大型生物質(zhì)鍋爐應(yīng)用與發(fā)展

       隨著一次能源儲量日益枯竭以及礦物能源的無節(jié)制利用引發(fā)的環(huán)境污染問題日趨嚴重，以高新技術(shù)開發(fā)清潔、可再生的新能源以替代煤炭、石油和天然氣等不可再生能源，是解決能源危機和環(huán)境問題的有效途徑。農(nóng)林廢棄物、秸稈和樹皮等生物質(zhì)能源因為具有儲量豐富、低污染和可再生等特點，逐漸成為研究和利用的熱點。近年來，生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)在國內(nèi)得到了快速的發(fā)展。
1、生物質(zhì)鍋爐及生物質(zhì)鍋爐的分類
生物質(zhì)鍋爐是以生物質(zhì)能源做為燃料的鍋爐，分為生物質(zhì)蒸汽鍋爐、生物質(zhì)熱水鍋爐、生物質(zhì)熱風(fēng)爐、生物質(zhì)導(dǎo)熱油爐等。按照用途，生物質(zhì)鍋爐可分為兩類：生物質(zhì)熱能鍋爐和生物質(zhì)電能鍋爐，二者都是通過生物質(zhì)燃料燃燒獲取能量。生物質(zhì)熱能鍋爐直接獲取熱能，而生物質(zhì)電能鍋爐又將熱能轉(zhuǎn)化成了電能。在這兩種鍋爐中，生物質(zhì)熱能鍋爐應(yīng)用廣泛且技術(shù)比較成熟。
2、生物質(zhì)鍋爐存在的問題
生物質(zhì)鍋爐具有燃燒效率高、污染排放少、燃燒剩余物可用于改善土壤，生物質(zhì)資源可再生，保護生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點，但在實際使用中也存在不少問題。
2.1沾污與腐蝕
目前市面上的生物質(zhì)鍋爐都存在受熱面積灰、過熱器結(jié)渣和沾污的問題。積灰主要是由于生物質(zhì)中含有較多的堿性物質(zhì)，在高溫燃燒環(huán)境下，堿性物質(zhì)極易與相關(guān)無機元素在爐膛內(nèi)形成熔渣或以蒸汽和飛灰顆粒的形式附著于受熱面，影響鍋爐的熱效率，甚至局部傳熱面會被沾污覆蓋而失去傳熱性能。跟燃煤鍋爐一樣，生物質(zhì)鍋爐也存在腐蝕的問題，與燃煤鍋爐有所區(qū)別的是生物質(zhì)鍋爐的腐蝕主要以氯腐蝕為主，且腐蝕率隨蒸汽溫度的升高而不斷升高。腐蝕發(fā)生的位置一般在過熱器的受熱面上。
2.2生物質(zhì)鍋爐結(jié)渣
在燃燒生物質(zhì)的鍋爐中還有一個比較嚴重的問題便是結(jié)渣的問題，一旦出現(xiàn)結(jié)渣便會影響燃料燃燒的充分性，降低熱效率。特別是在流化床燃燒方式中，生物質(zhì)中的堿性元素(主要是鈉和鉀)與床料中的石英砂發(fā)生反應(yīng)，形成低溫共熔混合物粘附在沙子表面，形成結(jié)渣，因此需要在床料中增加惰性添加劑來減少結(jié)渣的形成。
2.3有害氣體的排放
雖然生物質(zhì)燃料相對于化石燃料是比較清潔的，但在燃燒后排放的廢氣中仍可以監(jiān)測到SO2氣體和HCL氣體，而且HCL氣體的排放量遠高于煤的燃燒，這主要因為生物質(zhì)中的高氯含量。這些排放物容易與生物質(zhì)中的鉀元素反應(yīng)形成氣溶膠，對空氣造成污染，可以在排煙口增加煙氣凈化器來減少污染。
2.4熱能損失
生物質(zhì)鍋爐燃燒中的熱損失主要為煙氣熱損失，大量煙氣熱量經(jīng)煙囪排出，容積熱煙氣的損失極大地降低了生物質(zhì)鍋爐的效率。造成煙氣熱損失的原因為生物質(zhì)燃料含有較多水分，水分含量高的生物質(zhì)燃料進入爐子后需要用更高的干燥溫度和更長的干燥時間來降低含水量，水分含量越大，生物質(zhì)低位發(fā)熱量就越低。
所以，燃燒含水量較高的生物質(zhì)燃料時，爐內(nèi)溫度場較低，燃燒比較困難，較多的水分也增加了煙氣體積，使得排煙熱損失增加。為了減少生物質(zhì)鍋爐燃燒中的熱損失，可以合理選擇相應(yīng)的燃燒方式，使得燃燒充分，在鍋爐的尾氣出口增加余熱回收裝置，提高生物質(zhì)鍋爐的熱效率。
3、生物質(zhì)鍋爐的應(yīng)用及在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用探討
3.1生物質(zhì)鍋爐的應(yīng)用
生物質(zhì)鍋爐主要分為熱能鍋爐和電能鍋爐，目前生物質(zhì)熱能鍋爐應(yīng)用較為廣泛，且技術(shù)和產(chǎn)品也比較成熟。生物質(zhì)電能鍋爐的發(fā)展也取得了不小的進步，而且國家也頒布了鼓勵生物質(zhì)發(fā)電的各項政策。根據(jù)國家相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，到2020年我國生物質(zhì)發(fā)電裝機總?cè)萘繉⑦_到3000萬kW，小型生物質(zhì)鍋爐使用固化或氣化的生物質(zhì)燃料，提供熱水形式的熱能，適用于家庭做飯取暖和生活熱水的供給。中型生物質(zhì)熱能鍋爐主要使用固化生物質(zhì)燃料，提供熱水或蒸汽以及暖風(fēng)，廣泛適用于酒店、賓館、洗浴中心、公寓、辦公樓、學(xué)校及企事業(yè)單位的供暖和熱水提供，還可用于涂料、木材、砂石、皮革、陶瓷、紙品、食品、糧食等烘干以及服裝廠熨燙、洗滌廠烘干等等。大型生物質(zhì)熱能鍋爐由于對燃料、燃燒技術(shù)、配套技術(shù)、相關(guān)政策要求很高，因此并沒有實際產(chǎn)品，僅作為熱能工程的一個設(shè)備來保證整個生物質(zhì)熱能工程的正常運行，需要國家出臺相關(guān)的政策進行集中管理、集中控制。
3.2生物質(zhì)鍋爐在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用探究
生物質(zhì)鍋爐的燃料主要來源是農(nóng)業(yè)廢棄物，若將這些廢棄物再加以利用直接用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，將會節(jié)約一部分額外成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少一大筆運輸費用，減少采購化學(xué)燃料的費用，減少了環(huán)境污染，節(jié)約空間，燃燒剩余物可直接當(dāng)做肥料。生物質(zhì)鍋爐在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用舉例：
(1)可用于糧食、飼料、谷物、煙葉、茶葉等農(nóng)作物烘干，提供暖風(fēng)熱源。
(2)可用作溫室大棚以及供暖工程，比如大棚葡萄，利用葡萄枝作為生物質(zhì)燃料保持棚內(nèi)溫度。
(3)可用于食用菌生產(chǎn)用鍋爐，用于食用菌的滅菌、栽培和養(yǎng)殖。
(4)可用于畜禽養(yǎng)殖雞舍、豬舍、水產(chǎn)養(yǎng)殖等加溫工作。
(5)利用生物質(zhì)鍋爐發(fā)電，解決偏遠地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用電困難的問題。總之，隨著生物質(zhì)燃燒技術(shù)的不斷發(fā)展及相適應(yīng)的鍋爐不斷被研發(fā)，生物質(zhì)鍋爐在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一定會有更廣泛的用途。
4、結(jié)論

我國生物質(zhì)燃燒技術(shù)已經(jīng)取得較大突破，并且不斷有新爐問世，然而生物質(zhì)燃料及生物質(zhì)鍋爐還存在一些問題需要解決。比如生物質(zhì)種類復(fù)雜，不同種類生物質(zhì)之間形態(tài)、組分、物性和燃燒性能各不相同，無法找到一種統(tǒng)一的燃燒方式，需要根據(jù)不同種類生物質(zhì)燃料的燃燒特性，開發(fā)不同類型的燃燒技術(shù)，并研制相應(yīng)的燃燒設(shè)備。由于生物質(zhì)的燃燒特性，對生物質(zhì)燃燒鍋爐實際使用中也產(chǎn)生一定的影響，包括沾污、腐蝕、結(jié)渣以及有害氣體的排放等，還需要進一步想辦法解決。另外，生物質(zhì)鍋爐的應(yīng)用前景還有非常廣闊的空間等著我們?nèi)ヌ剿?。總之，在生物質(zhì)鍋爐研發(fā)應(yīng)用方面，我們還有很多工作需要去做。

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