10蒸吨燃煤锅炉改生物质锅炉技术方案

原锅炉基本情况

　　原有DZL6-1.25-AⅡ型燃煤蒸汽锅炉，呈单锅筒纵置式形式，使用年限较短，运行状况良好，对其实施改造，实现燃用低成本清洁燃料，避免重复投资。

　　原燃煤锅炉参数:额定蒸发量：10t/h;额定工作压力：1.25MPa;运行压力：1.0MPa;蒸汽温度：194℃;设计热效率：≥75%;使用燃料：Ⅱ类烟煤;燃料消耗量：5t 标准煤/吨蒸汽;除尘方式：水膜除尘　　

改造要求

　　在制定改造方案时，应充分考虑煤炭和生物质成型燃料的不同特性，改造后的锅炉才能达到安全、稳定运行的目的。

　　中小型燃煤锅炉一般为层燃式固定炉排和链条炉排锅炉，锅炉本体的主体结构、辐射受热面布置、对流受热面布置、燃烧设备和配风等均按燃煤特性设计，如果对其实施的改造不符合生物质成型燃料特性，将引起锅炉热力、传热、水循环及烟气阻力的变化，影响到锅炉运行安全。以下是运行过程中可能会出现的状况。

　　1、高挥发份的生物质成型燃料着火性能好，进入炉膛即迅速燃烧，高温区大幅提前，火焰高于燃煤，紧贴着锅炉前拱直接加热前端锅筒和水冷壁，导致辐射受热面受热不均，锅炉介质动力特征随之变化。

　　2、生物质成型燃料在炉膛前端剧烈燃烧，原配风系统与之不匹配， 易引起高温区局部供氧不足， 燃料燃烬率下降，烟气飞灰严重，热效率降低。

　　3、由于高温区偏离和火焰中心相对高度的变化，炉膛内各温度区间也随之产生较大变化，导致锅炉出汽不稳定。 4、焦油挥发份在XC以上温度窗口析出后，由于缺氧和燃烧行程缩短而不能充分燃烧，气态焦油随烟气进入对流受热面后温度下降，还原为液态后极易粘附于管壁表面。管壁上的液态焦油捕集烟气中的“飞灰形成垢层，影响热力传导，局部高温导致的结焦使传热进-步恶化，最终管壁和焊接部位因应力不均产生扭曲甚至撕裂，极易发生安全事故。 5、生物质成型燃料引燃性能较好，在便于点火的同时也带来了压火和封炉时将产生倒烟、回火现象，恶化锅炉房环境甚至发生安全事故。

改造方案

　　在确定改造具体方案之前，应由专业技术人员对原燃煤锅炉进行现场勘查，并根据锅炉图纸和随机资料进行相应热力复核、炉排面积热负荷计算、炉膛容积热负荷计算和配风计算后，确定具体施工方案。

　　1、前拱(辐射拱)改造:前拱的作用是通过辐射和反射的方式，将火床面的辐射热和部分火焰辐射热传递到新燃料的引燃(着火)区，提供新燃料的着火所需热量，投射到前拱顶上的热量中有80%左右被前拱吸收，这部分热量提高了前拱温度后重新被前拱辐射出去，其余20%左右通过前拱表名漫反射传递热量。燃煤锅炉前拱是根据煤炭的着火特性进行设计的，生物质成型燃料的着火特性与煤炭差别较大，如不进行合理改造，原锅炉的引燃区将变成主燃区，炉内温度场发生较大变化。根据现有锅炉前拱的形状和尺寸，结合生物质成型燃料燃烧特性，同时为增加炉膛容积，将原锅炉抛物线形前拱改造为直线型前拱，取消反射焦线或将其大幅后移，前拱与炉排面的夹角通过计算确定，前拱两侧炉墙随之做相应调整。

　　2、后拱(对流拱)改造:后拱的作用主要是促进新燃料引燃和炉内烟气混合，它通过改变烟气的流速和方向，将大量高温烟气和炽热的燃料颗粒向前输送，以增强前拱的引燃能力。同时，锅炉后拱的倾角小，覆盖面大，可以有效保持炉膛中、后部温度，提高燃料燃烬率。由于生物质成型燃料的着火点低，燃烧过程短，燃用生物质成型燃料时，不需要过长的辐射拱来增强引燃功能和提高燃料燃烬率，一般需要将锅炉对流拱缩短以延缓燃料引燃和增加炉膛容积，其烟气扰动功能改由分级配风实现。不同厂家、不同燃料种类的锅炉后拱形状和尺寸差别较大，一般根据具体拱形和长度来确定对流拱是否需要改造。

　　3、卫燃带调整:燃煤锅炉为提高所设计煤种的燃烬率，一般会在炉膛内壁相应部位布置卫燃带，用来调整炉膛高温区。锅炉改造时必须根据生物质成型燃料在炉膛内的温度场分布特性，对原有卫燃带进行调整，否则温度将发送较大变化。

　　4、分级供风:燃煤锅炉的风室一般布置在炉排下方，沿炉排纵向分为多个独立风室，采用单侧或双侧进风，各风室间有独立的调风装置，可分别调节各风室的风量大小，以达到煤炭等最佳燃烧效果。燃用生物质成型燃料时，需更换鼓风机，在保留原有风室的基础上，关闭前、后端一个或多个风室，在炉排两侧分级供应二次风。分级供风能很好的满足各燃烧阶段的需氧量，确保焦油挥发份在750℃以上温度窗口析出后充分燃尽，并大幅降低NOx产生量。 5.控制系统改造:燃煤锅炉改造为燃用生物质燃料后，将更换新的鼓风机、二级供料等控制项目，在原锅炉控制系统上增加新的控制项目。 费用分析

　　1.10吨燃煤锅炉月燃煤量:锅炉满负荷运作，每小时耗生物质为1.668t，一天工作20小时，一月30天，一台10吨蒸汽锅炉每月用生物质燃料量约为999.6t。通过计算后显示，使用生物质作为燃料每月总成本约为110.9万元，使用煤炭作为燃料每月总成本约为104.96万元。