煤改生物质技术方案

xxxx煤业有限责任公司煤改生物质锅炉技术方案编制： 审核： 批准： 编制单位：xxxx2019年6月29日目录 第一部分：方案概述一、编制依据二、工程概述三、生物质燃料的特点4、 运行费用对比五、锅炉改造总体方案六、生物质颗粒燃烧机改造燃煤锅炉原理说明第二部分：现场施工一、办理告知手续1、锅炉设备铭牌内容2、监督检验需要提供的资料3、验收审核资料二、现场施工步骤第一部分：方案概述1、 编制依据 1、锅炉安装改造单位监督管理规则2、锅炉监督检验规程3、锅炉安全技术监察规程4、特种设备条例5、晋中市锅炉污染物排放标准6、贵方发布的技术要求2、 工程概述xxxx煤业有限责任公司现况为两台6T热水锅炉、三台4T蒸汽锅炉。遵照用户意见：将现有燃煤燃料锅炉改成生物质燃料锅炉；三、生物质燃料的特点 生物质燃料是可再生的能源，具产量巨大、分布广泛、低硫、低氮、生长快、二氧化碳排放低的特点。 生物质燃料燃烧主要由下面几个条件控制：(1)一定的温度；(2)一定量的空气(氧气)；(3)燃料与空气(氧气)的混合程度； (4)燃料中的可燃物与空气中的氧气进行剧烈的化学反应时间。 生物质燃料的着火温度为250400C，比煤低(煤的着火温度为400500C)，其温度的提高由点火热供给。生物质燃料的燃烧过程是其可燃成分与空气中的氧剧烈化合并放出热量的过程，因而氧气的供给量决定燃烧反应的过程。通过对供氧量的控制，可以很好地控制其燃烧反应。现运行的生活及工业锅炉的结构若不加改造直接使用生物质颗粒燃料，锅炉将出现严重冒黑烟、效率低、有粉尘污染等现象。因此，燃用生物质燃料锅炉需要进行改造，以减少一氧化碳和烟尘的排放及热量的流失。为了响应国家节能减排和大气污染防止号召，现欲将原燃煤锅炉在锅炉本体受压部件及安全附件不变的情况下，改造为燃生物质锅炉。四、运行费用对比1、各种燃料明细对比燃料 种类成 分低位热值 （大卡/Kg）燃料价格（元）锅炉热效率（%）蒸汽/吨燃料成本/元实际运行费用（元）块煤5500700/吨60131.5171.5天然气85003/立方85257.4297.5兰炭60001100/吨60189.4229.5生物质颗粒4000900/吨65214.7254.7生物质压块3400460/吨65129169玉米芯3000170/吨6558.598.5木质削片3200300/吨6596.9136.9注：62万大卡（1吨蒸汽所需热量）燃料热值热效率x燃料单价=燃烧所需实际成本5、 锅炉改造总体方案1、各种炉型改造锅炉类型改造方案除尘器配置改造优势链条式燃煤锅炉（2-6 吨锅炉）拆除链条锅炉料斗，在锅炉前拱位置开孔对接，用于对接生物质燃烧机火口。锅炉后拱出砌耐火砖墙， 将燃烧机喷出火焰导向上方烟道。引风机不需要改造，电控增加安全连锁。旋风除尘器+布袋除尘器或旋风除尘+水膜除尘器。（可在原有除尘基础上增加）CO2 零排放，SO2 排放达标，粉尘经除尘后排放达标。燃煤手烧炉（2-4 吨锅炉）在手烧炉炉门处将原有炉门拆除，用钢板密封炉门，按照燃烧机火口尺寸开孔，将火焰喷入炉膛内，引风机不需要改动，电控增加安全连锁。旋风除尘器+布袋除尘器或旋风除尘+水膜除尘器。（可在原有除尘基础上增加）CO2 零排放，SO2 排放达标，粉尘经除尘后排放达标。立式燃煤手烧炉（0.5-2 吨锅炉）在手烧炉门处用钢板密封，按照相对应燃烧机尺寸开孔，在火焰喷入的炉膛对面增加耐火砖，阻挡火焰直接燃烧锅炉炉壁，需要增加引风机，电控需增加安全连锁。旋风除尘器+布袋除尘器或旋风除尘+水膜除尘器。（可在原有除尘基础上增加）CO2 零排放，SO2 排放达标，粉尘经除尘后排放达标。2、生物质燃烧机选型配置方案：锅炉吨位燃烧机型号火口直径火口中心高度0.5 吨30 万大卡195mmH=700mm0.75 吨45 万大卡195mmH=900mm1 吨60 万大卡280mmH=990mm2 吨120 万大卡400mmH=995mm3 吨180 万大卡460mmH=1015mm4 吨240 万大卡460mmH=1045mm5 吨300 万大卡570mmH=1315mm6 吨360 万大卡570mmH=1550mm六、生物质颗粒燃烧机改造燃煤锅炉原理说明（以 2 吨燃煤锅炉为例）1、生物质颗粒燃烧机原理： 木屑经过专门的颗粒成型机挤压成型，通过关风式下料器将生物质颗粒燃料均匀送入生物质燃烧机炉膛内的炉排上均匀分布。颗粒燃烧时，火焰先从生物质颗粒表面开始燃烧，从炉排底部均匀送入底风，空气中氧气参与燃烧产生 900 高温环境，生物质颗粒内部开始裂解反应，产生可燃气体包括 CO、H、CnHn 等。由于底风供风量不足以使可燃气体和生物质颗粒完全燃烧，因此火焰和未完全燃烧的可燃气体从火口喷出，在火口出口处再配二次鲜风进行二次燃烧，燃烧火焰温度提高至 1150，我们把这种燃烧方式定义为半气化燃烧。120 万大卡的生物质颗粒燃烧机在燃烧时的烟气经过烟气分析仪器检测，烟气中空气过量系数为=1.14-1.24，CO 含量为 37.5-72.5mg/m3。火焰长度经过测量为 1200mm，火焰直径为 400mm，2 吨的链条式锅炉需要在锅炉后拱出砌筑耐火砖墙，阻挡火焰进入后拱内部，将火焰导入上部锅炉烟道，使烟气流速和热量分布接近燃煤时的状态。在冷炉点火时，由于后拱处耐火砖的温度低于火焰温度，会产生短时间 10-15 分钟的轻微不完全燃烧，当耐火砖温度升高至火焰温度时，不再影响燃烧效果。同时由于耐火砖的阻挡作用，生物质燃烧机火焰在碰撞耐火砖以后，烟气动能减弱， 烟气流动受锅炉引风机控制，流向跟原有燃煤锅炉相似，根据以上分析，生物质颗粒燃烧机改造链条式燃煤锅炉是可行的，但操作工人必须持证上岗，锅炉按规定必须每年定期年检。2、生物质燃烧机输出热量是以每小时生物 质颗粒燃烧量为标准，经过检测，120 万大卡生物质颗粒燃烧机每小时最大燃烧量为430kg，最小颗粒燃烧量为207.6kg，输出热功率为 2351-1131KW，生物质颗粒热值按照平均热值4000KCal/kg 计算。因此使用生物质颗粒燃烧机替代燃煤，在锅炉结构不做任何改变的情况下， 锅炉的热效率不变。但生物质燃烧机喷火口火焰燃烧温度经过实测比燃煤低 100，空气过量系数=1.14-1.24，比燃煤锅炉的空气过量系数 1.3-1.5 要小， 经过实测锅炉总输出功率能达到燃煤锅炉原有额定输出功率。3、系统配套装置包括引风机和除尘器：由于燃煤锅炉同样属于负压燃烧，生物质颗粒燃烧机在设计时同样按照负压燃烧设计，因此改造时原有的锅炉专用引风机，除尘器都不需要改造。由于生物质半气化燃烧机火焰中含有0.5%的粉尘， 所以必须按照锅炉大气污染排放标准 GB13271-2014加装旋风除尘器和布袋除尘器两级除尘，条件不允许的情况下，可选用水膜除尘器4、电气连锁控制原理：按照锅炉安全监察规程中煤锅炉的安全连锁要求，燃烧机受锅炉控制信号控制其启动时，先启动引风机，再启动鼓风机，最后启动送料电机。停机时，先停止送料电机，再停止鼓风机，最后停止引风机。如引风机故障停止，燃烧机鼓风机和送料电机能自动连锁停止。当锅炉极低水位报警、水位超高报警、蒸汽压力第一超压、第二超压四个锅炉控制信号中的其中一个信号触发，生物质燃烧机能立即停止工作，其中极低水位报警后，需要在排除故障后手动复位才能启动燃烧机，以确保锅炉安全使用。5、改造工程施工所有的改造工程必须由有锅炉维修安装资质的安装公司进行施工。6、生物质颗粒燃烧机结构原理如下图所示：第二部分：现场施工燃煤锅炉改生物质颗粒燃烧机 具体施工步骤如下：一、办理告知：锅炉改造前，必须要按照如下锅炉燃烧系统改造工程监 检工作告知书中的相关要求到当地质监局办理告知手续。1、锅炉设备铭牌包含以下内容1）、锅炉名称（根据设计图纸）2）、锅炉型号（根据设计图纸）3）、锅炉产品编号4）、锅炉制造单位、制造日期5）、锅炉改造单位、改造日期6）、改造设计单位、设计日期7）、燃烧设备型号、制造日期、制造单位8）、锅炉的其他性能参数，如：蒸发量、热功率、出口温度、出口压力 2、监督检验需要提供的资料以及控制点2.1 监督检验前（签订协议时）资料审核A. 改造告知书（需市局确认通过的，并盖公章）B. 改造单位的相关资质证书复印件（盖公章）C. 改造设计文件（设计图纸、热力计算书）D. 改造图纸审批文件（审批报告单等）E. 燃烧设备技术文件（产品合格证书、使用说明书、外置燃烧室型中国特检院出具的型式试验报告）F. 改造合同G. 改造施工方案（包含施工、验收、调试等内容）H. 锅炉的有效期内的定期检验报告（内检、外检等）2.2 监督检验过程控制点 改造施工单位在锅炉改造施工过程中，进行燃烧设备的安装、改造时，在锅炉整体调试前，应通知监检人员前往现场进行监督核查，核查锅炉施工改造是否按照设计图纸、施工方案以及单位质保体系施工，并留下影像资料，经监检确认后进行下一步工作。3、验收时的资料审核1) 锅炉改造后及部位的情况影像资料（打印盖使用单位和改造单位公章）2) 改造质量证明书3) 改造合格证书4) 改造后的锅炉铭牌及复印件（盖使用单位和改造单位公章）5) 安全阀、压力表等安全附件的校验报告二、现场施工步骤：1、拆除燃煤锅炉煤斗和煤斗下方的链条，如照片中所示。 锅炉前拱外侧的链条和风箱要全部拆除，生物质燃烧机在此位置安装。注意：锅炉改造部分必须由具备维修资质的锅炉安装公司进行施工。2、拆除煤斗后，在锅炉前拱位置中心开孔，开孔直径和孔中心高度与生物质颗粒燃烧机火口中心高度一致。火口底部离链条炉排最低不低于 300mm，避免火焰烧到炉排。炉排上方铺一层 5mm 厚硅酸铝板，再铺一层耐火砖，并用耐火水泥沙浆平铺。确保火焰不直接接触炉墙或锅炉管道，有足够的燃烧空间。3、安装生物质燃烧机导轨，锅炉炉排上方与前拱之间的空隙使用耐火砖砌筑进行密封，炉排底部风箱外侧拆除链条后的空隙必须用钢板密封。注意：燃烧机火口底部位于锅炉炉排上方至少有 300mm 高度，避免火焰直接烧到炉排。4、锅炉炉膛内需要将后拱用耐火砖砌筑，阻挡火焰进入后拱下方。或者直接将后拱拆除。链条燃煤锅炉改造前示意图：链条燃煤锅炉改造前示意图：5、施工改造完成后，进行系统测试，电气安全连锁，系统连锁动作测试，漏风性检查，引风风量测试。检查测试必须根据锅炉安全监察规程中的要求进行。6、工程施工完成后，待告知手续和锅炉重启手续办理好，即可进行调试。 十、各种保证措施（一）、安全保证措施（1）技术人员负责安全技术交底，安全负责检查并监督其实施，并履行签字手续。（2）机械、材料、临电等管理人员负责其工作范围内的安全管理工作。（3）制订安全管理措施及安全操作规程，坚持特殊工作持证上岗。（4）所有施工人员进