質顆粒燃燒機

直接點火生物質顆粒燃燒機：20年前，從美國燃燒公司研制出高能電弧煤粉直接點火生物質顆粒燃燒機開始。世界上其它國家。也相繼研制出這種產(chǎn)品。圖3為俄羅斯開發(fā)的等離子體點火系功。

這種點火技術如果同較先進的煤粉穩(wěn)燃技術一結合起來?？梢栽O計出有相當水準的EES系列煤粉直接點火生物質顆粒燃燒機。但由于這套裝置投資大，而沒有廣泛推廣起來如今很少報道這方面的研究。

（21激光點火生物質顆粒燃燒機：進入90年代以后，世界上一些國家，已經(jīng)把注意力轉向激光點火生物質顆粒燃燒機的研究美國、澳大利亞、日本等國已經(jīng)做了大量的實驗室研究

f 31電加熱多級點火燃燒器：根據(jù)資料顯示，目前國內只有浙江大學從事電加熱煤

粉直接點火生物質顆粒燃燒機方面的研究，并形成一套獨特的方式o在開發(fā)出電熱腔點火．電熱管點火、多級電點火技術后。

EES系列煤粉直接點火燃燒器有著廣闊的潛在市場比起CES系列，它操作、維護方便，使用面廣。

3.3直接點火生物質顆粒燃燒機存在的問題

3. 3.1 CES系列方面

(1) CES系列煤粉直接點火生物質顆粒燃燒機，要實現(xiàn)少油戚用其它燃料）點火，必須和局部的或整體的預燃室技術相結厶o應尋找一種防結焦的簡單有效的方法

( 2)該系列生物質顆粒燃燒機在結構形式上。從以往的報道來看，數(shù)目太單調。本著“點火技術和穩(wěn)燃技術相結合”的原則，CES系列的煤粉直接點火生物質顆粒燃燒機應該有多種多樣的結構形式?，F(xiàn)在人們往往受一種思維定勢的影響或其它原因?？偸蔷心嘤谝环N純粹預燃室的形式。

f 31設計煤粉直接點火燃燒器應有針對性。比如，針對某個地區(qū)，應該選用哪種燃料的點火方式？穩(wěn)燃方式采用哪種比較合適？點火技術同穩(wěn)燃技術也不是簡單的疊加，如何有機地結合起來？

3.3.2EES系列方面

該系列無油直接點火生物質顆粒燃燒機應往下面方向發(fā)展：設備投資不大、技術成熟控制方便使用壽命長。

生物質氣化站，