在當前能源轉型的大背景下,生物質能作為一種可儲存再生的清潔能源,備受關注。生物質鍋爐憑藉其環保優勢,在工業領域的應用愈發廣泛。2025年,生物質鍋爐行業的競爭也日益激烈,各企業都在努力提升產品性能,優化設備選型,以占據市場優勢。在此情形下,深入了解生物質鍋爐的特點和燃燒設備選型要點,顯得尤為重要。
生物質鍋爐主要有層燃鍋爐和循環流化床鍋爐兩種爐型。《2025-2030年中國生物質鍋爐行業市場分析及發展前景預測報告》指出,這兩種爐型技術都較為成熟,在國內外均有大量的運行實例。層燃鍋爐歷史更為悠久,小型生物質鍋爐在近十幾年發展迅猛,積累了豐富的運行經驗,市場占有率相對較高。
從鍋爐負荷適應性來看,層燃鍋爐表現出色,能夠在 10% - 110% 額定負荷下正常運行;循環流化床鍋爐雖能適應 30% - 110% 的額定負荷,但當負荷率低於 30% 時,就無法保證鍋爐的穩燃和床層的流化,導致無法正常運行。
在燃料預處理要求方面,層燃鍋爐對燃料預處理要求不高,而循環流化床鍋爐則需要對燃料進行嚴格的預處理,一般要求粒度≤10mm,需進行破碎篩分等處理。
連續運行時間上,層燃鍋爐輔助設備少、操作簡單、運行穩定、故障率低、設備維修率低;循環流化床鍋爐結構複雜,輔機設備多,爐內沸騰燃燒導致磨損嚴重,故障率高於層燃鍋爐。
造價方面,層燃生物質鍋爐整體系統更為簡單,綜合造價低於生物質循環流化床鍋爐。循環流化床鍋爐雖在複雜燃料適應性和尾氣原始排放上有優勢,但建設和運行成本較高。綜合考慮,在工業鍋爐範疇內小於 60t/h 的生物質鍋爐,層燃鍋爐性價比更高。
生物質層燃鍋爐的燃燒設備主要包括水冷振動爐排、往復式爐排、鏈條爐排等。
水冷振動爐排鍋爐技術源自丹麥,其爐排由平台、振動源、振動裝置等組成,爐排水冷壁為全膜式壁結構,膜式壁上的小孔可供應燃燒所需氧氣。該爐排能避免因灰熔點低產生的結焦問題,對燃料水分、熱值波動有一定適應能力,燃燒充分、效率高、負荷調節範圍大。不過,它也存在爐排與水冷壁之間密封不嚴易漏料、高溫排渣困難、污染物排放較高、易磨損等缺點。
往復爐排分為傾斜式和水平式,爐排面由活動和固定爐排片交替擺放,通過電動機驅動偏心輪帶動活動爐排片往復運動,使燃料緩慢移動並與空氣充分接觸燃燒。它燃料適應性強,尤其適合易結焦和水分較高的生物質燃料,爐排片耐高溫和腐蝕性能較好。但缺點是爐排片頭部需更好的材料,成本較高,液壓系統價格也相對較高,運行時噪音較大。
鏈條爐排有鱗片式、鏈帶式、橫樑式三種結構形式。鱗片式爐排爐排面由多根平行鏈條組成,爐排片疊壓成魚鱗狀,運行時爐排片能自動翻轉,使灰渣掉落,冷卻效果好,漏料少,但結構複雜、金屬耗量多、整體剛性不強、爐排片易跑偏脫落或卡住。鏈帶式爐排屬於輕型爐排,金屬耗量低、結構簡單、安全耐用、操作便捷,但爐排片不易更換,主動爐排片易折斷,爐排間隙大易漏料,不太適合層燃生物質鍋爐。橫樑式爐排爐排片裝在橫樑上,結構剛性強、爐排面平整、布風均勻、不易跑風漏料,但結構笨重、材料成本高、製造和安裝要求高。通常,鱗片式推薦用於≤40t/h 的鍋爐,大於 40t/h 的鍋爐推薦使用橫樑式爐排。
生物質鍋爐層燃設備的選型需要綜合考慮燃料特性。當生物質燃料的收到基水分 <30%,且燃料結渣性 Rz≤1.5 時,推薦考慮鏈條爐排;若燃料結渣性 Rz>1.5,則考慮往復爐排或水冷爐排。當燃料的收到基水分 > 30% 時,推薦選擇往復爐排。
從經濟性角度看,鏈條爐排設備造價最低,水冷振動爐排造價最高。對於常規生物質燃料,如生物質顆粒、生物質壓塊等,若燃料熱值較高,水分和品質較好,燃燒設備選擇順序為鏈條爐排、往復爐排;若燃料水份高於 30%,熱值低於 2600kcal/kg,燃燒設備選擇順序為往復爐排、鏈條爐排。水冷振動爐排由於價格因素,一般在 100t/h 以上次高壓等類型的工業鍋爐中應用較多,普通工業鍋爐採用較少。
在2025年競爭激烈的生物質鍋爐行業中,生物質鍋爐的選型至關重要。不同爐型和燃燒設備各有優劣,層燃鍋爐在負荷適應性、燃料要求、造價和運行成本等方面具有綜合優勢,適合小於 60t/h 的工業鍋爐。而在層燃設備的選擇上,需要依據燃料的水分、灰分、結渣性等特性以及經濟性因素來綜合判斷。只有合理選擇生物質鍋爐的爐型和燃燒設備,才能提高鍋爐的燃燒熱效率,確保鍋爐良好運行,在市場競爭中脫穎而出,推動生物質鍋爐行業的可持續發展。
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