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10蒸噸燃煤鍋爐改生物質(zhì)鍋爐技術(shù)方案

原鍋爐基本情況

　　原有DZL6-1.25-AⅡ型燃煤蒸汽鍋爐，呈單鍋筒縱置式形式，使用年限較短，運行狀況良好，對其實施改造，實現(xiàn)燃用低成本清潔燃料，避免重復(fù)投資。

　　原燃煤鍋爐參數(shù):額定蒸發(fā)量：10t/h;額定工作壓力：1.25MPa;運行壓力：1.0MPa;蒸汽溫度：194℃;設(shè)計熱效率：≥75%;使用燃料：Ⅱ類煙煤;燃料消耗量：5t 標準煤/噸蒸汽;除塵方式：水膜除塵　　

改造要求

　　在制定改造方案時，應(yīng)充分考慮煤炭和生物質(zhì)成型燃料的不同特性，改造后的鍋爐才能達到安全、穩(wěn)定運行的目的。

　　中小型燃煤鍋爐一般為層燃式固定爐排和鏈條爐排鍋爐，鍋爐本體的主體結(jié)構(gòu)、輻射受熱面布置、對流受熱面布置、燃燒設(shè)備和配風(fēng)等均按燃煤特性設(shè)計，如果對其實施的改造不符合生物質(zhì)成型燃料特性，將引起鍋爐熱力、傳熱、水循環(huán)及煙氣阻力的變化，影響到鍋爐運行安全。以下是運行過程中可能會出現(xiàn)的狀況。

　　1、高揮發(fā)份的生物質(zhì)成型燃料著火性能好，進入爐膛即迅速燃燒，高溫區(qū)大幅提前，火焰高于燃煤，緊貼著鍋爐前拱直接加熱前端鍋筒和水冷壁，導(dǎo)致輻射受熱面受熱不均，鍋爐介質(zhì)動力特征隨之變化。

　　2、生物質(zhì)成型燃料在爐膛前端劇烈燃燒，原配風(fēng)系統(tǒng)與之不匹配， 易引起高溫區(qū)局部供氧不足， 燃料燃燼率下降，煙氣飛灰嚴重，熱效率降低。

　　3、由于高溫區(qū)偏離和火焰中心相對高度的變化，爐膛內(nèi)各溫度區(qū)間也隨之產(chǎn)生較大變化，導(dǎo)致鍋爐出汽不穩(wěn)定。 4、焦油揮發(fā)份在XC以上溫度窗口析出后，由于缺氧和燃燒行程縮短而不能充分燃燒，氣態(tài)焦油隨煙氣進入對流受熱面后溫度下降，還原為液態(tài)后極易粘附于管壁表面。管壁上的液態(tài)焦油捕集煙氣中的“飛灰形成垢層，影響熱力傳導(dǎo)，局部高溫導(dǎo)致的結(jié)焦使傳熱進-步惡化，最終管壁和焊接部位因應(yīng)力不均產(chǎn)生扭曲甚至撕裂，極易發(fā)生安全事故。 5、生物質(zhì)成型燃料引燃性能較好，在便于點火的同時也帶來了壓火和封爐時將產(chǎn)生倒煙、回火現(xiàn)象，惡化鍋爐房環(huán)境甚至發(fā)生安全事故。

改造方案

　　在確定改造具體方案之前，應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員對原燃煤鍋爐進行現(xiàn)場勘查，并根據(jù)鍋爐圖紙和隨機資料進行相應(yīng)熱力復(fù)核、爐排面積熱負荷計算、爐膛容積熱負荷計算和配風(fēng)計算后，確定具體施工方案。

　　1、前拱(輻射拱)改造:前拱的作用是通過輻射和反射的方式，將火床面的輻射熱和部分火焰輻射熱傳遞到新燃料的引燃(著火)區(qū)，提供新燃料的著火所需熱量，投射到前拱頂上的熱量中有80%左右被前拱吸收，這部分熱量提高了前拱溫度后重新被前拱輻射出去，其余20%左右通過前拱表名漫反射傳遞熱量。燃煤鍋爐前拱是根據(jù)煤炭的著火特性進行設(shè)計的，生物質(zhì)成型燃料的著火特性與煤炭差別較大，如不進行合理改造，原鍋爐的引燃區(qū)將變成主燃區(qū)，爐內(nèi)溫度場發(fā)生較大變化。根據(jù)現(xiàn)有鍋爐前拱的形狀和尺寸，結(jié)合生物質(zhì)成型燃料燃燒特性，同時為增加爐膛容積，將原鍋爐拋物線形前拱改造為直線型前拱，取消反射焦線或?qū)⑵浯蠓笠疲肮芭c爐排面的夾角通過計算確定，前拱兩側(cè)爐墻隨之做相應(yīng)調(diào)整。

　　2、后拱(對流拱)改造:后拱的作用主要是促進新燃料引燃和爐內(nèi)煙氣混合，它通過改變煙氣的流速和方向，將大量高溫?zé)煔夂蜔霟岬娜剂项w粒向前輸送，以增強前拱的引燃能力。同時，鍋爐后拱的傾角小，覆蓋面大，可以有效保持爐膛中、后部溫度，提高燃料燃燼率。由于生物質(zhì)成型燃料的著火點低，燃燒過程短，燃用生物質(zhì)成型燃料時，不需要過長的輻射拱來增強引燃功能和提高燃料燃燼率，一般需要將鍋爐對流拱縮短以延緩燃料引燃和增加爐膛容積，其煙氣擾動功能改由分級配風(fēng)實現(xiàn)。不同廠家、不同燃料種類的鍋爐后拱形狀和尺寸差別較大，一般根據(jù)具體拱形和長度來確定對流拱是否需要改造。

　　3、衛(wèi)燃帶調(diào)整:燃煤鍋爐為提高所設(shè)計煤種的燃燼率，一般會在爐膛內(nèi)壁相應(yīng)部位布置衛(wèi)燃帶，用來調(diào)整爐膛高溫區(qū)。鍋爐改造時必須根據(jù)生物質(zhì)成型燃料在爐膛內(nèi)的溫度場分布特性，對原有衛(wèi)燃帶進行調(diào)整，否則溫度將發(fā)送較大變化。

　　4、分級供風(fēng):燃煤鍋爐的風(fēng)室一般布置在爐排下方，沿爐排縱向分為多個獨立風(fēng)室，采用單側(cè)或雙側(cè)進風(fēng)，各風(fēng)室間有獨立的調(diào)風(fēng)裝置，可分別調(diào)節(jié)各風(fēng)室的風(fēng)量大小，以達到煤炭等最佳燃燒效果。燃用生物質(zhì)成型燃料時，需更換鼓風(fēng)機，在保留原有風(fēng)室的基礎(chǔ)上，關(guān)閉前、后端一個或多個風(fēng)室，在爐排兩側(cè)分級供應(yīng)二次風(fēng)。分級供風(fēng)能很好的滿足各燃燒階段的需氧量，確保焦油揮發(fā)份在750℃以上溫度窗口析出后充分燃盡，并大幅降低NOx產(chǎn)生量。 5.控制系統(tǒng)改造:燃煤鍋爐改造為燃用生物質(zhì)燃料后，將更換新的鼓風(fēng)機、二級供料等控制項目，在原鍋爐控制系統(tǒng)上增加新的控制項目。 費用分析

　　1.10噸燃煤鍋爐月燃煤量:鍋爐滿負荷運作，每小時耗生物質(zhì)為1.668t，一天工作20小時，一月30天，一臺10噸蒸汽鍋爐每月用生物質(zhì)燃料量約為999.6t。通過計算后顯示，使用生物質(zhì)作為燃料每月總成本約為110.9萬元，使用煤炭作為燃料每月總成本約為104.96萬元。