0引言
我國是農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源種類繁多。在廣大農(nóng)村地區(qū)數(shù)量非常巨大，每年可利用的生物質(zhì)能源總量約有7億t標(biāo)準(zhǔn)煤以上。生物質(zhì)能屬于清潔能源，生物質(zhì)能的利用可以實現(xiàn)CO
2的零排放，可替代煤、石油和天然氣等礦物燃料作為重要能源使用。
緊跟國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，應(yīng)邀某發(fā)電廠，將其35 t/h燃煤循環(huán)流化床鍋爐改造成以物料為底和循環(huán)載體、燃燒生物能源的鍋爐，使鍋爐由燃燒一次性能源變成了燃燒再生能源的鍋爐。把方圓幾十公里多余的桔桿收集加工，作為鍋爐的燃燒，即節(jié)省了煤，同時也防止廢物直接燃燒排放到大氣中對環(huán)境造成污染，既節(jié)約能源，同時還可以增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)民賣桔桿得到的附加收入，也符合國家發(fā)展戰(zhàn)略。
1鍋爐主要參數(shù)
額定蒸發(fā)量 35 t/h
額定蒸汽壓力 3.82 MPa
額定蒸汽溫度450cC
給水溫度 104qc
冷風(fēng)溫度 200C
一次風(fēng)溫度：100℃
二次風(fēng)溫度：-1200℃
排煙溫度：135℃～145℃
鍋爐熱效率：85%
鍋爐排污率：<2%
一、二次風(fēng)量比：6:4
灰渣比率：95%：5%
鍋爐初始排放灰塵濃度：30 g／Nm
3～40g／Nm
3
2結(jié)構(gòu)改造分析及簡介
2.1鍋筒
根據(jù)改造需要，為使飛灰循環(huán)回爐膛可順利燃燒并盡可能燃盡，鍋筒抬高1.1 m，并增加兩個開孔，其中過熱器左右各增加兩個共四個，開孔規(guī)格：Ø31，沉孔直徑Ø38.5，深1m；左右側(cè)水冷下降管增加一根共兩根，需要在鍋筒相應(yīng)位置上增加兩個開孔，開孔規(guī)格：Ø77，沉孔直徑Ø90，深2 m。其他結(jié)構(gòu)未改動。鍋筒及封頭厚度以實測數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，實測厚度不得低于其成品最小需要厚度。
2.2水冷系統(tǒng)
根據(jù)濟南鍋爐廠在設(shè)計制造循環(huán)流化床鍋爐方面的經(jīng)驗和有關(guān)電廠在使用循環(huán)流化床鍋爐燃燒劣質(zhì)煤的實踐，在爐膛絕大部分水冷壁曝光的情況下，燃料最低熱值為7 315 kj/kg。因此，水冷系統(tǒng)全部更換，爐膛四周水冷壁為膜式壁結(jié)構(gòu)，新布置前、后、左、右側(cè)水冷下集箱，燃燒室水冷壁上焊有密布銷釘，用以固定耐火材料。同時爐膛內(nèi)表面全部焊上銷釘覆蓋上耐火混凝土防止水冷壁吸收太多熱量，保證燃燒的穩(wěn)定性的功能。
爐膛分前、后、左、右四個水循環(huán)回路，埋管與后墻水冷壁為—個循環(huán)回路。埋管循環(huán)回路的下降管與埋管、與導(dǎo)氣管的截面比都在設(shè)計規(guī)范許可范圍內(nèi)。每個循環(huán)回路的集箱都裝有排污閥門，以便定期排污。
膜式壁采用+60 x5的管子，其材質(zhì)為20’(GB3087 -1999)前、左、右膜式壁節(jié)距為105，后墻節(jié)距為180。
2.3過熱器
過熱器重新設(shè)計，需全新更換，增加面式減溫器，全部管子和過熱器集箱。過熱器共分低、高過2級，中間沒有面式減溫器，對溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于增加一次分離器，因此，低溫過熱器后移，原低溫過熱器出設(shè)置一次分離器，高溫過熱器與低溫過熱器順列布置，低溫過熱器管子規(guī)格為38 x3.5，材質(zhì)為204（GB3089 - 1999），高溫管子規(guī)格42×3.5，材質(zhì)為12CrMoV。
2.4省煤器
省煤器由原來的兩級增加到三級。在原低溫過熱器增加一級省煤器，共采用高、中、低三級省煤器，當(dāng)帶灰的煙氣流經(jīng)各個受熱面時，尾部灰粉會沉積到受熱面上而形成積灰，這是鍋爐運行中常見的現(xiàn)象。積灰會影響傳熱和煙氣的流通，尤其是通道截面較小的對流受熱面。嚴(yán)重的積灰還會堵塞煙氣通道，以致降低鍋爐出力甚至被迫停爐。因此，高、中、低省煤器采用光管，順列布置，管子規(guī)格為+32 x3，并增大管間距，其中高級橫向節(jié)距為66 nun，中、低級橫向節(jié)距為60 mm。而且為防止磨損在第一排裝有防磨罩，倮證鍋爐可靠運行。
2.5空氣預(yù)熱器
空氣預(yù)熱器需要秀新設(shè)計，空氣預(yù)熱器分一次風(fēng)、二次風(fēng)兩級，上面一級是二次風(fēng)，下面一級是一次風(fēng)，管子規(guī)格均為Ø50 x2，受熱面積：高溫段58234m
2，低溫段366.8m
2；管數(shù)：1 620×2根；材質(zhì)為考登鋼。為了防止積灰，管子采用順列布置，橫向節(jié)距加大到75 mm。
2.6鋼架和平臺扶梯
鋼架柱子不變，改變柱子前后距離，其中柱子23、24向前移動320 mm，柱子27、28向后移動190 mm。
Zl—24在7m層以下是混泥土柱子，7m以上是鋼柱；Z5一Z8從0m開始全是鋼柱。
由于23一26柱子已移動，許多部件已改動，相應(yīng)的支撐都發(fā)生很大的變化，橫梁需要全部更換。
平臺扶梯利用原來的，位置根據(jù)霞新設(shè)計調(diào)整安裝。燃燒室周圍布置平臺扶梯，方便點火檢修。
2.7流化床
增加鐘罩式風(fēng)帽和新布風(fēng)板（由定向風(fēng)帽改為蘑菇頭型風(fēng)帽后主要解決了流化不均勻易形成小焦塊的問題）。鐘罩風(fēng)帽能防止灰塵漏進(jìn)風(fēng)室。為保證布風(fēng)板上燃燒的均勻性，布置兩個獨立的布風(fēng)板，兩個分風(fēng)室，每個分風(fēng)搴布置有調(diào)風(fēng)門。
2.8燃燒系統(tǒng)
燃燒系統(tǒng)由爐膛、旋風(fēng)分離器和返料器組成。爐膛下部是密相料層。在風(fēng)板上均勻布置風(fēng)帽，一次風(fēng)由風(fēng)帽均勻進(jìn)入燃燒室。
生物質(zhì)和物料經(jīng)設(shè)在前的三臺螺旋給料機送入燃燒室。
二次風(fēng)布置在前后墻。前墻設(shè)置三個風(fēng)嘴。后墻布置兩個風(fēng)嘴，前后風(fēng)嘴錯開布置。二次風(fēng)約占總空氣量的40%，以利懸浮段燃料的燃盡和輸送。
燃燒室內(nèi)布置橫埋管，防止床層超溫。
燃燒的煙氣經(jīng)過熱器后，進(jìn)入旋風(fēng)分離器。被分離的細(xì)顆粒物料由料腿返回爐膛再流化循環(huán)，離開旋風(fēng)分離器的煙氣經(jīng)省煤器、空氣預(yù)熱器、除塵器、引風(fēng)機、煙囪排人大氣。
燃燒后的灰渣由布風(fēng)板上的二個放渣管排出爐外。鍋爐啟動、運行調(diào)整需要時，返料器內(nèi)的飛灰物料由返料器內(nèi)的放灰管排出爐外。
2.9爐墻
對原鍋爐進(jìn)行改造，爐膛部分為輕型爐墻。改造后的爐墻即考慮了方便埋管的更換，同時考慮了爐墻受熱后的膨脹，布置了合理的膨脹縫。保證爐墻的密封性。
2.10鍋爐范圍內(nèi)管路布置
給水管道、再循環(huán)管道需要重新設(shè)計安裝，其它排污管與疏水管道根據(jù)現(xiàn)場情況重新安裝。其他結(jié)構(gòu)與部件采用原來的不變。
鍋爐的安全附件，采用原結(jié)構(gòu)未變動。吹灰系統(tǒng)，從爐膛出口到空氣預(yù)熱器煙氣出口共預(yù)留吹灰孑L 8個。
3改造后鍋爐的性能測試
在改造后對主要參數(shù)進(jìn)行測試結(jié)果如表1。
表1
|
參數(shù) |
測量值 |
|
蒸發(fā)量Q/t·h-1 |
35.2 |
|
過熱器壓力P1/MPa |
3.76 |
|
過熱蒸汽溫度t1/ |
450 |
|
燃料消耗量B/ t·h-1 |
9.5 |
|
爐膛出口溫度T/ |
920 |
|
排煙溫度t/ |
142 |
|
給水溫度 |
104 |
|
沸騰層燃燒溫度 |
1000 |
|
機械不完全燃燒損失 |
2.3 |
|
飛灰可燃物含量 |
5.1 |
|
鍋爐效率 |
90 |
4結(jié)束語
通過對35 t/h循環(huán)流化床鍋爐的改造，對各數(shù)握的測試顯示：對此鍋爐改造非常成功。此鍋爐的成功改造，說明現(xiàn)在我們可以在一定程度上對原有的一些污染大的燃煤鍋爐進(jìn)行改造，并為這些改造提供一些借鑒的方法。
三門峽富通新能源生產(chǎn)顆粒機、秸稈壓塊機、飼料顆粒機等生物質(zhì)燃料飼料成型機械設(shè)備，還銷售生物質(zhì)鍋爐。
