1、前言
我国具有丰富的农业和林业资源，农业和林业残余物量大面广，其中农业秸、茎产量是粮食产量的1.4倍，近年来产量达6.5 -8亿t；林木采集和林业加工剩余物也达上亿吨，这是生物质资源可利用的主要部分。农林残余物和其他有机废弃物的资源化利用，是关系到社会可持续发展的重大课题。近年来国内对生物质资源的再利用研究，主要是通过热分解方法来产生可燃气体，从而达到再利用的目的，富通新能源专业生产销售
生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧
木屑颗�；�、
秸秆颗粒机、
秸秆压块机压制的生物质颗粒燃料。
生物质热分解燃料锅炉是指将农业生产中产生的稻秆、油菜秆、玉米秆、麦秆等类生物质在缺氧或微氧状态下通过高温热化学反应，将其分解成可燃气体，以该可燃气体作为燃料的锅炉设备。
2005年，我公司与国外某公司合作为陕西某热电厂开发了4台50t/h秸秆发电锅炉，锅炉将于近期投入生产加工。锅炉设计的原则要求具有较高的热效率和经济的投资和运行维护费用。
2、锅炉主要技术规范
设计燃料及特性
锅炉设计燃料为秸秆热分解物，通过对秸秆热分解产生的可燃气体进行工业分析得到燃料特性如下：
3、锅炉设计方案的选择与确定
3.1锅炉设计方案的选择
在设计之初，根据业主对锅炉结构布置的要求，并结合我公司多年来在设计方面积累的经验，我们对下面这种方案进行了初步设计。
这种方案以炉膛水冷壁下集箱为分界线，下部虚线部分为热分解系统。通过设计工作的进一步展开，我们发现这种结构布置方式存在几种缺点：第一，在对流管束下部将会存在烟气死区，几乎有40%～50%的受热面没有被有效利用，因而严重降低了受热面的利用率；第二，由于采用了上下锅筒布置方式，一方面给本体的支撑和施工带来了很大困难，另一方面还增加了锅炉本体的重量，同时也增加了锅炉钢架的负荷，无形中增加了设备的投资费用；第三，烟道转弯较多，提高了烟气阻力，增加了投资费用�；谡庑┛悸牵颐欠穸苏庵址桨�。
在方案一的基础上，双方设计人员通过多次技术交流，并参考国内外比较先进的设计技术，通过初步设计论证，确定了几种比较可行的方案。为进一步确定施工图的设计方向，通过设计人员对几种方案的筛选和反复论证，确定方案二所示布置方式为最终的方案。这种方案基本上满足了设计开始所确定的锅炉设计原则，同时计算过程及结果都比较科学、合理，被设计人员认为是所有讨论方案中比较完美的一种。
4、锅炉结构布置特点
4.1整体布置介绍
锅炉系单锅筒、自然循环水管锅炉，锅筒中心标高为27720mm，炉膛采用悬吊结构，尾部烟道则采用支撑结构。炉膛四周为膜式水冷壁，截面成正方形结构：5200mm×5200mm。炉膛顶部由前墙水冷壁向后倾斜15°，形成炉膛顶部受热面，与锅筒连接。炉膛出口前设置折焰角，强化炉内传热，出口烟窗为拉稀冷渣管，冷渣管上部汇集于冷渣管上集箱，并由连通管与锅筒连通。为保证水循环安全可靠性，前、后及两侧水冷壁各分别有6个下降管分散与各膜式壁下集箱连通。炉膛底部与热分解燃烧系统配合连接。炉膛前后水冷壁设置6级热风系统。
锅炉水平烟道内分别布置高温过热器、低温过热器，水平烟道底部成V型结构，左右两个方向均成36°，形成漏灰斗。尾部烟道采用重型炉墙结构，共布置5级省煤器，自上往下依次为第1 -5级，尾部烟道底部设置V型漏灰斗。
4.2 热空气和烟气再循环系统
锅炉采用热风系统强化炉内燃料燃烧，热风口分6级布置，第1、2、3级布置于前墙，第4、5、6级布置于后墙，各热风口标高如表1。前墙第1、2、3级热风口自右侧600mm处向左布置8个，各热风口之间间距600mm;第4、5、6级热风口自左侧400mm处向右布置8个，各热风口之间间距600mm，各级热风口与锅炉墙外热风系统联接。锅炉采用炉下烟气再循环技术。在低温过热器出口处抽出部分烟气从炉膛底部引入作为再循环烟气，以提高燃料利用率和锅炉热效率，炉下烟气再循环量- 4015kg/h。
4.3对流受热面
过热器分两级布置。高温过热器布置于出口烟窗后水平烟道内，呈逆流顺列布置，低温过热器布置在水平烟道尾部，呈卧式逆流布置。根据燃料特性，我们采取了较大的管节距，横向节距Sl=160，纵向节距S=120，材质为15CrMoG。为调节高温过热器中蒸汽温度，在低温过热器与高温过热器之间布置喷水减温器，保证过热器出口蒸汽参数满足发电要求，其减温能力可达到50 - 60℃。
省煤器分5级布置在尾部烟道，省煤器蛇形管均成顺列逆流结构，为有效地防止磨损和腐蚀，对第5级省煤器管进行整体渗铝处理，采用较大的管节距，横向节距S．=110，纵向节距S：=80。
4.4锅炉的主要计算概况
表2为锅炉热力计算汇总表，表3为水阻力计算汇总表。
通过对以上计算结果的分析，可以看出对于生物质燃料，锅炉具有较高的设计效率和热效率，受热面的布置也比较合理，锅炉处理也达到了业主的要求，能够满足热电厂50MW负荷的要求。另一方面锅炉的烟气阻力和流动阻力都比较小，满足用户提出的设备经济性的设计要求。
5、本锅炉所具有的主要特点
(1)燃烧系统采用国外专有技术。锅炉炉膛与热分解反应系统连接形成整体，热分解产生的可燃气体在炉膛内完全氧化燃烧，将热量传递给工质。锅炉所采用的热分解反应系统系国外专有技术，在技术方面比较成熟，运行可靠。
(2)炉膛采用整体膜式水冷壁。膜式壁将炉墙全部遮蔽，有效地保护了炉墙，使炉墙温度大大降低，并使炉墙厚度减薄，减轻了炉墙重量；同时使炉膛具有较好的密封性和良好的传热特性，有效地提高了锅炉效率。
(3)清洁环保。与常规燃料相比，秸秆热分解物属于清洁燃料，燃烧生成物对环境污染小，综合性能属于清洁环保型燃烧方式。
(4)对流受热面采用较大的管节距。对流受热面选取大管节距，顺列布置，有效地降低了烟气流速，保证了良好的烟气流通性，有效地降低了对流烟气对管壁的磨损，减少了管壁结渣，从而提高了对流受热面的使用寿命。同时，对流受热面采用逆流布置，使受热面有较高的传热温压，减少了受热面金属耗量，从而降低了设备费用。
(5)采用炉下烟气再循环技术。将锅炉尾部排出的部分低温烟气与热空气混合通入炉膛，一方面提高燃料利用率和锅炉热效率，强化了烟气的有效利用；另一方面进一步降低了炉膛温度，使烟气中的污染性物质减少，降低了对环境的污染。采用烟气再循环技术，烟气再循环量可达4015 kg/h。
6、结束语
总体上讲，生物质热分解燃料锅炉具有高效、环保等优点，对于社会和经济的可持续发展具有重要意义，一方面将促进能源的可持续发展与利用技术进一步应用，有效地防止环境污染，另一反面也将有力地推动经济和社会发展，具有良好的社会综合经济效益。
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