燃煤锅炉改燃生物质的节能技术改造

燃煤锅炉改燃生物质的节能技术改造摘要：生物质作为当前储量丰富且最具开发潜力的可再生资源，是可以代替煤炭的清洁能源。通过对生物质燃料进行理化特性分析，分析生物质代替煤炭的可行性。根据生物质燃烧机理和锅炉工作原理对燃煤锅炉进行节能改造，结合能效测试的方法对改造后锅炉进行测评，论证改造成果的节能减排效果。关键词：燃煤锅炉；生物质颗粒；节能改造工业锅炉及其设备是能源生产和消费中的一个关键环节。它的总能量供应能力已是电站锅炉的一倍，而且涉及生产领域多、与人民生活密切相关。但是，工业燃煤锅炉，这种燃料以煤炭为主，单机容量偏小，平均运行效率只有65这种高耗能低效率的使用现状，既破坏能源消费结构，又造成严峻的环境污染。7t。通过压缩的生物质燃料，密度相当于中质烟煤，火力持久，燃烧性能好，是可以代替煤炭作为家庭生活燃料、工业或生物质电厂发电的可再生清洁能源。一、生物质燃料特点生物质燃料由可燃质、无机物和水分组成，主要成分为碳、氢、氧、少量的氮和硫，并含有灰分和水分。通过实验室分析化验对生物质成分进行测定，实验

[1]。表1生物质元素分析样品名称

/%

/%

/% S/%ar ar ar ar生物质压块

42.04 6.83 0.73 0.03生物质颗粒

39.36 5.62 0.58 0.02由实验结果可知：通过元素分析，发现生物质燃料硫和氮含量较低，属于低硫、低氮燃料，具有低硫、低氮、低二氧化碳排放的特点，符合环保要求。实验室通过工业分析对生物质进行测定，实验结果见表2[1]。表2生物质工业分析样品 M A F V Q，ad ar da ar

折标煤名称 /%

/% C/% d f

/kgce生物质压块

5.62

13.98

23.72

74.27

13.52 0.46生物质颗粒

5.27

13.25

15.27

76.60

13.23 0.45270%以上，在燃烧过燃烧系统的除灰设备要求较低。但是，现运行的燃煤工业锅炉的结构，不能直接燃用生物质颗粒，否则将出现严重冒黑烟、效率低、及粉尘污染的现象。因此，需要对在用燃煤锅炉进行改造，根据生物质燃料燃烧机理和燃烧装置工作原理，根据锅炉的具体结构及型式对锅炉燃烧室进行改造，以适应生物质的特性，并减少一氧化碳和烟尘排放及热量损失。二、燃煤锅炉节能改造方案炉膛前拱部分燃料在炉排上依次发生着火、燃烧、燃烬各阶段，燃烧是沿着炉排长度方向分阶段、分区进行的。燃烧生物质时，燃点较低，所以需要将前拱阻燃段部分加清理炉膛内部积灰、检查；在前拱阻燃段处制作一个加长的模板；对模板进行砌筑及浇筑，使阻燃段加长。炉膛后拱部分因生物质燃料燃烧时间短，所以在炉膛后拱加装隔烟隔灰墙，使未燃烬的生物质在燃烬区的高温烟气和过剩的空气引导下，进入炉膛中部和前部，延长烟气流程，保证主燃烧区所需要的热量，使未燃烬的烟尘充分燃烧。主要改造措施包括：在后拱尾部处砌筑一面隔灰墙；对隔灰墙进行浇筑固定。炉排部分炉排下部的第一引风室处上部加装挡风板，可使生物质燃料在进入炉排时，减少风量，使燃烧时间滞后，集中燃烧在高温段，提高燃烧效率。主要改造措施包括：炉排片拆除，炉排大梁拆除；炉排下方风室用钢板将风口挡住，进行浇筑固定；炉排片及炉排大梁安装恢复。三、节能效果评价。表3锅炉能效测试数据统计项目类别 数据燃料收到基低位发热量（Q

MJ/kg）

13.52net,v,ar，炉渣可燃物含量(C

,%)

4.17lz飞灰可燃物含量(C

,%)

15.07fh排烟温度(t

,℃)

115.40py排烟热损失(q,%)2气体未完全燃烧热损失(q3固体未完全燃烧热损失(q4散热损失(q,%)5灰渣物理热损失(q,%)6

7.090.263.652.700.76锅炉测试热效率(η

,%)cs

85.54SO2

mg/m3 0.0045排烟处NOxmg/m3 0.0017由表可知：燃煤锅炉改燃生物质后热效率为85.54%，较燃煤锅炉平均热效率10%SO2

0.0045mg/m3，NOX

排放为0.0017mg/m3，符合环保要求。由于，生物质燃料燃烧过程中，挥发分会快速析出，在燃烧室内迅速形成高温区，经多次配氧，补充所需量的氧气，为炉膛出口的燃烧助燃，更利于充分燃烧。燃料利用率高，从根本上解决了冒黑烟的难题，NOx”SO2

NOX

排放较低。完全燃烧后的高温烟气通往锅炉受热面被吸收后，再经除尘后排往大气。四、结语综上所述，生物质作为唯一一种可再生的碳源，继煤、石油、天然气之后的可再生的第四大能源，是一种符合环保要求、可替代煤的清洁燃料。燃煤锅炉改生物质的技术改造，可以改善我国“富煤、贫油、少气”的能源短板，调整能源利用结构，还能达到绿色环保、低耗高效的节能效果。参考文献：贾楠.分布式可再生能源站多联产系统研究[D].唐ft:学,2012.中国特种设备安全与节能促进会组织编写.锅炉能效测试技术[M].1北京:化学工业出版社,2016.黄俭.工业燃煤锅炉热效率与节能技术改造[J].能源与节能,2013（5）：