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5生物質燃燒技術的發(fā)展趨勢與展望近20年來，我國在生物質能燃燒利用方面取得了長足的進步;但與發(fā)達國家相比，無論技術層面還是應用層面仍有很大差距。為進一步促進我國生物質能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，建議的有關部門制定優(yōu)惠政策，研究經(jīng)濟的燃燒技術，促進建立生物質燃料收集、預處理和配送體系，鼓勵建設和使用生物質發(fā)電系統(tǒng)，即與煤混合燃燒發(fā)電系統(tǒng)，這將對我國社會經(jīng)濟和環(huán)境持續(xù)協(xié)調發(fā)展起到重大深遠的影響。我們相信由于生物質的可再生性、環(huán)境友好性及對全球氣候異常的抑制作用，大力發(fā)展生物質能利用及燃燒發(fā)電技術前景良好且意義重大。
富氧燃燒對燃煤鍋爐燃燒及傳熱特性影響1.對燃煤鍋爐燃燒特性的影響1.對燃煤鍋爐傳熱特性的影響由于CO 2 氣氛下富氧燃燒時產(chǎn)生的煙氣中原子氣體、固體顆粒和煤煙濃度都將導致煙氣具有更強的輻射特性和對流換熱能力，因此在富氧燃燒條件下的熱力計算和鍋爐設計與空氣燃燒條件下相比要進行一定的修正和變化。在早期的研究中，主要針對富氧條件下的熱力計算包括輻射換熱和對流換熱的計算方法或模型修正，發(fā)展新的富氧燃燒計算方法。近年來部分學者針對計算方法進行更細致的研究并通過實際鍋爐試驗對計算方法進行了驗證，如張艷偉等提出了一種用指統(tǒng)計窄帶模型結合Mie氏散射理論計算富氧燃燒鍋爐爐膛內煙氣黑度的方法。李建波等通過數(shù)值模擬與實爐試驗數(shù)據(jù)對富氧燃燒鍋爐爐膛輻射傳熱計算方法進行了修正和驗證，Zhang等人提出了一種修正的熱力計算方法并在1臺35 MW th 富氧燃燒鍋爐上進行了驗證。更多的針對傳熱特性的研究側重于以模擬的方法開展實際燃煤鍋爐的傳熱設計影響分析。廖海燕以200 MW富氧燃燒煤粉鍋爐為對象研究了富氧燃燒鍋爐傳熱特性的變化和相應的設計優(yōu)化方法，結果表明富氧燃燒鍋爐高煙溫區(qū)段傳熱量高于空氣燃燒，低煙溫區(qū)段傳熱量小于空氣燃燒，而且在富氧燃燒各受熱面?zhèn)鳠崃颗c空氣燃燒一致前提下，富氧燃燒受熱面在設計時會顯著減小。高建強等進一步利用數(shù)值模擬方法分別研究了不同漏風系數(shù)、O 2 /CO 2 配比和循環(huán)倍率對富氧燃燒鍋爐傳熱特性的影響。
鑒于流化床鍋爐的上述優(yōu)點，西方發(fā)達國家早已采用流化床燃燒技術利用生物質能。美國、瑞典、德國、丹麥等工業(yè)化國家生物質能利用技術已居世界地位。國內哈爾濱工業(yè)大學早在1991年就進行了生物質燃料的流化床燃燒技術研究;提出了用于不同規(guī)模、各種爐型的生物質燃燒系統(tǒng)的生物質利用轉化方案。另外，為了提高生物質在小型燃燒裝置上的利用效率，還致力于成型燃燒技術和流化床混燒技術的研究。陳冠益等設計了一臺35t/h稻殼流化床鍋爐，并給出了稻殼在流化床燃燒時流化、混合和著火特性的研究結果，具體如圖3～圖4所示。閻常峰等設計了變截面管式布風流化床用以研究不同顆粒粒度、不同床層高度、不同截面流速、布風的均勻性以及非平衡布風時顆粒的流化特性，為測試燃燒所需物料的流化特性對焚燒的著火、氣化、穩(wěn)定燃燒及污染物生成特性提供基礎數(shù)據(jù)。Armestoa等分析比較了循環(huán)流化床和鼓泡流化床技術的特點及其適用場合。
2.對痕量金屬排放特性影響富氧燃燒技術在國內燃煤鍋爐應用現(xiàn)狀國內關于富氧燃燒的基礎研究早在20世紀 90年代中期即已開始，包括對富氧燃燒的燃燒特性、結渣特性、污染物排放特性和脫除機制等的研究。在2000年以后，很多高校如華中科技大學、東南大學，以及工程熱物理研究所等開始建立實驗室規(guī)模的煤燃燒試驗臺架開展應用研究。其中，華中科技大學在2006年開始啟動了對于富氧燃燒技術的研發(fā)和試驗工作，建成了300 kW煤粉富氧燃燒試驗臺，證明了該技術在CO 2 減排方面具有巨大潛力。近年來，圍繞富氧燃燒在燃煤鍋爐的應用主要有傳統(tǒng)煤粉鍋爐和CFB鍋爐2種技術路線。
傳統(tǒng)的層燃技術是指生物質燃料鋪在爐排上形成層狀，與一次配風相混合，逐步地進行干燥、熱解、燃燒及還原過程，可燃氣體與次配風在爐排上方的空間充分混合燃燒，可分為爐排式和下飼式。爐排式：爐排形式種類較多，包括固定床、移動爐排、旋轉爐排和振動爐排等，可適于含水率較高，顆粒尺寸變化較大以及水分含量較高的生物質燃料，具有較低的和操作成本，一般額定功率小于20MW。在丹麥，開發(fā)了一種專門燃燒已經(jīng)打捆秸稈的燃燒爐，采用液壓式活塞將一大捆的秸稈通過輸送通道連續(xù)地輸送至水冷的移動爐排。由于秸稈的灰熔點較低，通過水冷爐墻或煙氣循環(huán)的方式來控制燃燒室的溫度，使其不超過900℃。國內生活垃圾發(fā)電廠幾乎都采用這種爐型燃燒。