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[摘 要]鉴于我国对工业锅炉燃烧提出节能环保要求的情况，本文将参考相关资料着重研究工业锅炉生物质燃烧利用技术。
[关键词]燃煤工业锅炉；生物质；生物质成型燃料；生物质燃烧技术
中图分类号：TK224.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）22-0029-01
燃煤工业锅炉燃烧过程中会排放出大量的污染气体，造成严重的环境污染。在我国大力提倡节能环保的今天，利用清洁燃料代替煤来进行工业锅炉燃烧是非常必要的。参考相关资料，对能够代替煤的清洁能源予以分析，天然气、柴油、电力等能源均可使用，但天然气、石油对外依存度高，而电力供需矛盾突出，成本较高。所以，生物质资源的应用最为适合的。
一、工业锅炉生物质燃烧利用技术
（一）常见生物质的燃烧分析与燃烧特性分析
生物质与煤的燃烧过程非常相似，大致分为预热干燥、揮发分的析出、燃烧与焦炭形成和剩余焦炭的燃烧、燃尽等几个阶段。从这一方面来说，利用生物质代替煤是非常适合的。但在燃烧程度方面，生物质要低于煤的燃烧效果，也就是生物质的挥发分析出温度远低于煤，着火燃烧低，燃尽温度低，燃烧温度区间较短，所以将生物质应用到工业锅炉之中，不能达到预期的燃烧效果。除此之外，生物质灰熔点较低，在锅炉中燃烧容易结焦，污染受热面；生物质灰中含有金属K、Na，在燃烧过程汇总的挥发迁徙极易造成聚团、结渣和腐蚀等。所以，要想使生物质有效的应用于工业锅炉燃烧之中，需要加强工业锅炉生物质燃烧利用技术的研究[1]。
（二）生物质直接燃烧技术
生物直接燃烧技术是最早被采用的生物质能利用的技术，其有效应用，能够使生物质的利用效率较高，所产生的热效率高达80～85%。从目前生物质直接燃烧技术应用实际情况来看，它主要有以下几种，即：
1.层燃技术
层燃技术是将燃料置于固定或者移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的料层，空气从炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧反应，与一次配风相混合，逐步地进行干燥、热解、燃烧及还原过程，可燃气体与二次配风在炉排上方的空间充分混合燃烧。基于此，可以确定层燃技术的应用，可以使生物质得到充分的燃烧，从而满足工业锅炉燃烧需求，同时此项技术还具有燃烧方式简单、设备成本低等特点，这使得此项技术被广泛的应用[2]。
我国学者参考国内外相关经验，对生物质层燃技术进行了深入的研究，开发出适用于不同生物质燃料的层燃锅炉，在炉膛结构、炉排结构、炉拱结构及送风方式等方面均有所不同，这使得工业锅炉能够对生活垃圾、农林废弃物等生物质进行燃烧，从而满足工业生产需要。但总体来说，我国生物质层燃技术距国外相比还有一定的差距，相关学者及研究人员应一直致力于此项技术的研究。
2.流化床燃烧技术
流化床燃烧技术是指把燃料放在燃烧室床层上，在通过布置在炉底的布风板送出的高速气流作用下，形成流态化的悬浮层，进行流态化燃烧。通过对此项技术实际应用情况的了解与分析，此项技术具有较高的应用价值，一方面是流化床燃烧的过程中床内工质颗粒激烈扰动，能够让高温烟气、空气与燃料充分混合，使生物质燃料得以充分燃烧，提高生物质锅炉的效率。另一方面是流化床锅炉的应用，能够生物质维持在850摄氏度稳定燃烧的状态，让燃料燃尽，减少和等有害气体的生成，创造了较高的经济效益和环保效益[3]。
（三）生物质成型燃料燃烧技术
国家能源局、环境保护部《关于开展生物质成型燃料锅炉供热示范项目建设的通知》的实施，大力推进生物质成型燃料锅炉供热示范项目，这使得生物质成型燃料燃烧技术得以被推广和应用。生物质成型燃料是由生物质原料加工处理制成的，它具有体积小、密度大、热值高、储运方便、使用方便、卫生、燃烧持续稳定、燃烧效率高等特点，这使其被视为一种清洁能源[4]。
立足于现实层面，对我国生物质成型燃料燃烧技术应用实际情况予以了解和分析，发现生物质成型燃料的利用率不够高。经过进一步分析，主要是生物质成型燃料加工成本较高，并且其燃烧效果不能与煤相媲美。但从日本、美国、欧洲等国家生物质成型燃料应用情况予以了解，发现此燃料的利用率较高，广泛应用于加热、供暖、干燥、发电等领域之中。对比分析，确定主要是我国生物质成型燃料燃烧设备还不成熟。对此，我国相关学者及研究人员应当加强对生物质成型燃料燃烧设备的研究，优化设计炉内空气流动场分布、受热面布置、炉排结构、炉膛温度场和浓度场分布、过量空气系数大小等方面。
二、工业锅炉中生物质燃烧利用的建议
总体来讲，工业锅炉中生物质燃烧利用是非常可行性的，也将成为工业锅炉燃烧的趋势之一。所以，应当高度关注和研究工业锅炉中生物质燃烧利用。笔者参考相关资料，提出的建议是：
其一，生物质种类繁多，不同种类的生物质燃料特性和燃烧特性差别很大，对生物质燃烧设备和燃烧技术的要求不一样。为了使工业锅炉生物质燃烧利用技术能够充分发挥作用，应当注意对不同种类生物质燃料的燃烧特性予以了解，进而研制并且应用相适应的燃烧设备。
其二，当前生物质燃烧技术研究越来越深入，但缺少对生物质收集、处理技术及生物质成型燃料制造方面的研究。所以，为了真正提高工业锅炉生物质燃烧利用效果，还要注意加强对生物质收集、处理技术及生物质成型燃料制造等方面的研究[5]。
其三，容量不同的生物质成型燃料锅炉选用的燃烧方式不一样。所以，出于保证工业锅炉燃烧利用效果，还要对不同生物质成型燃料的特性及所选用的锅炉予以了解，从提高燃烧效果的角度出发来探究可行性较高的燃烧方式。
结束语
经过本文一系列分析，确定在我国对工业锅炉燃烧提出节能环保要求的情况下，利用清洁能源来代替煤作为锅炉燃烧燃料是非常必要的。而生物质就是非常适合的燃料。但从生物质的燃烧特性来看其不能达到煤燃烧的效果。对此，应当加强对工业锅炉生物质燃烧利用技术的研究，如生物质直接燃烧技术、生物质成型燃料燃烧技术等，为实现工业锅炉燃烧高效、节能、环保创造条件。
参考文献
[1] 刘洪龙，商桂新，牛国蕾.工业锅炉生物质与燃煤混燃技术[J].煤气与热力，2008，（6）：1-3.
[2] 宋永利，杨丽华.工业锅炉生物质燃烧技术[J].节能技术，2003，（3）：44-45.
[3] 孙冠中.生物质燃料特性的实验测定及生物质电站设备防腐涂层研究[D]：华北电力大学；华北电力大学（北京），2016.
[4] 王健，王红.工业锅炉生物质燃烧利用技术研究[C]中国工程院2015：1-5.
[5] 王健，康丽惠，田丰.工业锅炉生物质燃烧利用技术研究[J].上海节能，2016，（8）：454-458.
[关键词]燃煤工业锅炉；生物质；生物质成型燃料；生物质燃烧技术
中图分类号：TK224.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）22-0029-01
燃煤工业锅炉燃烧过程中会排放出大量的污染气体，造成严重的环境污染。在我国大力提倡节能环保的今天，利用清洁燃料代替煤来进行工业锅炉燃烧是非常必要的。参考相关资料，对能够代替煤的清洁能源予以分析，天然气、柴油、电力等能源均可使用，但天然气、石油对外依存度高，而电力供需矛盾突出，成本较高。所以，生物质资源的应用最为适合的。
一、工业锅炉生物质燃烧利用技术
（一）常见生物质的燃烧分析与燃烧特性分析
生物质与煤的燃烧过程非常相似，大致分为预热干燥、揮发分的析出、燃烧与焦炭形成和剩余焦炭的燃烧、燃尽等几个阶段。从这一方面来说，利用生物质代替煤是非常适合的。但在燃烧程度方面，生物质要低于煤的燃烧效果，也就是生物质的挥发分析出温度远低于煤，着火燃烧低，燃尽温度低，燃烧温度区间较短，所以将生物质应用到工业锅炉之中，不能达到预期的燃烧效果。除此之外，生物质灰熔点较低，在锅炉中燃烧容易结焦，污染受热面；生物质灰中含有金属K、Na，在燃烧过程汇总的挥发迁徙极易造成聚团、结渣和腐蚀等。所以，要想使生物质有效的应用于工业锅炉燃烧之中，需要加强工业锅炉生物质燃烧利用技术的研究[1]。
（二）生物质直接燃烧技术
生物直接燃烧技术是最早被采用的生物质能利用的技术，其有效应用，能够使生物质的利用效率较高，所产生的热效率高达80～85%。从目前生物质直接燃烧技术应用实际情况来看，它主要有以下几种，即：
1.层燃技术
层燃技术是将燃料置于固定或者移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的料层，空气从炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧反应，与一次配风相混合，逐步地进行干燥、热解、燃烧及还原过程，可燃气体与二次配风在炉排上方的空间充分混合燃烧。基于此，可以确定层燃技术的应用，可以使生物质得到充分的燃烧，从而满足工业锅炉燃烧需求，同时此项技术还具有燃烧方式简单、设备成本低等特点，这使得此项技术被广泛的应用[2]。
我国学者参考国内外相关经验，对生物质层燃技术进行了深入的研究，开发出适用于不同生物质燃料的层燃锅炉，在炉膛结构、炉排结构、炉拱结构及送风方式等方面均有所不同，这使得工业锅炉能够对生活垃圾、农林废弃物等生物质进行燃烧，从而满足工业生产需要。但总体来说，我国生物质层燃技术距国外相比还有一定的差距，相关学者及研究人员应一直致力于此项技术的研究。
2.流化床燃烧技术
流化床燃烧技术是指把燃料放在燃烧室床层上，在通过布置在炉底的布风板送出的高速气流作用下，形成流态化的悬浮层，进行流态化燃烧。通过对此项技术实际应用情况的了解与分析，此项技术具有较高的应用价值，一方面是流化床燃烧的过程中床内工质颗粒激烈扰动，能够让高温烟气、空气与燃料充分混合，使生物质燃料得以充分燃烧，提高生物质锅炉的效率。另一方面是流化床锅炉的应用，能够生物质维持在850摄氏度稳定燃烧的状态，让燃料燃尽，减少和等有害气体的生成，创造了较高的经济效益和环保效益[3]。
（三）生物质成型燃料燃烧技术
国家能源局、环境保护部《关于开展生物质成型燃料锅炉供热示范项目建设的通知》的实施，大力推进生物质成型燃料锅炉供热示范项目，这使得生物质成型燃料燃烧技术得以被推广和应用。生物质成型燃料是由生物质原料加工处理制成的，它具有体积小、密度大、热值高、储运方便、使用方便、卫生、燃烧持续稳定、燃烧效率高等特点，这使其被视为一种清洁能源[4]。
立足于现实层面，对我国生物质成型燃料燃烧技术应用实际情况予以了解和分析，发现生物质成型燃料的利用率不够高。经过进一步分析，主要是生物质成型燃料加工成本较高，并且其燃烧效果不能与煤相媲美。但从日本、美国、欧洲等国家生物质成型燃料应用情况予以了解，发现此燃料的利用率较高，广泛应用于加热、供暖、干燥、发电等领域之中。对比分析，确定主要是我国生物质成型燃料燃烧设备还不成熟。对此，我国相关学者及研究人员应当加强对生物质成型燃料燃烧设备的研究，优化设计炉内空气流动场分布、受热面布置、炉排结构、炉膛温度场和浓度场分布、过量空气系数大小等方面。
二、工业锅炉中生物质燃烧利用的建议
总体来讲，工业锅炉中生物质燃烧利用是非常可行性的，也将成为工业锅炉燃烧的趋势之一。所以，应当高度关注和研究工业锅炉中生物质燃烧利用。笔者参考相关资料，提出的建议是：
其一，生物质种类繁多，不同种类的生物质燃料特性和燃烧特性差别很大，对生物质燃烧设备和燃烧技术的要求不一样。为了使工业锅炉生物质燃烧利用技术能够充分发挥作用，应当注意对不同种类生物质燃料的燃烧特性予以了解，进而研制并且应用相适应的燃烧设备。
其二，当前生物质燃烧技术研究越来越深入，但缺少对生物质收集、处理技术及生物质成型燃料制造方面的研究。所以，为了真正提高工业锅炉生物质燃烧利用效果，还要注意加强对生物质收集、处理技术及生物质成型燃料制造等方面的研究[5]。
其三，容量不同的生物质成型燃料锅炉选用的燃烧方式不一样。所以，出于保证工业锅炉燃烧利用效果，还要对不同生物质成型燃料的特性及所选用的锅炉予以了解，从提高燃烧效果的角度出发来探究可行性较高的燃烧方式。
结束语
经过本文一系列分析，确定在我国对工业锅炉燃烧提出节能环保要求的情况下，利用清洁能源来代替煤作为锅炉燃烧燃料是非常必要的。而生物质就是非常适合的燃料。但从生物质的燃烧特性来看其不能达到煤燃烧的效果。对此，应当加强对工业锅炉生物质燃烧利用技术的研究，如生物质直接燃烧技术、生物质成型燃料燃烧技术等，为实现工业锅炉燃烧高效、节能、环保创造条件。
参考文献
[1] 刘洪龙，商桂新，牛国蕾.工业锅炉生物质与燃煤混燃技术[J].煤气与热力，2008，（6）：1-3.
[2] 宋永利，杨丽华.工业锅炉生物质燃烧技术[J].节能技术，2003，（3）：44-45.
[3] 孙冠中.生物质燃料特性的实验测定及生物质电站设备防腐涂层研究[D]：华北电力大学；华北电力大学（北京），2016.
[4] 王健，王红.工业锅炉生物质燃烧利用技术研究[C]中国工程院2015：1-5.
[5] 王健，康丽惠，田丰.工业锅炉生物质燃烧利用技术研究[J].上海节能，2016，（8）：454-458.