（大连秦能电力工程设计有限公司 辽宁大连 250100）
摘要：本文主要叙述了燃煤循环流化床锅炉与生物质发电厂锅炉给料系统的设备构成及两种系统的区别，与以往生物质电厂给料系统的设备构成及布置形式相比，平邑生物质发电厂给料系统的设备构成及布置形式进行了优化设计，并总结了其设计优点。
关键词：生物质、给料系统、料仓、螺旋给料机
0引言
农作物秸秆作为燃料已有很久远的历史，直至1973年第一次石油危机，丹麦开始研究利用秸秆作为发电燃料。在秸秆发电领域，丹麦BWE公司是世界领先者，第一家秸秆燃烧发电厂与1998年投入运行。近几年，世界各国开始高度重视秸秆发电项目的发展，是21世界发展可再生能源的战略重点和具备发展潜力的战略性产业[1]。
直接燃烧发电的锅炉主要根据燃烧方式分成固定床和流化床：固定床燃烧方式多采用往复式炉排、振动式炉排、链条式炉排、马丁炉（多见于垃圾炉）等炉型；流化床燃烧方式多采用流化床、循环流化床、二级流化床等炉型。在生物质直燃的锅炉中，固定床锅炉采用较多，技术水平较高，流化床锅炉在国内正处于工业化方面的试用及推广阶段。本文就循环流化床锅炉给料系统的布置形式及特点进行分析，讨论给料系统的存在的问题，并结合实际工程对给料系统进行优化。
1 循环流化床给料系统
某生物质发电工程应用的秸秆直燃锅炉是江联重工股份有限公司设计制造的 130t/h循环流化床锅炉。该锅炉于2014年5月开工建设，现已投产。锅炉的炉前给料系统由张家港市鑫港机械制造有限公司制造，给料系统已投入运行，运行过程的问题已经体现出来，本文就相似工程采用的不同给料系统进行对比，对给料系统的构成及布置进行优化，使给料系统能更好的应用于实际运行中。
1.1燃煤给料系统
常规燃煤循环硫化床锅炉的给煤系统的布置形式原煤经输煤皮带进入炉前原煤。原煤从原煤仓经落料管落至称重式皮带给煤机，送至锅炉给煤口。每个原煤仓对应1条给煤机，任意1台给煤机的给煤量都可以满足锅炉满负荷运行，正常情况下每台给煤机各带33.3%负荷运行。皮带给煤机采用电子称重式或耐压称重式进行称重，可对入炉煤进行精确计量。原煤供给系统采用正压给料，由于给煤系统为正压，煤粉比较容易泄露，给煤机有密封风进行封闭。采用空预器出口的热一次风作为播煤风，以防止给煤口堵塞和烟气返窜进入系统烧损皮带。
150t/h 高温高压循环流化床锅炉给料、密封风、播煤风系统图
1.2生物质给料系统
大部分生物质发电厂基本上采用的是水冷振动炉排炉，振动炉排炉的给料系统比较典型布置形式是生物质燃料经输煤皮带进入炉前料仓，通过仓底取料螺旋及落料管落到螺旋给料机上，由螺旋给料机从锅炉前墙送入炉膛进行燃烧。给料系统一般会布置4套给料设备，见130t/h高温高压水冷振动炉排炉给料布置图及系统图。此套给料系统简单，设备构成少，布置方便。
1.3某项目上料系统
某项目给料系统是由两套给料设备构成，每套给料设备包括料仓、料仓活化器、卸料双螺旋、溜管Ⅰ、卸料皮带机、溜管Ⅱ、给料双螺旋等。燃料通过输料皮带输送至29.8m层，经落料管进入16.25m层的料仓，料仓的燃料经过料仓活化器搅拌后再经过卸料双螺旋及溜管Ⅰ落到卸料皮带机上。卸料皮带机再通过溜管Ⅱ落到给料双螺旋上，给料双螺旋将燃料送入炉膛。两套给料系统对称布置，通过锅炉两侧炉墙给料。此种给料布置方式较适合于锅炉双侧给料，根据锅炉给料口的位置，通过加减卸料双螺旋及卸料皮带机的长度来满足锅炉给料。
某生物质发电厂给料系统布置
1.4燃煤及生物质给料系统的比较
煤可以破碎成颗粒或粉末，通过自身的重力下落到给煤机上，煤粉的颗粒比较细，基本不会出现粘结或搭桥的现象，落料均匀，给煤机运行平稳。由于生物质燃料不容易破碎，生物质燃料颗粒体积比较大，而且重量比较轻，无法通过自身的重力均匀的落到给料机上，因此生物质燃料需通过取料螺旋取料，从落料管落到螺旋给料机上，再由螺旋给料机挤压进炉膛进行燃烧。
生物质燃料在给料的过程中被螺旋给料机挤压的很实，没有跑冒、漏风的现象，不需要密封风。燃料通过螺旋给料机挤压进炉膛，因此也不需要播煤风。生物质给料系统相对于燃煤锅炉给料系统简单、布置不复杂。
2 给料系统存在的问题
已建成的生物质发电工程经常发生以下问题：
2.1料仓螺旋给料机经常出现过流跳闸，仓底螺旋给料机出口易出现堵塞，给料量不易控制，时常出现给料过多或过少的现象，影响机组的长期安全的运行[2]。
主要原因：
①仓底螺旋给料机料口给料横截面尺寸已经确定，由于上料设备不能保证连续均匀的上料。上料过少，给料不连续，影响机组稳定运行，上料过多，螺旋给料装置承受的重力增大，螺旋给料机运行时阻力明显增加，导致设备过流跳闸。
②仓底螺旋给料机出口空间过小，导致仓底螺旋给料机将挤压的燃料送至出口时，体积瞬间膨胀，容易在出口部位导致卡堵。
③仓底螺旋给料机给料量的调节主要通过转速调节来实现，转速的调节范围过大，设计为5-15rpm/s,仓底螺旋给料机堵塞后无正反转功能，疏通时难度较大，堵料处理时间过长。
2.2因燃料中正常夹杂着铁块、铁板等大块，燃料系统上料后，容易引起螺旋给料机、星型给料机等设备卡涩，甚至导致设备损坏[2]。
2.3双向螺旋分料机分料不均，容易引起单侧堵料、双向螺旋分分机内堵料以及分料机尾部轴与轴套连接处磨损严重[2]。
主要原因：
①由于双向螺旋分料机调节挡板为左、右两块整块挡板进行调节，调节量不容易控制，遇秸秆品种变化时，尤为突出。
②当然用稻草等单位体积较大的秸秆时，由于燃烧需要，单位时间内通过双向螺分料机的秸秆体积较大，容易引起螺旋片与给料机上盖板备料压实，导致过流跳闸。
③长期给料量较大时，易引起双向螺旋分料机尾部轴受力过大，轴承座正常松动，易引起尾部实心轴与轴套之间出现磨损，严重时导致轴承损坏。
2.4由于瞬间给料量过大或大的异物掉落星型给料机上方落料口，导致给料机瞬间超电流跳闸，导致星型给料机上方堵料。星型给料机链条断裂，也会导致堵料[2]。
3给料系统的优化设计
根据给料系统经常出现的问题，平邑生物质发电厂进行了优化设计：
① 平邑项目与其他生物质给料系统的不同之处是在料仓下部增加了料仓活化器，对料仓内的燃料进行搅拌，使燃料总处于活动状态，而且比较松散，不会于燃料的重力粘结在一起，使得料仓内不容易搭桥、堵料，燃料能较均匀的落到卸料双螺旋。
② 采用两套卸料双螺旋，比双向螺旋分料机调节燃料量容易控制，不会出现双向螺旋分料机分料不均单侧堵料的情况，更不受秸秆品种的影响。当一侧的卸料双螺旋堵塞或损坏时，不会影响另一侧的正常运行。
③ 前面两种上料系统均在炉前墙上料，是单侧给料。单侧布置的优点是燃料输送距离短、布置简单；缺点是炉膛的火焰充满度较差，炉膛空间的有效利用率低，负荷过低需要停止部分给料装置，会使炉膛内温度分布和烟气的流速场不够均匀。平邑生物质发电厂的上料系统是锅炉双侧给料，具有双料仓、两套卸料双螺旋、两套卸料皮带机及两套给料双螺旋。双侧给料的优点是炉膛内的烟温及速度分布较均匀，过热器保护好，过热温度偏差较小；火焰充满度好，扰动强；唯一的缺点是燃料输送距离过长。
4 结束语
平邑生物质发电厂的给料系统相对于以往的生物质发电厂的给料系统做了相应的优化，增加了料仓活化器，可解决料仓搭桥、落料不均问题；两套卸料双螺旋基本上解决了给料系统的堵料、给料不均等问题，使得给料系统的安全、平稳的运行得到更多的保证。
参考文献：
[1]. 姜述杰 赵伟英 浅谈秸秆生物质直燃发电技术 锅炉制造 2009年7月
[2]. 董志强 张劲松 黄色秸秆发电厂燃料输送工艺系统的研究 江苏电机工程 2009年11月
[3]. 张志洪 包立炯 秸秆焚烧发电燃料系统成套技术探讨 发电设备 2013年7月
论文作者:高晓燕,王红振
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：卸料论文; 系统论文; 双螺旋论文; 螺旋论文; 燃料论文; 锅炉论文; 生物论文; 《电力设备》2017年第9期论文;