關(guān)于生物質(zhì)鍋爐技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及研究

【摘 要】生物質(zhì)鍋爐是以生物質(zhì)做為燃料的鍋爐，這里的生物質(zhì)一般是指秸稈與木質(zhì)纖維等。生物質(zhì)鍋爐具有一爐多用、啟動與傳熱快、成本低、可靠安全與環(huán)保等諸多優(yōu)勢，目前在我國應(yīng)用越來越廣泛。本文簡要分析生物質(zhì)鍋爐技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，找到其中的問題與不足，針對性的提出了對策與建議，推進生物質(zhì)鍋爐技術(shù)的應(yīng)用和普及。

【關(guān)鍵詞】生物質(zhì)鍋爐;技術(shù)發(fā)展;現(xiàn)狀研究

我國煤炭消費量約占世界總量的一半，加上此前對煤炭的利用方式粗放，導(dǎo)致我國碳排放量居高不下，生態(tài)環(huán)境遭到了嚴重的破壞。隨著可持續(xù)發(fā)展的提出與逐步落實，我國的生態(tài)環(huán)境得到了極大的改善，但煤炭供暖在北方依舊是主流方式，降低碳排放量任務(wù)艱巨。生物質(zhì)鍋爐技術(shù)能夠?qū)⑷紵斩捘玖系犬a(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為人們?nèi)粘Ｉ钚枰臒崮埽┤藗冏鲲埲∨龋行p輕燃燒煤炭造成的資源浪費與環(huán)境污染。

一、生物質(zhì)鍋爐技術(shù)的意義

鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。傳統(tǒng)的鍋爐主要以煤炭為燃料，主要用于燒水、加熱與供暖等，少量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。長期以來，鍋爐消耗了大量不可再生的煤炭資源，煤炭燃燒排放了大量的碳與硫，導(dǎo)致了霧霾與酸雨等氣候災(zāi)害，嚴重破壞了我國生態(tài)環(huán)境。同時，我國每年有很多秸稈是以粗放的就地焚燒方式處理的。生物質(zhì)鍋爐以生物質(zhì)與木纖維等為燃料，能夠充分利用我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之后剩余的農(nóng)作物秸稈，在充分發(fā)揮農(nóng)作物秸稈殘余價值的同時，降低煤炭的損耗，保護自然環(huán)境，可謂一舉多得。

隨著近些年生物質(zhì)鍋爐在我國的推廣，社會各界已經(jīng)充分認識到了生物質(zhì)鍋爐的實用價值。目前，我國對生物質(zhì)技術(shù)的研究重點已經(jīng)由技術(shù)創(chuàng)新方面轉(zhuǎn)移到了質(zhì)量強化方面，更為注重于提高生物質(zhì)鍋爐的實用性與質(zhì)量。

二、加強對生物質(zhì)鍋爐制造的監(jiān)督管理

對生物質(zhì)鍋爐生產(chǎn)的監(jiān)督檢查，直接影響生物質(zhì)鍋爐的質(zhì)量，為了確保生物質(zhì)鍋爐的科學(xué)性及實用性，相關(guān)部門需要加簽對生物質(zhì)鍋爐的生產(chǎn)監(jiān)察。

（一）加強對生物質(zhì)鍋爐設(shè)計圖紙的審核

生物質(zhì)鍋爐的生產(chǎn)需要以設(shè)計圖紙為依據(jù)，圖紙的合理性直接影響生物質(zhì)鍋爐的實用性。因此，鍋爐設(shè)計部門與市場審核機構(gòu)應(yīng)當嚴格依照相關(guān)生產(chǎn)條例。審核機構(gòu)應(yīng)該對生物質(zhì)鍋爐生產(chǎn)廠家提交的設(shè)計圖紙與附帶文件進行全方位嚴格審查，避免生物質(zhì)鍋爐出現(xiàn)設(shè)計缺陷。同時，審核機構(gòu)應(yīng)當確保工作人員全程參與到鍋爐質(zhì)量檢測全程，將生物質(zhì)鍋爐檢測中出現(xiàn)的問題與異常及時上報，并協(xié)助生產(chǎn)企業(yè)尋找問題原因，制定改進方案，直到確定鍋爐設(shè)計通過質(zhì)量檢測為止。值得注意的是，小型家用的生物質(zhì)鍋爐，很難保證燃料燃燒充分、鍋爐運行效率偏低。對此類情況，不僅要注意設(shè)備介質(zhì)，還需要注意鍋爐配套設(shè)備與相應(yīng)技術(shù)的整體分析。

（二）與時俱進，做好質(zhì)量監(jiān)督規(guī)劃

現(xiàn)在生物質(zhì)鍋爐行業(yè)正在高速發(fā)展階段，很多新型鍋爐被設(shè)計并投入生產(chǎn)，很多新的生物質(zhì)鍋爐與老式鍋爐的設(shè)計目的、生產(chǎn)材料、制作工藝與應(yīng)用技術(shù)都存在明顯差異。對此，對生物質(zhì)鍋爐質(zhì)量監(jiān)督也應(yīng)該與時俱進，在遵循相關(guān)條例基本規(guī)范的同時，也應(yīng)該制定科學(xué)的質(zhì)量規(guī)劃，一方面明確監(jiān)督目標與監(jiān)督內(nèi)容，做到責(zé)任落實，另一方面也要找到質(zhì)量監(jiān)督需要注意的關(guān)鍵點，在確保監(jiān)督質(zhì)量的同時提高監(jiān)督效率。

（三）提升對鍋爐原材料的監(jiān)察

對新型生物質(zhì)鍋爐，應(yīng)該注意對其中涉及原材料的監(jiān)督管理。很多新型鍋爐。其中參用了特殊材料，為了避免這些特殊材料成為安全隱患，需要測試這些特殊材料的實用性，提高其復(fù)核力度。

（四）重視鍋爐焊接質(zhì)量評定

生物質(zhì)鍋爐中大量使用了焊接工藝，需要加強對焊接工藝的評定。在焊接前，鍋爐生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該確保焊接部門工作人員具有專業(yè)資質(zhì)，嚴格把控焊接條件，確保焊接工藝應(yīng)用科學(xué)合理，從而保證焊接質(zhì)量。

三、生物質(zhì)鍋爐現(xiàn)存問題

（一）生物質(zhì)鍋爐腐蝕問題

在生物質(zhì)鍋爐使用中，很多受熱部分會逐漸積灰玷污，嚴重時就會影響傳熱效率，導(dǎo)致鍋爐功率降低，更有甚者，傳熱面會被覆蓋導(dǎo)致傳熱性能的喪失。導(dǎo)致這種情況的原因是積灰中存在大量的氯化鉀，其是由生物質(zhì)中存在的鉀與氯在高溫下反應(yīng)生成。在生物質(zhì)鍋爐的過熱器部分普遍存在腐蝕問題，蒸汽提供了高濕與高溫，還會導(dǎo)致腐蝕加劇。積灰中的氯化物還會發(fā)生固化反應(yīng)，進一步影響整個鍋爐的結(jié)構(gòu)。

（二）生物質(zhì)鍋爐結(jié)渣問題

在燃燒生物質(zhì)的爐膛部分，普遍存在著結(jié)塊現(xiàn)象。這些結(jié)塊主要是生物質(zhì)富含的鉀鈉等元素與床料中的石英砂發(fā)生反應(yīng)，并生成了共熔混合物，這些粘性混合物與砂子粘結(jié)，出現(xiàn)結(jié)塊。鍋爐的燃燒溫度遠高于生物質(zhì)燃燒后灰燼的熔點，形成了較碎渣塊。

（三）生物質(zhì)鍋爐有害氣體問題

生物質(zhì)的硫含量遠低于煤炭中的硫含量，但生物質(zhì)鍋爐依然會排放含有二氧化硫的廢氣，因此這是生物質(zhì)燃料相對于煤炭燃料的優(yōu)點。但生物質(zhì)燃料燃燒會排放大量的氯化氫，其氯化氫排放量遠高與煤炭燃燒的排放量，這是因為生物質(zhì)本身含有大量的氯元素。而這些氣態(tài)的排放物與生物質(zhì)中的鉀元素會進一步發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)，從而生成氣溶膠。這種氣溶膠不僅會破壞大氣環(huán)境，也會對生物質(zhì)鍋爐與其中的催化劑造成負面影響。

生物質(zhì)中氮元素的含量是小于煤炭的，但由于生物質(zhì)生成的熱量遠低于煤炭的熱值，因此實際使用時，生物質(zhì)的氮排放與煤炭的氮排放是同一數(shù)量級的。因此生物質(zhì)鍋爐中必然要有脫硝設(shè)計以降低一氧化氮與二氧化氮的排放量。

四、生物質(zhì)鍋爐的開發(fā)應(yīng)用前景

生物質(zhì)鍋爐在我國具有非常廣闊的發(fā)展前景，其中存在的諸多缺陷與不足，就需要積極探索相關(guān)技術(shù)、學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進經(jīng)驗并逐步攻克難關(guān)。這些年，生物質(zhì)鍋爐在我國的發(fā)展與推廣，已經(jīng)證明了生物質(zhì)鍋爐是鍋爐發(fā)展的方向。

（一）確保生物質(zhì)供應(yīng)充足

生物質(zhì)是生物質(zhì)鍋爐的燃料來源，工作人員需要結(jié)合本地農(nóng)業(yè)環(huán)境選擇合適的生物質(zhì)燃料，并鼓勵當?shù)剞r(nóng)民種植，并制定合理的生物質(zhì)回收體系，完善生物質(zhì)運輸網(wǎng)絡(luò)，最終建立一個科學(xué)穩(wěn)定的體系。

另外，工作人員要定時收集鍋爐數(shù)量、耕地數(shù)量與生物質(zhì)產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，并據(jù)此分析區(qū)域內(nèi)生物質(zhì)鍋爐的數(shù)量，避免回收的生物質(zhì)資源浪費或者不足。

（二）提高生物質(zhì)鍋爐使用效率

專業(yè)人員需要探索提高生物質(zhì)鍋爐的燃燒效率。建立生物質(zhì)鍋爐技術(shù)研發(fā)體系，加快科研進程，健全鍋爐質(zhì)檢體系，推進生物質(zhì)鍋爐的普及與升級。

（三）結(jié)合實地情況逐步取代小型火力發(fā)電

在小型火力發(fā)電站的鍋爐進行改造，將傳統(tǒng)的燃煤鍋爐改為煤與生物質(zhì)混燃或者直接替換為生物質(zhì)鍋爐，其中涉及的改造技術(shù)與運行方式都需要進一步探究。這樣不僅能節(jié)約煤炭等不可再生能源，充分利用生物質(zhì)材料，還能保護生態(tài)環(huán)境，符合我國的可持續(xù)發(fā)展觀。

結(jié)語：

生物質(zhì)鍋爐在我國已經(jīng)逐漸投入使用，然而其還存在沾污腐蝕、結(jié)塊結(jié)渣，二氧化硫、氮氧化物、氯化鉀及氣溶膠等廢氣污染大氣等問題，這些問題都是生物質(zhì)成分的特性引起的，還需要更深入的探索研究。

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作者簡介：

劉天明，1988年7月，漢族，蓋縣，大學(xué)本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：生物質(zhì)鍋爐的研究與應(yīng)用。

（作者單位：沈陽市環(huán)境技術(shù)評估中心）