秸稈成型燃料鍋爐的設計和工作原理

一、秸稈鍋爐結構設計

秸稈成型燃料鍋爐通常由上爐門和中爐門以及下爐門、上爐排等多個部門構成，具體結構見圖1。

圖1 秸稈成型燃料鍋爐結構示意圖

秸稈發電鍋爐主要選擇雙層爐排結構，也就是在手燒爐排的相應高度上設置一道水冷卻鋼 管方式的爐排。通常情況下，雙層爐排中上爐門要打開，主要功能就是投燃料和有效供應空氣。而 中爐門的功能就是合理調整下爐排中燃料燃燒以及清除灰渣，其只在點火和清渣過程中才會打開。 另外，秸稈成型燃料鍋爐中下爐門的功能就是排灰和供應少許空氣，在工作運行狀況下微微打開， 而開度應該依據下爐排中具體燃燒情況而確定。上爐排的空間與風室大致相同，而上爐排和下爐排 間存在的空間使爐膛，在后墻中應該設置煙氣出口，同時煙氣出口不可以過高，從而防止煙氣短路， 嚴重影響可燃氣體的充分燃燒與火焰充滿爐膛，同時也不可以偏低，確保下爐排中灰渣層的厚度可以滿足相關要求。

二、工作原理

對于雙層爐排結構的秸稈成型燃料鍋爐而言，工作原理指粒徑秸稈的成型燃料利用上爐門加入 爐排中進行吸燃燒，此種狀況下上爐排所漏下的秸稈屑與灰渣就會在下爐排中持續燃燒與燃盡。同 時秸稈成型燃料可以在上爐排中燃燒過后，產生煙氣與一些可燃氣體經過燃料層和灰渣層而進入到 上爐排和下爐排之間爐膛實現燃燒，還會和上爐排中燃料燃燒過程中形成的煙氣通過爐排之間的出 煙口輸送至燃盡室與受熱面。此種燃燒方法，可以保證秸稈成型燃料實現分布燃燒，有效確保秸 稈成型燃料的均勻燃燒，實現燃燒需氧和供氧的合理匹配，加強秸稈成型燃料燃燒的穩定性，充分 發揮消煙除塵功能。

三、鍋爐爐膛設計

爐膛體積與爐排面積作為秸稈成型燃料鍋爐爐膛關鍵參數，而利用下述公式可以有效計算出秸稈成型燃料鍋爐爐膛和爐排具體尺寸。

R=BQ(net-ar)/qR V=BQ(net-ar)/RV

上述公式中，R 表示秸稈成型燃料鍋爐的爐排面積，單位是 m2，V 表示秸稈成型燃料鍋爐爐膛容積，單位是 m3，Q(net-ar)表示凈發熱量，單位是 KJ·kg-1。將相應參數代入到公式中可以有效計算出秸稈成型燃料鍋爐的爐排和爐膛具體尺寸。

四、秸稈成型燃料鍋爐的輻射受熱面積設計

秸稈成型燃料鍋爐通常以輻射換熱方式作為主體的換熱面，其稱之為輻射換熱面，同時還稱之為水冷壁。此受熱面具體大小一般由熱力進行計算確定。為了保證秸稈成型燃料鍋爐的爐溫，一定要實現秸稈成型燃料的充分燃燒，并且在爐膛中設置將上爐排建立成輻射受熱面。

五、秸稈成型燃料鍋爐的對流受熱面積設計

秸稈成型燃料鍋爐以對流方式作為主體的換熱面稱之為對流受熱面，同時也稱之為對流管束。秸稈成型燃料鍋爐的對流受熱面積具體大小可以利用相關公式進行計算，綜合分析換熱量具體大小和煙氣流速以及后部空間運用情形，雙層爐排結構秸稈成型燃料鍋爐選擇煙管串聯布局方式。