DZL4-1.25一T和DZG4-1.25一BMF生物质锅炉能效对比

分别对型号为DZL4-1.25一BMF以及DZG4-1.25一BMF的生物质颗粒锅炉进行能效测试，并对其进行正反平 衡测试的结果进行分析。测试结果表示型号为DZL4-1.25一BMF的链条炉锅炉热效率(78.75%)相比型号为DZG4-1.25一BMF的固定炉排锅炉(70.10%)具有更高的热效率。在燃烧参数分析下发现，固定炉排锅炉 在燃烧中存在排烟中一氧化碳含量过高，氧气量供应不足的情况;而链条炉排在燃烧过程中虽然有过量 空气系数过高的情况出现，但相比固定炉排锅炉，改善了燃烧状况，降低了气体未完全燃烧损失。就型 号为DZL4-1.25一BMF的锅炉能效测试数据情况而言，建议在运行过程中适当调节鼓引风量，降低过量空 气系数，减少排烟损失，有利于提高锅炉热效率。

1. 前言

工业锅炉为工业生产提供工艺蒸汽和热量，是工业生产中必不可少的组成部分。我国锅炉主要以燃煤为主，其煤炭消耗量远高于其他高能耗行业，能源浪费相当严重。目前，我国工业燃煤锅炉的实际 运行热效率只有 65%左右，远低于国际标准，燃煤产生的废气以及排出的高温烟气，成为污染环境和 能源浪费的重要源头。生物质颗粒燃料除了其挥发分含量高，着火容易、燃烧性能好、热效率高的优点 外，还具有灰分小、燃烧时几乎不产生二氧化硫，不会造成环境污染等优点，是一种较为理想的清洁燃 料，有着广阔的市场开发前景。

目前，已有对生物质燃料燃烧特性进行相关研究工作，分析一次风量及 二次风量不同配比、不同位置及不同料层厚度等参数对燃烧和排放性能影响。同时，国内也有针对生 物质燃料进行锅炉设计制造以及燃煤锅炉改造成燃生物质锅炉的研究工作。为研究生物质燃料在锅 炉燃烧时热量损失的情况，分别对型号为 DZG4-1.25一BMF 以及 DZL4-1.25一BMF 的生物质颗粒锅炉进行 能效测试。锅炉使用的燃料为生物质颗粒燃料。按照 GB/T10180一2003《工业锅炉热工性能试验规程》 中锅炉热效率详细测试的具体要求，利用正反平衡法分别对两种形式的锅炉进行详细测试。从测试数据 分析生物质燃料在两种炉型中的燃烧特点，总结各项热损失的原因，为改善燃生物质颗粒锅炉能效状况 提供相关依据。

2. 生物质燃料锅炉能效测试

2.1. 能效测试示意图

图 1 所示为锅炉能效参数测量点的布置图，按照正反平衡测试的要求，分别要测量锅炉的燃料消耗量、漏煤量、烟气温度、入炉冷空气温度、蒸汽压力、蒸汽温度等参数。

2.2. 两种炉型的工作原理

图 2 所示固定炉排锅炉示意图。锅炉的炉排为固定不可活动式，燃料依靠人工直接投入炉膛中。鼓风机通过炉排下面的风口进风为燃料提供燃烧所需的氧气参加燃烧反应。这种炉排结构简单，操作较为简便。缺点是燃烧生物质颗粒时，司炉的工作量大，燃料不断地堆积在已燃烧的颗粒上，且不能保证燃料在炉膛里均匀分布，容易造成受热不均，燃料难以和氧气充分接触。

图 3 所示为链条炉排工作原理：通过减速机带动链条炉排转动，使燃料从前方着火，到锅炉尾部燃尽，较固定炉排能够提高燃烧效率，同时链条转到下方时，风冷降温，能够保护炉排片不烧损。这种炉排添加燃料时，只需把燃料添加到煤斗上，由炉排以一定的速度把燃料带进燃烧区域，同时把燃尽的颗粒带走，不影响其他燃料的燃烧。这种炉排可保证燃料被均匀的输送到炉排里，受热均匀且能保证燃料与氧气充分接触，使燃烧反应能顺利进行。

图1 锅炉能效测试测点布置图

1. 燃料计量 2. 漏煤计量 3. 烟气成分分析 4.飞灰取样 5. 入炉冷空气温度测量 6. 饱和蒸汽压力测量 7. 给水温度、给水压力、给水流量测量 8. 炉渣计量

图2 固定炉排锅炉示意图

图3 链条炉排示意图

3. 锅炉能效测试结果分析

3.1. 正平衡测试结果

表 1 所示为两台锅炉正平衡的能效测试结果。从两项数据可知，两者的测试出力分别为 2.18 t/h 和2.19 t/h，热负荷率为 54.5%和 54.7%。由于现场生产需要，两者的热负荷均处于较低水平。按照介质的进口压力和温度，其进口焓值分别为 111.75 kJ/kg 和 118.47 kJ/kg，而饱和蒸汽出口焓值分别为 2767.8 kJ/kg和 2761.5 kJ/kg。在燃料发热量、蒸发量和介质进口焓值都较为相近的情况下，链条炉排锅炉消耗的燃料量为 495 kg/h。相比固定炉排所消耗的燃料量(540.4 kg/h)更少，因而链条炉排锅炉测试结果的热效率更高(76.98%)。

3.2. 反平衡测试结果

表 2 显示为两台锅炉的反平衡测试结果。固定炉排锅炉的反平衡测试效率为 69.15%，而链条炉排锅炉的效率为 80.52%。由各项热损失的情况来看，链条炉排锅炉的主要热损失为排烟损失 q2 (13.27%);而固定炉排的热损失主要有排烟损失 q2 和气体未完全燃烧损失 q3，分别为 13.78%和 10.89%。在其他热损失项相当的情况下，可见固定炉排效率较低的主要原因在于气体未完全燃烧损失 q3 处于较高水平。

综上所述，链条炉排锅炉的平均热效率为 78.75%，能满足 TSGG0002一2010《锅炉节能技术监督管理规程》对能效限定值(76%)的要求，相比固定炉排锅炉(70.10%)具有更高的热效率。

4. 结论

1) 就实验结果而言，在相近的负荷量、燃料发热量以及运行工况情况下，型号为 DZL4-1.25一BMF的生物质燃料锅炉热效率(78.75%)相比型号 DZG4-1.25一BMF (70.10%)更高，消耗的生物质燃料更少。

2) 型号 DZL4-1.25一BMF 的锅炉由于链条炉排的特点，能灵活控制生物燃料的输送量以及使燃料在炉排中能均匀分布，相比 DZG4-1.25一BMF 的固定炉排能更好地控制燃烧，减少排烟处 CO 含量，降低气体未完全燃烧损失。

3) 型号 DZL4-1.25一BMF 的锅炉，按照其测试数据情况来看，建议在运行过程中适当调节鼓引风量，降低过量空气系数，减少排烟损失。