生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)是利用桔梗、樹(shù)皮等燃料的化學(xué)能產(chǎn)出電能的工廠(chǎng),即為燃料的化學(xué)能→蒸汽的熱勢(shì)能→機(jī)械能→電能。在鍋爐中,燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝臒崮,在汽輪機(jī)中,蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩喿有D(zhuǎn)的機(jī)械能,在發(fā)電機(jī)中機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔。爐、機(jī)、電是生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)中的主要設(shè)備,亦稱(chēng)三大主機(jī)。輔助三大主機(jī)的設(shè)備稱(chēng)為輔助設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)輔機(jī)。主機(jī)與輔機(jī)及其相連的管道、線(xiàn)路等稱(chēng)為系統(tǒng)。國(guó)能生物發(fā)電集團(tuán)的原料就是桔梗、樹(shù)皮。桔梗、樹(shù)皮用車(chē)運(yùn)送到發(fā)電廠(chǎng)的草料場(chǎng),再用輸料輸送草料。最后送入鍋爐的爐膛中燃燒。燃料燃燒所需要的熱空氣由送風(fēng)機(jī)送入鍋爐的空氣預(yù)熱器中加熱,預(yù)熱后的熱空氣,經(jīng)過(guò)風(fēng)道一部分送入料倉(cāng)作干燥以及送料粉,另一部分直接引至燃燒器進(jìn)入爐膛。燃燒生成的高溫?zé)煔,在引風(fēng)機(jī)的作用下先沿著鍋爐的倒“U”形煙道依次流過(guò)爐膛,水冷壁管,過(guò)熱器,省煤器,空氣預(yù)熱器,同時(shí)逐步將煙氣的熱能傳給工質(zhì)以及空氣,自身變成低溫?zé)煔,?jīng)除塵器凈化后在排入大氣。桔梗、樹(shù)皮燃燒后生成的灰渣,其中大的灰子會(huì)因自重從氣流中分離出來(lái),沉降到爐膛底部的冷灰斗中形成固態(tài)渣,最后由排渣裝置排入灰渣溝,再由灰渣泵送到灰渣場(chǎng)。大量的細(xì)小的灰粒(飛灰)則隨煙氣帶走,經(jīng)除塵器分離后也送到灰渣溝。爐給水先 進(jìn)入省煤器預(yù)熱到接近飽和溫度,后經(jīng)蒸發(fā)器受熱面加熱為飽和蒸汽,再經(jīng)過(guò)熱器被加熱為過(guò)熱蒸汽,此蒸汽又稱(chēng)為主蒸汽。經(jīng)過(guò)以上流程,就完了燃料的輸送和燃燒、蒸汽的生成燃物(灰、渣、煙氣)的處理及排出。由鍋爐過(guò)熱氣出來(lái)的主蒸汽經(jīng)過(guò)主蒸汽管道進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹做功,沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī),從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。從汽輪機(jī)排出的乏汽排入凝汽器,在此被凝結(jié)冷卻成水,此凝結(jié)水稱(chēng)為主凝結(jié)水。主凝結(jié)水通過(guò)凝結(jié)水泵送入低壓加熱器,有汽輪機(jī)抽出部分蒸汽后再進(jìn)入除氧器,在其中通過(guò)繼續(xù)加熱除去溶于水中的各種氣體(主要是氧氣)。經(jīng)化學(xué)車(chē)間處理后的補(bǔ)給水與主凝結(jié)水匯于除氧器的水箱,成為鍋爐的給水,再經(jīng)過(guò)給水泵升壓后送往高壓加熱器,汽輪機(jī)高壓部分抽出一定的蒸汽加熱,然后送入鍋爐,從而使工質(zhì)完成一個(gè)熱力循環(huán)。循環(huán)水泵將冷卻水(又稱(chēng)循環(huán)水)送往凝結(jié)器,這就形成循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)以上流程,就完成了蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,電能,以及鍋爐給水供應(yīng)的過(guò)程。因此生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)是由爐,機(jī),電三大部分和各自相應(yīng)的輔助設(shè)備及系統(tǒng)組成的復(fù)雜的能源轉(zhuǎn)換的動(dòng)力廠(chǎng)。
一、鍋爐部分
1、整體概況
鍋爐是生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)的三大主要設(shè)備之一,他的作用是將水變成高溫高壓的蒸汽。鍋爐是進(jìn)行燃料燃燒、傳熱和使水汽化三種過(guò)程的總和裝置。
2、鍋爐系統(tǒng)
(1)汽水系統(tǒng):給水加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱的整個(gè)過(guò)程中的設(shè)備。由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、過(guò)熱器、再熱器等設(shè)備組成。
(2)風(fēng)煙系統(tǒng):風(fēng)經(jīng)過(guò)加熱,與燃料燃燒生成煙氣,煙氣放熱,排入大氣整個(gè)過(guò)程經(jīng)過(guò)的設(shè)備。
(3)制粉系統(tǒng):桔梗、樹(shù)皮磨制成料粉,再送入粉倉(cāng),爐膛整個(gè)過(guò)程中經(jīng)過(guò)的設(shè)備。
3、鍋爐本體設(shè)備結(jié)構(gòu)
(1)汽包的結(jié)構(gòu)和布置方式
汽包(亦稱(chēng)鍋通)是自然循環(huán)及強(qiáng)制循環(huán)鍋爐最終要的受壓組件,無(wú)汽包則不存在循環(huán)回路。汽包的主要作用有:是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱三個(gè)過(guò)程的連接樞紐,用它來(lái)保證過(guò)路正常的水循環(huán)。汽包內(nèi)部裝有汽水分離器及連續(xù)排污裝置,用以保證鍋爐正常的水循環(huán)。存有一定的水量,因而具有蓄熱能力,可緩和氣壓的變化速度,有利于鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)。
(2)下降管,爐水泵,定期排污
汽包底部焊有5根下降管管接頭,下降管安裝在汽包最底部,其目的是使下降管入口的上部有大的水層高度,有利于下降管進(jìn)口處工質(zhì)汽化而導(dǎo)致下降管帶汽
(3)水冷壁的結(jié)構(gòu),管徑,布置方式
爐膛四周爐墻上敷設(shè)的受熱面通常稱(chēng)為水冷壁。中壓自然循環(huán)鍋爐的水冷壁全部都是蒸發(fā)受熱面。高壓、超高壓和亞臨界壓力鍋爐的水冷壁主要是蒸發(fā)受熱面,在爐膛的上部常布置有輻射式過(guò)熱器,或輻射式再熱器。在直流鍋爐中,水冷壁既是水加熱和蒸發(fā)的受熱面,又是過(guò)熱器受熱面,但水冷壁仍然主要是蒸發(fā)受熱面。
(4)省煤器和空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)和布置方式
省煤器和空氣預(yù)熱器通常布置在鍋爐對(duì)流煙道的最后或?qū)α鳠煹赖南路。進(jìn)入這些受熱面的煙氣溫度較低,故通常把這兩個(gè)受熱面稱(chēng)為尾部受熱面或低溫受熱面。
省煤器是利用鍋爐尾部煙氣的熱量來(lái)加熱給水的一種熱交換裝置。它可以降低排煙溫度,提高鍋爐效率,節(jié)省燃料。由于給水進(jìn)入鍋爐蒸發(fā)受熱面之前,先在省煤器中加熱,這樣可以減少了水在蒸發(fā)受熱面內(nèi)的吸熱量,采用省煤器可以取代部分蒸發(fā)受熱面。而且,省煤器中的工質(zhì)是水,其溫度要比給水壓力下的飽和溫度要低得多,加上在省煤器中工質(zhì)是強(qiáng)制流動(dòng),逆流傳熱,傳熱系數(shù)較高。此外,給水通過(guò)省煤器后,可使進(jìn)入汽包的