详解生物质锅炉
生物质的定义：广义上，生物质能是太阳辐射通过植物光合作用转化和固定形成的能源，其载体多样，美国能源部（DOE）将生物质定义为来源于植物和动物的有机物质。
生物质的种类：通常用作能量转化的生物质主要分为四类：木材残余物（包括所有源自木材和木材产品的物质，如燃料木材、木炭、废弃木材和森林残余物）、农业废弃物（涉及种植业和作物处理过程的废弃物，如稻壳、秸秆和动物粪便）、能源庄稼（专门用于能源生产的作物，如甘蔗杆和木薯）和城市固体垃圾（MSW）。
生物质颗粒燃料特性：按照瑞典和欧盟的生物质颗粒标准，生物质颗粒应具备以下特性：直径约为6-8毫米，长度为其直径的4-5倍；破碎率≤1.5%-2.0%；干基含水量≤10%-15%；灰分含量≤1.5%；硫含量和氯含量均≤0.07%，氮含量≤0.5%；热值：欧盟无明确要求，瑞典要求≥16.9兆焦。
生物质的利用转化方式：生物质利用转化主要包括热化学法、生物化学法、提取法。热化学法涉及在高温下将生物质转化为其他形式的能量，如直接燃烧、气化、热解和直接液化。生物化学法则通过微生物发酵产生沼气、酒精等能源产品。提取法则利用物理方法从生物质中提取生物油。
生物质锅炉分类：生物质锅炉是锅炉的一种，以生物质能源作为燃料，包括生物质蒸汽锅炉、生物质热水锅炉、生物质热风炉、生物质导热油炉等。生物质热能锅炉大致分为三类：小型生物质热能锅炉（体积小，仅提供热水热能）、大型生物质热能锅炉（技术不成熟，目前仍处于概念阶段）、中型生物质热能锅炉（技术成熟，能量损耗小，既能供热又能供蒸汽）。
生物质燃烧过程：不同种类的生物质在化学组成和物理特性上有差异，燃烧过程各不相同，通常可分为预热起燃阶段、挥发分燃烧阶段、炭燃烧阶段。
生物质蒸汽锅炉构成：生物质蒸汽锅炉包含给料系统、燃烧系统、吹灰系统、烟风系统和自控系统。给料系统包括两条配料、给料线，每条向三台给料机供料。燃烧室及水冷壁通常为矩形断面，采用膜式水冷壁，底部为水冷振动炉排。水冷壁还围成一条烟道，分多个循环回路。水冷炉排作为炉膛底部，振动炉排支撑生物质燃料、焦炭和灰渣输送，同时作为蒸发受热面的一部分，通过水（冷却水温250℃～350℃）冷却炉排。汽水系统针对蒸发受热面水循环、给水、省煤器、过热蒸汽偏流等问题进行了合理设计。
汽包与水冷壁系统：汽包位于炉膛上方，由两根下降管支撑，具有蓄水功能，防止紧急停炉时汽包干涸。过热器分为四级，饱和蒸汽经过蒸汽汇集集箱、连接管、过热器、减温器后进入主蒸汽管。空气预热器布置在烟气通道外，加热空气。灰渣系统收集炉排上的灰渣并输送到灰渣间，保持空气密封。
生物质在炉排上的燃烧过程：生物质燃烧分为预热起燃、挥发分燃烧和炭燃烧阶段。在振动炉排上，生物质燃烧分为预热干燥区、燃烧区和燃尽区，风量随区域变化。生物质在炉排上的完全燃烧需满足在不结渣前提下的充分燃烧和快速燃烧，实现高效燃烧。
生物质锅炉面临问题：高温腐蚀和低温腐蚀主要由生物质燃料中包含的盐类导致，对受热面管产生腐蚀。积灰问题与烟气流速、露点温度和结构布置有关，生物质燃料产生的灰分熔点低，粘附力强，易附着在管子上。灰渣系统确保烟道畅通及换热效率。
生物质锅炉相关政策与标准：环保部确认生物质燃料不属于高污染燃料，生物质锅炉在城市使用需符合当地环境空气质量控制要求和燃料供应实际情况。生产、销售生物质成型燃料和配套专用燃烧设备的单位需具备相应资质，并符合相关技术规定和标准。2016年国家生物质锅炉排放标准通知涉及高污染燃料规定、节能减排十二五规划、重点区域大气污染防治十二五规划及锅炉大气污染物排放标准。项目支持条件包括资金落实、不在淘汰目录、与主体工程同步建设等。
