生物质锅炉技术

系统介绍锅炉的基本理论知识

详细讲解锅炉的操作规程

校企合作理论联系实际

前 言

生物质作为一种重要的可再生能源，其开发利用日益受到社会的重视，生物质锅炉作为生物质能源清洁燃烧的重要设备，得到了快速发展和大力推广应用。为满足从事生物质锅炉运行、安装、调试、管理等方面工作人员的需要，湖南人文科技学院能源与动力工程教研室部分教师与理昂生态能源股份有限公司技术人员，共同编写了《生物质锅炉技术》一书，全面介绍了生物质锅炉的基本知识和使用技术。

全书共分为两篇，第一篇主要介绍了生物质能源发电技术、生物质燃烧发电系统及技术经济性评价、生物质及燃烧计算、锅炉热平衡计算、循环流化床内的气固两相流动、生物质循环流化床锅炉传热等锅炉的基本理论知识；第二篇主要介绍循环流化床锅炉概况、设备的简要特性、锅炉机组的启动、流化床锅炉燃烧调整、锅炉运行中的监视与调整、锅炉机组的停运、锅炉事故处理等锅炉的操作规程。

本书由刘海力担任主编，林道光、许君担任副主编，参与编写的还有黎娇、毛永宁、曾稀、严中俊、陆卓群、杨正德、陈旺。具体编写章节分配如下：第一章由湖南人文科技学院黎娇编写，第二章由湖南人文科技学院毛永宁编写，第三章由湖南人文科技学院曾稀编写，第四章由湖南人文科技学院林道光编写，第五章由湖南人文科技学院刘海力、严中俊编写，第六章由湖南人文科技学院陆卓群编写，第七至十三章由刘海力和理昂生态能源股份有限公司许君副总工程师共同编写。全书由刘海力和林道光统稿。

本书引用了大量的文献资料，重点参考了叶江明主编的《电厂锅炉原理及设备》、杨建华主编的《循环流化床锅炉设备及运行》等教材，在此向有关作者及单位深表感谢。

限于作者的水平，书中难免有疏误之处，恳请同行和读者批评指正。

编 者

2019年1月

前言
第一篇 基本理论

第一章 绪论 1
第一节 生物质概述 1
一、生物质和生物质能的概念 1
二、生物质资源的具体形式 1
三、生物质能的特点 2
第二节 中国发展生物质发电产业的意义 2
一、生物质发电可作为中国可靠的绿色
电力保障 2
二、生物质发电有助于节能减排，保护
生态环境 2
三、生物质发电在解决“三农”问题和扩大
可持续能源利用方面发挥重要作用 2
第三节 国内外生物质发电技术的发展现状 3
一、生物质发电的技术分类 3
二、国外生物质发电技术发展现状 3
三、中国生物质发电技术发展状况 6
第四节 生物质发电产业存在的问题及发展
趋势 9
一、生物质发电产业存在的问题 9
二、中国生物质发电产业的发展趋势 10
思考题 10
第二章 生物质燃烧发电系统及技术经济性评价 11
第一节 生物质燃烧发电系统 11
一、原料收集与输运系统 11
二、预处理系统 12
三、储存与给料系统 13
四、生物质燃烧系统（技术） 13
五、热利用系统 16
六、烟气处理系统 16
第二节 生物质燃烧发电项目的经济性评价 17
一、经济性评价方法 18
二、生物质直接燃烧发电工程经济性分析 18
三、生物质燃烧发电技术经济指标及存在
的问题 20
第三节 生物质发电参与清洁发展机制 21
思考题 22
第三章 生物质及燃烧计算 23
第一节 生物质组成和结构 23
一、可燃质 23
二、无机物 24
三、水分 25
第二节 生物质物理和化学特性 26
一、生物质的物理特性 26
二、生物质的化学特性 28
第三节 生物质元素和工业分析 32
一、生物质元素分析 32
二、生物质工业分析 36
第四节 燃料燃烧计算 40
一、燃烧所需空气量 40
二、燃烧产生的烟气量的计算 42
三、飞灰浓度的计算 44
思考题 44
第四章 锅炉热平衡计算 46
第一节 锅炉热平衡 46
一、锅炉热平衡的概念 46
二、锅炉热平衡的意义 47
第二节 锅炉输入热量和有效利用热量 47
一、锅炉输入热量 47
二、锅炉有效利用热量 48
第三节 锅炉的各项热损失 48
一、机械不完全燃烧热损失 48
二、化学不完全燃烧热损失 50
三、排烟热损失 51
四、散热损失 52
五、灰渣物理热损失 54
第四节 锅炉效率及燃料消耗量计算 55
一、锅炉效率的计算方法 55
二、锅炉燃料消耗量 55
思考题 56
第五章 循环流化床内的气固两相流动 57
第一节 粉体颗粒的物理特性 57
一、单颗粒的物理特性 57
二、粉体颗粒群的物理特性 59
三、颗粒分类 62
第二节 流态化过程的基本原理 64
一、流态化现象 64
二、流化床分类 64
三、流化床的特点 66
四、非正常流化的几种状态 68
第三节 流化床流体动力特性参数 72
一、床层压降、膨胀比及空隙率 72
二、临界流化速度 75
三、最小鼓泡速度 76
四、颗粒终端速度 77
五、颗粒的夹带与扬析 78
第四节 循环流化床炉内的气固流动 80
一、循环流化床锅炉气固流动的特点 80
二、循环流化床内轴向流运结构 81
三、密相区的流动 81
四、稀相区的流动 83
五、循环流化床锅炉炉内气固流动的整体
特性 85
思考题 86
第六章 生物质循环流化床锅炉传热 87
第一节 循环流化床锅炉的传热分析 87
一、循环流化床的主要传热过程 87
二、影响循环流化床传热的主要因素 91
第二节 循环流化床锅炉的传热计算 94
一、炉膛受热面的吸热量计算 94
二、宽筛分传热模型 96
三、工业简化模型 101
四、尾部受热面传热计算 102
思考题 105

第二篇 循环流化床锅炉基础及操作规程

第七章 循环流化床锅炉概况 107
第一节 基础知识 107
一、循环流化床锅炉概念 107
二、循环流化床锅炉主要设备 107
三、循环流化床锅炉辅机配置及作用 108
四、流化床锅炉床温 110
五、流化床锅炉床压 110
六、流化床锅炉的作用 110
七、锅炉的概念 111
八、锅炉的分类 111
第二节 循环流化床锅炉几个常用名词 112
一、固体物料的流态化 112
二、料层差压 112
三、流化床锅炉的稀相区 112
四、流化床锅炉的密相区 112
五、物料的循环倍率 112
六、高温结焦 113
七、低温结焦 113
八、CFB锅炉主要燃烧区域 113
九、炉膛差压 113
十、中低温烘炉 113
十一、临界流化风量 113
第三节 流化床锅炉系统及其作用 113
一、循环流化床锅炉系统 113
二、各系统设备作用 115
第四节 各系统工艺流程 118
一、输料系统工艺流程 118
二、燃油系统工艺流程 118
三、压缩空气系统工艺流程 118
四、汽水系统流程 119
五、风烟系统流程 119
思考题 120
第八章 设备的简要特性 121
第一节 设备概况 121
一、锅炉简述 121
二、锅炉基本尺寸 121
三、燃料设计 121
第二节 锅炉整体布置简述 122
一、汽包及内部装置 122
二、炉膛 123
三、旋风分离器 123
四、返料器 124
五、过热器 125
六、省煤器 125
七、空气预热器 125
第三节 设计规范 126
一、锅炉主要设计参数 126
二、锅炉热效率 126
三、承压部件及受热面 127
四、主要辅机设备规范 127
五、点火用油参数 128
第四节 DCS安全联锁控制及保护 128
一、引风机 128
二、罗茨风机 129
三、一次风机 129
四、二次风机 129
五、自动MFT产生条件 129
六、手动MFT 130
七、注意事项 130
八、锅炉MFT保护逻辑 130
思考题 130
第九章 锅炉机组的启动 131
第一节 锅炉冷态启动前的检查 131
一、燃烧室的检查 131
二、水冷风室及风道检查 131
三、烟道的检查 131
四、汽包水位计检查 132
五、引风机检查 132
六、一次风机检查 132
七、二次风机检查 133
八、罗茨风机检查 133
九、热工仪表及控制设备检查 134
十、压力表检查 134
十一、膨胀指示器检查 134
十二、燃油系统检查 134
十三、给料系统检查 135
十四、空压机检查 135
十五、除尘及输灰系统检查 135
十六、汽水系统检查 135
第二节 锅炉冷态启动前的准备与试验 137
一、启动前的准备 137
二、布风板阻力特性试验 137
三、料层阻力特性试验 138
四、锅炉上水 138
五、水压试验 138
六、转动设备的试运转 140
七、锅炉保护及转动设备联锁试验 140
八、冷态流化试验及布风板均匀性试验 141
九、燃油泵试运及点火油枪雾化试验 141
第三节 锅炉点火 141
一、点火前必须确认的工作 141
二、点火操作 142
第四节 锅炉升压与并列 143
一、锅炉升压的要求 143
二、升压过程中应进行的工作 143
三、锅炉并列的条件 143
四、并汽操作 143
五、升压过程中的注意事项 144
第五节 锅炉热启动 144
第六节 安全阀的整定 146
一、安全阀的整定标准 146
二、注意事项 146
思考题 147
第十章 流化床锅炉燃烧调整 148
第一节 燃烧控制与调整的主要任务 148
一、燃烧控制与调整的主要任务 148
二、锅炉正常运行条件 148
三、控制与调整的主要参数 148
第二节 床温调控 148
第三节 床压调控 150
第四节 炉膛负压的调控 150
第五节 烟气含氧量调控 150
第六节 物料循环倍率的控制 151
一、物料循环倍率的概念 151
二、物料循环倍率的重要性 151
三、影响物料循环倍率的因素 151
思考题 152
第十一章 锅炉运行中的监视与调整 153
第一节 锅炉运行的调整任务 153
一、锅炉运行调整的主要任务 153
二、注意事项 153
三、锅炉主要参数的控制要求 153
第二节 锅炉水位的调整 154
第三节 汽压和汽温的调整 155
第四节 锅炉排污 156
第五节 排渣放灰与打焦 157
第六节 转动机械的运行监视 158
第七节 锅炉运行定期工作 159
思考题 160
第十二章 锅炉机组的停运 161
第一节 正常停炉 161
第二节 停炉后的冷却 162
第三节 热停炉 162
一、有计划的热停炉 162
二、非计划停炉（MFT）操作 163
三、紧急停炉操作 163
思考题 163
第十三章 锅炉事故处理 164
第一节 事故处理的原则 164
第二节 紧急停炉与申请停炉 164
一、遇有下列情况需紧急停炉 164
二、遇下列情况应申请停炉 164
第三节 锅炉满水 165
一、锅炉满水现象 165
二、满水的原因 165
三、满水的处理 165
四、锅炉满水的预防 166
第四节 锅炉缺水、水位不明及叫水程序 166
一、缺水 166
二、叫水程序 167
三、水位不明 167
四、锅炉缺水的预防 167
第五节 汽包水位计损坏 168
一、汽包水位计损坏的原因 168
二、汽包水位计损坏的处理 168
三、汽包水位计损坏的预防 168
第六节 汽水共腾 168
一、汽水共腾时的现象 168
二、汽水共腾的原因 169
三、汽水共腾的处理 169
第七节 锅炉承压部件损坏 169
一、水冷壁管（屏）爆破 169
二、省煤器管损坏 170
三、过热器管（屏）损坏 171
四、减温器损坏 171
五、蒸汽及给水管道损坏 172
第八节 锅炉及管道的水冲击 173
一、水冲击的现象 173
二、水冲击的常见原因 173
三、水冲击的处理 173
第九节 锅炉灭火 173
一、灭火的现象 173
二、灭火的原因 174
三、灭火的处理 174
第十节 流化床结焦 174
一、流化床结焦的现象 174
二、流化床结焦的原因 175
三、流化床结焦的处理方法 175
第十一节 旋风筒内再燃烧 175
一、旋风筒内再燃烧的现象 175
二、旋风筒再燃烧的原因 176
三、旋风筒再燃烧的处理 176
第十二节 返料器结焦或终止返料 176
一、返料器结焦或终止返料的现象 176
二、返料结焦或终止返料的原因 176
三、返料结焦或终止返料的处理 177
第十三节 负荷骤减与骤增 177
一、负荷骤减 177
二、负荷骤增 177
第十四节 厂用电中断 178
一、锅炉10kV、690V厂用电中断 178
二、锅炉0.4kV厂用电中断 179
第十五节 风机故障 180
一、风机故障时的现象 180
二、风机故障的常见原因 180
三、风机故障的处理 180
四、风机故障的预防 181
第十六节 放渣管堵塞 181
一、放渣管堵塞的原因 181
二、放渣管堵塞的处理 181
思考题 181
参考文献 183

1. 人工智能应用基础 [主编 杨缨 李佳]
2. 中华水文化（慕课版）（第二版） [毕雪燕 杨华轲 罗玲谊 等编著]
3. 电路与电子技术Ⅱ——电路分析基础 [主编 陈晓 金哲]
4. 人工智能概论（第二版） [主编　任云晖　丁红　徐迎春 ]
5. 信息时代美育之道 [主编　刘宏宇　黎娅]
6. 数字媒体交互设计项目式教程（微课版） [主编　苏陆]
7. Amazing！儿童英语自然拼读分级教材（全8册） [王玲　编著]
8. Spark大数据处理技术 [主编　刘仁山　周洪翠　庄新妍]
9. 人工智能算法与实践 [主编　梁琨　张翼英]
10. 计算机网络技术项目化教程（微课版） [主编 王艳萍 安华萍]
11. 数据清洗 [黄源　刘智杨　孙大松]
12. 电路设计与PCB制作实操教程 [主编 周永宏]
13. 电路与电子技术Ⅰ—数字电子技术 [主编 郑玉珍 王淑琴]
14. Java编程基础案例式教程 [主编 陈艳华 唐春兰]
15. Python语言同步案例习题精解 [主编 肖朝晖]
16. Excel在会计工作中的应用（第三版） [主 编 赵艳莉 耿聪慧]
17. 应用数学 [主编 刘东海 刘丽瑶]
18. Web用户界面设计与制作 [主编 赵娟]
19. 计算机网络基础创新教程（模块化+课程思政版） [主编 唐继勇 李旭]
20. 计算机应用技术基础案例教程 [主编 周丽娟 王璐]
21. Unity应用开发与实战（微课版） [主 编 程永恒]
22. PHP程序设计项目化教程 [主 编 杜海颖]
23. 文学基础与影视欣赏 [杨华轲 朱伟利 毕雪燕 罗玲谊]
24. 路由交换技术项目化教程 [主编　范国娟]
25. 信息技术基础立体化教程 [邹承俊 周洪林 刘和文 叶煜 ]
26. 大学计算机基础与计算思维 [主编 闵笛 汪莹]
27. 无线局域网技术与实践 [主编 唐继勇 刘思伶]
28. 信息技术基础项目化教程 [主编 王宏斌 王万丽 王芳]
29. 体育与健康 [主编 马驰 吴雅彬]
30. 大学计算机信息素养（第二版） [主编 卢山]