生物质锅炉输料系统存在的问题及解决方案探讨

杨华，柳正信

(宝应协鑫生物质发电有限公司，江苏宝应225800)

　　摘要：秸秆发电作为一种新生事物，是我国近年重点开发建设的可再生能源项目，2006～2008年国家先后投产了一批生物质电厂，生物质电厂为节能减排、资源综合利用、社会主义新农村建设和电源结构调整作出了重要的贡献。但生物质电厂在上料、出灰等技术上仍然存在瓶颈；文章综述了生物质电厂上料系统组成，剖析了上料系统在设计及运行中存在的系统易卡塞，料仓搭桥等问题及原因；结合实际对系统进行了一系列的改造；成功地解决了生物质电厂上料系统存在的技术问题，实现了生物质锅炉长周期连续稳定运行。

　　0前言

　　宝应协鑫生物质发电有限公司应用的秸秆直燃锅炉是无锡华光锅炉股份有限公司设计制造的UG75/5.3一J型水冷振动炉排炉。该秸秆直燃锅炉工程于2007年2月1日开工建设.2007年9月16日通过了96h试运行，并移交生产。由于上料系统设计不够完善.秸秆加工质量不符合要求，以及秸秆较长、潮湿和缠绕性强等原因，使上料系统在调试和试生产期间经常出现卡、堵料。炉前给料系统落料管下料不畅等，造成锅炉运行不稳定、严重时解列。公司组织技术人员对上料系统不断进行技术攻关和多次改造。目前秸秆上、给料堵塞的问题已经基本解决。

　　1上料及炉前给料系统

　　上料及炉前给料系统为无锡华光锅炉股份有限公司与无锡市锡东橡塑机械有限公司联合设计制造。

　　1.1上料系统

　　生物质上料系统为双皮带输送系统。由散料坑、散料坑0#螺旋给料机(原设计无此设备，试生产过程中新增设备)、0#A/B皮带、1#A/B待位平台(链板输送机)、A/B散包机、1#A/B皮带、2#A/B皮带、转运站、3#A/B皮带、炉前料仓等组成(见图1)。可以同时或分别输送散料或秸秆包。

　　1.2炉前给料系统

　　炉前燃料输送设备由200m。方形倒锥结构(防搭桥)炉前料仓、5对一级螺旋卸料机(料仓)、3条二级皮带给料机、3对三级双螺旋给料机组成(公司秸秆炉有3个给料口)。设备全部为变频调速，可控制给料量。

　　1.3上料及炉前给料系统工艺流程

　　①秸秆主要采取厂外破碎、打包，将秸秆打成1000mn×600mm×450mm的秸秆包(重约65)。秸秆包通过待位平台送人散包机中，经散包机散解后送到I#A/B皮带上，经2#A/B皮带、转运站、3#A/B皮带送到锅炉的料仓中。待位平台采用变频调节。可根据锅炉负荷调节给料量。给料系统流程见图2。

　　②散料主要采取不打包运输进厂，散料卸在上料车间的堆料场内.通过装载机推人地下料口，经双螺旋、0#A/B皮带、2#A/B皮带、转运站、3#A/B皮带送到锅炉的料仓中。

　　③炉前输送过程是生物质燃料经垂直方向一级螺旋给料机输出料仓，掉落到顺向二级皮带给料机上.再由二级皮带给料机送人顺向三级双螺旋给料机，最后由三级双螺旋给料机送人炉膛。

　　2上料系统存在问题及原因分析

　　(1)由于设计时散料口与0#A/B皮带之间未设计安装给料机，散料通过装载机推入地下料口，造成散料口给料极不稳定，上料量无法控制，运行中料量过大经常压住皮带使皮带过载跳闸，导致皮带无法正常运行。

　　(2)转运站2#A/B皮带至3#A/B皮带下方的落料斗皮带处容易堵料，清理过程中发现主要原因是：一次散料辊与二次散料的辊散料齿之间间距较大。以及秸秆包存放时间过长，秸秆容易结饼：散包机散包不彻底，易造成饼状部分秸秆进入上料皮带，在落料斗处堵塞；部分秸秆包两侧打包用的长秸秆和塑料绳子在待位平台上拆包时，清理不干净。造成在皮带转换处搭桥形成堆积；因秸秆包散料后落料不均匀，瞬时大流量，使得从2#A/B皮带落人3#A/B皮带的落料斗时形成蓬料。

　　3上料系统改进的措施

　　(1)散料进料口处加装双螺旋给料机，型号LSS600*2—5.5M，变频调速，出力0～25t/h，实现散料人炉源头控制上料量；上料可做到连续均匀，保证锅炉上料的需求，而且加装给料机后皮带卡死的几率大大下降，对散料的品种适应性大大加强；同时避免了皮带的频繁启停。

　　(2)将散包机的一次散料辊与二次散料辊散料齿轮间的间距由300mm调整为150mm；一次散料辊与二次散料辊旋转方向由相向旋转改为反向旋转，降低了一次散料辊与二次散料辊对秸秆包喂料的功能.增加散包撕抽效果。这两个措施基本解决了秸秆包散包不彻底的问题，见图3。

　　(3)加强上料过程的运行管理工作。①把好秸秆原料的质量验收关、上料关，尽量注意长料(一般要求料的尺寸小于200mm)不允许进入皮带，控制稻草的水分(水分应小于30％)，防止水分大、秸秆结饼的稻草进炉。②在向待位平台上摆放秸秆包时应控制好两秸秆包之间间隙，要求秸秆包相互紧挨，待位平台链板输送机的速度与皮带速度匹配，使皮带上的料尽可能地均匀分布。

　　4炉前给料系统存在问题及原因分析

　　(1)一级螺旋卸料机螺旋与料仓下底板间隙及螺旋端部间隙为15mm偏小，极易发生卡料。

　　(2)一级螺旋卸料机给料口与二级给料机间距过小。秸秆停留时间过短；二级给料机的光皮带容易打滑，一级螺旋卸料机运行后，皮带机来不及走料。容易出现皮带机压死、不下料及料仓出口堵料、二级皮带给料机经常卡跳等问题。

　　(3)秸秆料仓对于软质秸秆(如稻草等)不能够存料，主要原因是软质秸秆易搭桥、堆料易成团，料仓仅起到过渡作用，对于硬质秸秆(如棉花秆等)料仓可以储存一定的量。

　　(4)三级螺旋给料机顶端与炉膛间由于安装防火门和水冷套的需要,两者距离约有800mm左右,生物质燃料在水冷套与螺旋之间的空位处易发生堆料，导致堵料情况发生。

　　5炉前给料系统改进的措施

　　(1)采取割除部分一级螺旋给料机螺旋片，扩大间隙，螺旋片与料仓底板的间隙由15mm增大至3O～40mm，对减速比作调整，降低转速增大输出扭矩，梳型齿分料板改进、散料辊径向尺寸调整等.基本解决了秸秆料在料仓地板与一级螺旋给料机之间的卡料问题。

　　(2)料仓整体上抬了1000mm左右，二级皮带给料机进料槽结构由方形改为防搭桥的方形倒锥结构,高度加高1m并在进料槽内加装拨料装置(即一级螺旋给料机给料口与二级给料机间距由800mm增加至1800mm)：二级皮带给料机光皮带改成加强防滑人字皮带，解决了秸秆在二级皮带给料机皮带处打滑、堵料现象。

　　(3)将料仓分隔为前后两个仓，3#A皮带落料口对应前料仓，主要以秸秆为主，3#B皮带落料口对应后料仓，主要以稻壳、树皮等散料为主。一级螺旋给料机给料口加装了下料量调节挡板（以适应上稻壳时工况），可以实现多种物料配料方式。

　　料仓改造后二级皮带给料机堵塞的几率大大下降，即使前仓发生堵塞，后仓也可立即投料使用，停运该料仓进行清理，保证锅炉运行。料仓及给料方式改造见图4。

　　(4)三级螺旋给料机水冷套处接长螺旋约700mm左右。以把燃料强制推人炉内。解决了水冷套处堵料情况发生。水冷套前的防火门改接二级皮带给料机至三级螺旋给料机的落料管上(立管)。防火门安装在立管上，可避免在事故状态下可能出现的由于水平管上存有燃料，防火门关不掉或关不严的情况。

　　6对生物质上料及炉前给料系统的几点建议

　　(1)上料系统建议采取待位平台+破碎机与待位平台+散包机相接合的方式，便于对采购的多样性生物质原料和长时间存储的秸秆压饼情况进行处理：有利于对不易散包的秸秆包和未破碎的秸秆进行二次在线破碎。

　　(2)上料系统从待位平台(或散料口)到料仓输送皮带设计时应尽可能设计成一级防滑皮带，尽量不用转运站，减少中转时堵料和扬尘污染。

　　(3)散料进料口处应安装双螺旋给料机，便于实现散料人炉时从源头控制上料量和防止皮带压死：使上料能够实现连续均匀，保证了锅炉的上料需求。

　　(4)取消二级皮带给料机。

　　因皮带给料机易出现压死、堵料、跑偏和不易密封现象。炉前给料尽可能采用二级给料方式，即一级螺旋卸料机(料仓)加二级双螺旋给料机(炉前)方式.减少炉前给料的中间环节，减少给料机运行中堵料现象的发生。

　　(5)秸秆料仓因软质秸秆易搭桥，在实际运行中基本起不到存料的作用，仅起到过渡作用，对于燃用软质秸秆为主的生物质锅炉，料仓容积不需要很大或可取消料仓。

　　7结语

　　宝应协鑫生物质发电有限公司秸秆直燃锅炉系统从投产初期上料系统不正常运行，以至基本不能够上秸秆料，生产不稳定。通过对上料及炉前给料系统改造，基本解决了料仓经常堵料、散料上料的不均匀性及不可控制性等问题。秸秆直燃锅炉2008年累计运行6983h(291d)，锅炉最大负荷达到85t，最小负荷40t，平均负荷55t/h，并且创造了最长连续运行达63d的记录，并且已基本实现燃用稻、麦秸秆量达到设计值要求，秸秆直燃锅炉实现了长周期连续稳定运行。