灰色秸秆生物质电厂燃料输送系统布置设计

2014-04-15李然，龙卫

吉林电力 2014年3期

李然，龙卫

（吉林省电力勘测设计院，长春 130022）

随着国家可再生能源的开发利用及节能减排工作的进一步开展，近年来新建和在建的秸秆生物质电厂不断增加。秸秆发电可以大量减少燃煤电厂粉煤灰、粉尘及SO2的排放、减少环境污染、解决能源短缺问题。秸秆属“生物质”，包括玉米、小麦、水稻、大豆秸秆、棉花秸秆、树枝林业废弃物等多种作物的茎秆。通常将玉米、小麦、水稻、大豆秸秆称为黄色秸秆，棉花秸秆、树枝林业废弃物称为灰色秸秆。单纯燃用灰色秸秆的生物质电厂采用散料不打包由汽车运输进厂的方式，我国早期建成投产的秸秆生物质电厂多为灰色秸秆生物质电厂。由于秸秆生物质电厂在我国建成的时间较短，燃料输送系统设计也同样属于新的领域，还没有成熟的经验，处于摸索阶段。以下介绍灰色秸秆生物质电厂燃料输送系统设计布置。

1 燃料输送系统组成

灰色秸秆燃料输送系统设计包括料场卸储设备、给料设备、破碎设备、输送设备、计量设备及除铁设施的布置设计。料场卸储设备完成卸车、上料、贮料等作业；给料设备将储料斗的秸秆均匀地输送到带式输送机上；破碎设备将不满足锅炉燃烧要求的秸秆破碎到规定的尺寸；输送设备将秸秆输送到锅炉房。计量设备通常采用电子皮带秤，除铁设施采用一级带式或盘式电磁除铁器。

2 料场卸储设备布置设计

燃用灰色秸秆的生物质电厂进厂的燃料通常为破碎后尺寸小于100mm的散料，在电厂内通常设置秸秆储料棚用于储存干料秸秆，其余厂内空地设置露天储料场。单台130t／h锅炉燃用灰色秸秆生物质电厂料场设备设计通常在灰色储料棚内设置2台或3台起重量5t、起升高度10m、跨度31.5m的桥式抓斗起重机，用作上料、贮料、卸料等作业。秸杆抓斗起重机抓斗采用闭式爪式结构，另外设置设有轻型装载机作为料场辅助设备完成灰色秸秆卸车、存料、上料、整备等功能。

3 给料设备的的布置设计

给料斗下部设计上通常采用的给料设备为螺旋给料机、组合式给料机或活底料仓给料机3种，使用最多的给料设备是螺旋给料机。单台130t／h灰色秸秆生物质锅炉通常设置一套双路秸秆上料系统，每套双路秸秆上料系统设置2个上料斗用来接受木质灰色秸秆、稻壳、玉米芯等燃料。每个料斗下部采用1台螺旋给料机作为给料设备。螺旋给料机采用变频调速，每台螺旋给料机出力按（15～25）t／h可连续调节。经过运行发现，驱动装置及螺旋体布置平行于下部秸秆带式输送机的方式更有利于秸秆下料通畅，近期设计的秸秆螺旋给料机通常采用这种形式。

组合式给料机是秸秆料斗下部的另一种给料设备，组合式给料机的工作原理是秸秆料斗下部设置1台链式给输送机，链式给输送机驱动装置设置于头部，链式输送机带动刮料板将料斗中的秸秆物料输送到下一级的带式输送机上，链式输送机上部设有拨料装置，起到辅助上料的作用。组合式给料机的特点是料斗储量大，因此设备出力高，每台最大出力可达50t／h，是常用给料设备。

4 破碎设备布置设计

设计采取在厂内燃料输送系统中在线破碎，秸秆破碎机的设计选型为进口秸秆破碎机和国产秸秆破碎机2种。国能集团早期的破碎设备采用的是最大出力15－25t／h的M＆J4000秸秆破碎机，其构造为破碎台上安装有2个刀轴，每个刀轴上有若干个刀，能够正向和反向旋转，与破碎台底座的固定刀一起，通过撕破，扯碎，切割的作用，将灰色秸秆破碎成小于100mm的小段。该秸秆破碎机技术成熟，有多年欧洲运行检验。随着国内制造厂对进口秸秆破碎机的技术特点的研究开发和吸收，我国生产出了与进口秸秆破碎机原理基本相同的大出力秸秆破碎机，但设备部件运行周期短的问题没有得到根本解决。目前新建的灰色秸秆的生物质电厂，通常采用在厂外秸秆储料场破碎秸秆的方式，厂内燃料输送系统设计中不在线设置秸秆破碎机，只是在储料棚内设置一台秸秆破碎机用来破碎进厂的超过锅炉燃用要求尺寸的灰色秸秆。

5 输送设备的布置设计

输送设备最常用的是带式输送机，绝大多数设计上采用普通型带式输送机，少数电厂受厂区总平面布置的限制在设计中采用大倾角带式输送机。通过一个阶段的运行，发现大倾角带式输送机头部撒料严重，引起粉尘飞扬，因此燃料输送系统工艺布置设计上应尽量避免采用大倾角带式输送机。单台130t／h锅炉通常采用一套双路的B＝1200mm或B＝1400mm的带式输送机，设备综合出力15～40 t／h，上料系统的2台固定式带式输送机同时运行。另一个值得注意的是燃料输送设备设计布置应尽量避免落料点交叉，运行发现由于秸秆的重量很轻，很容易在落料处堆积，影响物料的输送而发生堵料问题。灰色秸秆比黄色秸秆摩擦系数大输送更稳定，已投产运行的输送灰色秸秆带式输送机在倾角24°下可保证稳定运行。另一种输送设备是螺旋输送机，采取不等螺距的设计理念，设备运行状况尚可。