生物质固体燃料燃烧计算刘心志2024年12月18日重庆一燃料特征二性能指标三热解气四燃烧计算三燃料特征生物质固体燃料的基挥发分极高Vdaf≈85%FCdaf≈15%荒气乏汽挥发分气化气燃烧高温烟气烟气冷却与净化排烟飞灰灰化燃烧造气燃烧炭化燃烧直接燃烧固体转化区(造气区)炭灰造气炉造气区荒气通道燃烧区高温烟气烟气冷却区排烟燃烧室燃烧区生物质炭生物质灰炭化干燥灰化生物质粗焦油燃料焦炭干料燃烧工艺流程通用模型原理性节点逻辑图流量节点M01生物质燃料MO2造气操作气MO3固态残余物MO4荒气M05粉尘MO6荒气凝结液M07燃气MO8燃烧操作气MO9烟气MO2E01E03MO8M01M04MO7M09造气炉燃烧室E04MO3E02M05E07E05MO6E06E08热流节点E01造气炉间接加热热流E02造气炉壁面散热热流E03荒气通道伴热热流E04荒气通道壁面散热热流E05荒气冷却热流E06荒气冷凝热流E07燃烧室内壁吸热热流E08燃烧室外壁散热热流炭化直接燃烧气源空气、循环烟操作气通道乏汽、湿空气炭化造气燃烧灰化直接燃烧烟囱灰化造气燃烧炉前仓粒体粉体生物质燃烧装置本体黑箱模型烟烟气通道灰粗具油炭渣通道炭仓渣库料通道炭水冷燃烧室燃烧室与辐射受热面合体，M09与M10重合绝热燃烧室燃烧室与辐射受热面分离预燃室型燃烧室绝热燃烧室与水冷燃烧室串联燃烧产物烟气烟气通道M13M14M15引风机M17飞灰再循环烟气E15M15aE13M12Ma4E11▲▲E12Mb3E09Mb2Ma1E141Ma5E▲辐射受热面M10是关键节点脱硝反应器尾部受热面Mb1M09除尘器主对流受热面M10M11烟囱Ma3Ma210典型的非水小分子化合物(干燥挥发分)含硫化合物含氮化合物低碳脂肪酸低碳醇、醚、醛、酮低碳脂肪烃低碳芳香烃干燥乏汽生物质固体燃料基:有嗅感乏汽中含有非水组分生物质固体燃料的“湿分“不同于”水分”,堆储过程中非水小分子化合物含量不稳定15194700600温度(O典型的草木类生物质热重曲线52%别。-3800WTMh物的承2CHNmt燃烧产物生物质炭(半炭、半焦、焦炭的混合物)生物质固体燃料基本特征之三：生物质炭是副产品固定碳流失、灰分熔化焦炭二氧化硅从无定形态转化为晶态炭化温度/℃900℃780℃600℃380℃330℃280℃失重峰不稳定热解温区半炭机械强度开始明显下降钾元素开始析出半焦——KCl(s)——K₂SO₄(S)——K₂O·SiO₂(s)KCl(g)(KCD₂(g)KOH(g)一-K₂SO₄1)K₂SO₄(g)--K₂O·SiO₂(1)KOH(g)K₂O·SiO₂(1)KCl(s)K₂SO₄(s)KCl(g)K₂O·SiO₂(s)K₂SO₄(1)(KCI₂Q)K₂SO₄(g)500600700800900100011001200130014001500颗粒温度/℃燃烧产物生物质灰生物质固体燃料基本特征之四灰渣与燃烧过程相关生物质含氯、钾、硫元素，灰化阶段的灰渣产率和灰熔点都是可变的过程参数。100-90-8070-60-50-40-30-20-10-0-400占总钾的份额/%新心志，王甜，邓言邱，自动控制与调节稳定性2024年12月14日南京稳定性是基石，经济性是终端目标三性能指标生物质固体燃料燃烧装置性能指标体系《生物质直燃发电机组技术升级第1部分稳定性》灵活性清洁性经济性江苏省可再生新源学会第西生物质能学术年会(2024年)特约论文生物质直燃发电机组技术升级第1部分稳定性可靠性安全性a序号名称单位ECR工况50%ECR工况MIN工况123456损害燃烧室出口烟气氧量真值燃烧室出口烟气一氧化碳浓度真值燃烧室负压真值%mg/m³Pa<3.5<1000至-100至5>24<1<3.5<1000至-100至5>24<3.5<1000至-100至<0.05燃烧室负压振荡幅度燃烧室负压振荡基频燃烧室出口烟气一氧化碳浓度漂移速率烧痰糕烟氢氰量漂婺读产素PaHzmg/m³min%/min<0.05<0.05①外部扰动湿分波动、环境空气参数波动(温度、压力、湿度等)…②内部扰动有害相变事件、有害相貌事件、自激振荡事件……生物质燃烧装置燃烧稳定性指标(期望值)te序号事件名称相变过程相变物质发生位置危害性1结渣事件固-液相变(熔化)复合盐类(氯盐、硫酸盐、硅酸盐等床层、燃烧室堵塞2结霜事件气-固相变(凝华)氯盐、氢氧化钾等床层、燃烧室、受热面堵塞、腐蚀3结露事件气-液相变(凝结)木沥青、水蒸气、硫氧化物、氯化氢等荒气通道、低温受热面堵塞、腐蚀氯氯化氢、氯气；钾、钠、钙、镁的氯化物；铁、铜、锌、铅、铬的氯化物钾：氯化钾、氢氧化钾、硫酸钾、亚硫酸钾、硅酸钾有害相变事件(粘结性沉积事件、离子...