秸秆锅炉的结构设计和工作原理

一、秸秆锅炉结构设计

秸秆成型燃料锅炉通常由上炉门和中炉门以及下炉门、上炉排等多个部门构成，具体结构见图1。

图1 秸秆成型燃料锅炉结构示意图

秸秆发电锅炉主要选择双层炉排结构，也就是在手烧炉排的相应高度上设置一道水冷却钢 管方式的炉排。通常情况下，双层炉排中上炉门要打开，主要功能就是投燃料和有效供应空气。而 中炉门的功能就是合理调整下炉排中燃料燃烧以及清除灰渣，其只在点火和清渣过程中才会打开。 另外，秸秆成型燃料锅炉中下炉门的功能就是排灰和供应少许空气，在工作运行状况下微微打开， 而开度应该依据下炉排中具体燃烧情况而确定。上炉排的空间与风室大致相同，而上炉排和下炉排 间存在的空间使炉膛，在后墙中应该设置烟气出口，同时烟气出口不可以过高，从而防止烟气短路， 严重影响可燃气体的充分燃烧与火焰充满炉膛，同时也不可以偏低，确保下炉排中灰渣层的厚度可以满足相关要求。

二、工作原理

对于双层炉排结构的秸秆成型燃料锅炉而言，工作原理指粒径秸秆的成型燃料利用上炉门加入 炉排中进行吸燃烧，此种状况下上炉排所漏下的秸秆屑与灰渣就会在下炉排中持续燃烧与燃尽。同 时秸秆成型燃料可以在上炉排中燃烧过后，产生烟气与一些可燃气体经过燃料层和灰渣层而进入到 上炉排和下炉排之间炉膛实现燃烧，还会和上炉排中燃料燃烧过程中形成的烟气通过炉排之间的出 烟口输送至燃尽室与受热面。此种燃烧方法，可以保证秸秆成型燃料实现分布燃烧，有效确保秸 秆成型燃料的均匀燃烧，实现燃烧需氧和供氧的合理匹配，加强秸秆成型燃料燃烧的稳定性，充分 发挥消烟除尘功能。

三、锅炉炉膛设计

炉膛体积与炉排面积作为秸秆成型燃料锅炉炉膛关键参数，而利用下述公式可以有效计算出秸秆成型燃料锅炉炉膛和炉排具体尺寸。

R=BQ(net-ar)/qR V=BQ(net-ar)/RV

上述公式中，R 表示秸秆成型燃料锅炉的炉排面积，单位是 m2，V 表示秸秆成型燃料锅炉炉膛容积，单位是 m3，Q(net-ar)表示净发热量，单位是 KJ·kg-1。将相应参数代入到公式中可以有效计算出秸秆成型燃料锅炉的炉排和炉膛具体尺寸。

四、秸秆成型燃料锅炉的辐射受热面积设计

秸秆成型燃料锅炉通常以辐射换热方式作为主体的换热面，其称之为辐射换热面，同时还称之为水冷壁。此受热面具体大小一般由热力进行计算确定。为了保证秸秆成型燃料锅炉的炉温，一定要实现秸秆成型燃料的充分燃烧，并且在炉膛中设置将上炉排建立成辐射受热面。

五、秸秆成型燃料锅炉的对流受热面积设计

秸秆成型燃料锅炉以对流方式作为主体的换热面称之为对流受热面，同时也称之为对流管束。秸秆成型燃料锅炉的对流受热面积具体大小可以利用相关公式进行计算，综合分析换热量具体大小和烟气流速以及后部空间运用情形，双层炉排结构秸秆成型燃料锅炉选择烟管串联布局方式。

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