燃煤鍋爐改造生物質

改造爐型

 

YLW型導熱油爐:臥式、方箱型、鏈條爐排

DZL型蒸汽(熱水)鍋爐:水管+煙火管、單鍋筒、縱置式、鏈條爐排。

SZL型蒸汽(熱水)鍋爐:全水管、雙鍋筒、縱置式、鏈條爐排。
 

改造范圍

 

導熱油爐:1400~17500kw       熱水鍋爐:1.4~24.5MW       蒸汽鍋爐:2~35t/h

 

改造依據

 

 □ TSG G0001-2012-《鍋爐安全技術監察規程》;

 □ JBT 10094-2002-《工業鍋爐通用技術條件》;

 □ TSG G3001-2004-《鍋爐安裝改造監督管理規則》;

 □ GB 50211-2004-《工業爐砌筑工程施工及驗收規范》;

 □ 2014版《中華人民共和國環境保護法》;

 □ GB13271-2014-《鍋爐大氣污染物排放標準》。

 

改造原則

 

 □ 適用燃料由II類煙煤改為生物質燃料;

 □ 不涉及鍋爐承壓部件及供熱系統;

 □ 不改變層狀燃燒方式;

 □ 鍋爐出力不小于原有燃煤出力;

 □ 不結焦,不回火,能長期穩定連續運行。

 

 

主要改造措施

 

 □ 阻料布料裝置安裝

    燃煤鍋爐原有的單斗式上料機可以滿足生物質燃料的要求,也可將單斗式上煤機拆除,安裝一臺多斗式垂直提升機或皮帶輸送機,以提高自動化水平。
    在料斗內安裝變頻控制的電動布料阻料裝置,能保證生物質燃料層在爐排上的均勻度,同時在低負荷和停爐時阻斷料斗內燃料供應,防止倒火燒料。阻料布料裝置安裝后適合粒徑均勻的生物質顆粒燃料,一般不適合生物質壓塊與煤炭,否則極易引起卡堵,本改造方案不改造上料機,在煤斗內加裝電動阻料布料裝置。

 □ 前拱(輻射拱)改造

    鍋爐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,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的溫度后重新被前拱輻射出去,其余20%左右通過前拱表面漫反射傳遞熱量。
    燃煤爐的前拱是根據煤炭的著火特性進行設計的,而生物質成型燃料的著火特性與煤炭差別較大,如不進行合理的改造,原燃煤爐的引燃區將變成燃燒區,爐內溫度場發生較大變化。
    根據現有鍋爐前拱的形狀和尺寸,結合生物質成型燃料燃燒特性,同時為了增加爐膛容積,將原鍋爐拋物線型前拱改造為直線型前拱,取消反射焦線或將其大幅后移,前拱與爐排面的夾角通過計算確定,前拱兩側的爐墻隨之作相應調整。

 □ 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煙氣混合,它通過改變煙氣的流速和方向,將大量高溫煙氣和熾熱的燃料顆粒向前輸送,以增強前拱的引燃能力。同時,由于鍋爐后拱的傾角小,覆蓋面大,可以有效保持爐膛中、后部溫度,提高燃料燃燼率。
    由于生物質成型燃料的著火點比煤炭低,燃燒過程短,燃用生物質成型燃料時,不需要過長的后拱來增強引燃功能和提高燃料燃燼率,一般需要將原鍋爐后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實現。由于不同廠家、不同燃料種類的鍋爐后拱形狀和尺寸差別較大,一般根據具體拱型和尺寸來確定具體需要縮短的尺寸。

 □ 分級供風

    燃煤鍋爐的風室一般布置在爐排下方,沿爐排縱向分為多個獨立風室,采用單側或雙側進風,各風室間內有獨立的調風裝置,可分別調節各風室的風量大小,以達到煤炭的最佳燃燒效果。
    燃用生物質成型燃料時,關閉原有風室前后端一個或數個風室,在爐排上方前拱內及爐排兩側護鐵上方分級供應二次風,根據所需流量和壓頭,增加一臺鼓風機。
分級供風能很好的滿足各燃燒階段的需氧量,確保焦油揮發份在650℃以上溫度窗口析出后能夠充分燃燼,并顯著降低NOx產生量。

 □ 防爆門安裝

    生物質成型燃料的揮發分達到70%以上,需要在適當部位改造一臺防爆門,防止在因操作不當和燃燒不充分時產生“爆燃”,損壞鍋爐甚至造成安全事故。

 

 

改造注意事項

 

 □ 燃燒方式的選擇

    臥式燃煤鍋爐根據層狀火床燃燒方式設計,很多用戶選用生物質燃燒機改造臥式燃煤鍋爐,將層狀燃燒方式改變為適合于燃油、燃氣鍋爐型式室燃方式,將活動鏈條爐排改為固定爐排的燃燒機,結果出力下降嚴重,積灰、結焦頻繁,需要經常停爐清焦,很難保持鍋爐長期穩定燃用生物質。

 

 □ 爐體結構限制

    燃煤鍋爐的結構、受熱面布置、燃燒方式和配風方式均根據煤的燃燒特性定制,如對其實施的改造不適合生物質燃料特性,將引起爐膛內溫度場、熱力傳導、介質循環和煙氣流動的變化,影響安全、穩定運行。

 

 □ 高溫區變化

    生物質燃料揮發分高,著火性能好,進入爐膛即迅速燃燒,高溫區大幅度提前,火焰緊貼前拱加熱前段水冷壁管、鍋筒和換熱部件,輻射面受熱不均,介質動力特性隨之變化,導致鍋爐出力不穩定。

 

 □ 配風系統的匹配

    生物質在爐膛前部劇烈燃燒,原單一的爐排下方配風系統與之不匹配,易引起高溫區供氧不足,燃料燃燼率下降,未燃盡的焦油進入后道對流受熱面,于灰分一起形成結焦,鍋爐出力下降明顯。

 

 □ 對流面結焦

    生物質燃料中的焦油揮發分一般在600℃以上才析出參與燃燒,由于缺氧和燃燒行程短,氣態焦油揮發分隨煙氣進入對流受熱面降至400℃以下變成液態焦油,粘附在管壁上捕集飛灰形成垢層,影響熱力傳導使局部高溫而結焦,最終管壁和焊接部位因應力不均產生扭曲甚至撕裂,極易發生安全事故。

 

 □ 倒煙和回火

    生物質燃料引燃性能好,著火點在260℃左右,在便于點火的同時帶來壓火和封爐的困難。如改造時不充分考慮該因素,需要頻繁點火。在鍋爐低負荷運行和停爐時將產生倒煙和回火返燒料斗余料,惡化鍋爐房環境甚至引發火災。

 

 

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