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生物质成型燃料层燃锅炉结渣特性的研究

作　者: 李文雅
导　师: 刘圣勇
学　校: 河南农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 生物质成型燃料 层燃锅炉 结渣特性 结渣倾向 灰成分
分类号: S210.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


我国生物质能十分丰富,尤其是秸秆,其产量达7亿多吨,相当于3亿多吨标准煤。研究开发高效利用生物质能的技术,不仅可以满足高速发展的国民经济对能源的需要,而且减少了矿物燃料的污染,产生巨大的经济效益和环境效益。八十年代以来,我国生物质能利用技术有了很大的发展。鉴于生物质资源分布区域广、适宜就地开发利用的特点,目前开发适用于各地工业锅炉的生物质能燃烧技术,是生物质能有效利用的重要途径。生物质成型燃料便于贮运,燃烧后排放的烟灰、SO2和NOx都远低于煤炭,是一种适合于工业锅炉使用的高品位燃料。现在我国专用生物质成型燃料燃烧设备相继问世,在一些地区已进行示范应用。在运行过程中,发现炉排处结渣是一种普遍现象。结渣问题是目前生物质成型燃料燃烧技术存在的最主要问题之一,结渣对燃料的燃烧和设备的安全运行都造成了很大的影响。由于结渣问题的存在,生物质成型燃料燃烧技术的推广与应用受到了较大的限制。为此,本课题利用现有的生物质成型燃料及锅炉,根据GB/T476—2001燃料灰渣成分分析方法及GB/T1572—2001燃料的结渣性测定方法两种测试标准,对生物质成型燃料进行了燃烧试验并对燃烧产物——炉灰进行成分测定。在测定灰成分的基础上,单指标判断和多指标综合判断相结合,对玉米秸秆成型燃料和木屑成型燃料进行了结渣倾向判断。对生物质成型燃料层燃锅炉进行多种工况试验,从锅炉的炉膛环境温度,炉内空气动力场等多方面入手,分析了锅炉结渣的影响因素,结合锅炉运行参数得出了结渣规律。对炉渣进行了电镜观察,分析了燃料锅炉结渣过程和原因,在试验的基础上得出预防和防止生物质成型燃料锅炉结渣的一些措施。为推进生物质成型燃料和生物质成型燃料锅炉的广泛应用奠定了基础,为生物质成型燃料锅炉的安全运行和新型生物质成形燃料燃烧设备的设计提供依据。

全文目录


致谢  4-8
摘要  8-9
1 绪论  9-14
  1.1 引言  9-10
  1.2 生物质资源的利用  10-11
    1.2.1 生物质资源利用概述  10-11
    1.2.2 生物质应用于工业锅炉的方法与技术  11
  1.3 锅炉沾污结渣的危害  11-13
  1.4 研究的主要内容和方法  13-14
2 生物质成型燃料层燃锅炉燃烧技术与分析  14-23
  2.1 生物质成型技术及其燃烧设备的研究与发展  14-15
  2.2 生物质成型燃料层燃锅炉燃烧特点与过程  15-17
    2.2.1 单层炉排锅炉的燃烧特点与过程  15-16
    2.2.2 双层炉排锅炉燃烧的特点与过程  16-17
  2.3 生物质成型燃料燃烧特点与过程  17-21
    2.3.1 玉米秸秆成型燃料的燃烧特点与过程  20-21
    2.3.2 木屑成型燃料燃烧特点与过程  21
    2.3.3 豆秆成型燃料燃烧特点与过程  21
  2.4 本章小结  21-23
3 生物质成型燃料结渣倾向的判断  23-31
  3.1 引言  23
  3.2 判断方法与试验所用仪器  23
  3.3 试验结果与分析判断  23-29
    3.3.1 灰成分的测定  23-24
    3.3.2 以灰熔融特征温度判断结渣倾向  24-26
    3.3.3 根据灰成分综合比值判断  26-27
      3.3.3.1 以碱酸比来判断  26
      3.3.3.2 以铁钙比来判断结渣倾向  26
      3.3.3.3 以硅比来判断  26-27
      3.3.3.4 以硅铝比判断  27
    3.3.4 根据灰成分综合值判断沾污性  27-29
      3.3.4.1 灰中钠含量判断  27-28
      3.3.4.2 灰中碱金属氧化物判断  28
      3.3.4.3 灰成分沾污指数判断  28-29
    3.3.5 多指标综合判断  29
  3.4 本章小结  29-31
4 锅炉运行工况及特征参数对结渣率的影响试验与分析  31-38
  4.1 试验所用方法与试验仪器  31
    4.1.1 试验所用方法  31
    4.1.2 试验仪器与燃料  31
  4.2 试验的结果与分析  31-36
    4.2.1 供风量与结渣率的关系  31-32
    4.2.2 炉膛温度对结渣率的影响  32-34
    4.2.3 燃料粒径对结渣率的影响  34
    4.2.4 不同燃料层对结渣的影响  34-35
    4.2.5 燃料品种对于结渣的影响  35
    4.2.6 还原层温度对结渣率的影响  35-36
    4.2.7 锅炉的设计特性对结渣的影响  36
  4.3 本章小结  36-38
5 生物质成型燃料锅炉结渣机理和预防措施  38-45
  5.1 生物质成型燃料层燃锅炉结渣机理  38-43
    5.1.1 生物质成型燃料炉渣表面结构分析  38-39
    5.1.2 结渣的形成分析  39-41
    5.1.3 生物质灰成分对锅炉结渣的影响  41-42
    5.1.4 结渣的原因  42-43
  5.2 预防和防止结渣措施  43-45
6 总结与建议  45-47
  6.1 全文总结  45
  6.2 问题与建议  45-47
参考文献  47-50
英文摘要  50-51

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中图分类: > 农业科学 > 农业工程 > 农业动力、农村能源 > 一般性问题 > 节能技术 > 节能炉灶
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