郴州合利泡沫廠案例4噸蒸汽鍋爐改造生物質(zhì)鍋爐方案
一、蒸汽鍋爐改造工程概況
該工程為下楣橋和利泡沫廠蒸汽鍋爐改造設(shè)計方案,根據(jù)需方提供的數(shù)據(jù)及現(xiàn)場了解,該廠鍋爐為4噸的蒸汽鍋爐,其鍋爐設(shè)計壓力為1.25Mpa,每天的用煤量為17噸,24小時的運行時間
本鍋爐方案根據(jù)現(xiàn)運行設(shè)備建議改造成郴州自然人新能源高科技公司生產(chǎn)的節(jié)能環(huán)保生物質(zhì)清潔能源燃燒方式,以滿足該廠的需求。
二、生物質(zhì)成型燃料直燃難以推廣的原因
由于缺乏實用的生物質(zhì)能源清潔燃燒處理技術(shù),生物質(zhì)成型燃料在工業(yè)鍋爐上的利用率不到1%,主要原因是傳統(tǒng)燃煤工業(yè)鍋爐燃燒生物質(zhì)成型燃料面臨五大難題:
(1)爐膛不適應(yīng)生物質(zhì)燃料,煙筒冒黑煙,生物質(zhì)燃料燃燒效率低,燃料消耗大,導致客戶單位能耗成本居高,環(huán)保限排指標不達標。
(2)鍋爐熱效率低,鍋爐產(chǎn)能出力不足,滿足不了用戶設(shè)計的生產(chǎn)工藝供熱需求,致使客戶不能正常生產(chǎn)。
(3)鍋爐對生物質(zhì)成型燃料中的氯化物及堿性物質(zhì)所形成的草酸(鹽酸、磷酸、硝酸)消化不了,致使殘余草酸腐蝕鍋爐,使得鍋爐使用壽命短,不超過2年,很多廠家的生物質(zhì)鍋爐在一年內(nèi)就報廢。
(4)生物質(zhì)成型燃料在燃燒過程中產(chǎn)生大量的焦油沒有有效處理,時間一長,爐內(nèi)結(jié)焦堵塞鍋爐無法正常運行。
(5)生物質(zhì)成型燃料中的灰分和雜質(zhì)在高溫下發(fā)生特殊的化學反應(yīng)產(chǎn)生大量的無機物,導致燃料粘結(jié)無法正常燃燒。
郴州自然人新能源高科技公司以“節(jié)約能源 保護環(huán)境”為己任,自2006年組織科研工程設(shè)計人員開展了“生物質(zhì)鍋爐”的專題攻關(guān),經(jīng)過多年不斷改進試驗終于攻克了上述五大難題。經(jīng)過多家用戶長期使用比較和郴州市環(huán)保部門測試,證明改造成功的生物質(zhì)燃料鍋爐具有燃燒無黑煙,燃燒充分,爐膛溫度高,鍋爐熱效率高,鍋爐無腐蝕,無焦油堵塞,無粘結(jié)壓火、可靠性高,壽命長等明顯優(yōu)點。自2007年以來在四川、江西、福建、浙江、江蘇、河南等地已有600多臺燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)燃料鍋爐在使用,為用戶帶來極大的經(jīng)濟價值和環(huán)保效益,2008年6月獲國家專利。
三、鍋爐核心技術(shù)概述
郴州自然人新能源高科技公司將傳統(tǒng)燃煤工業(yè)鍋爐技改為生物質(zhì)成型燃料鍋爐的核心技術(shù)是專門針對目前傳統(tǒng)燃煤鍋爐普遍不環(huán)保(冒黑煙)、不節(jié)能(能耗高)以及傳統(tǒng)燃煤鍋爐改造為生物質(zhì)成型燃料鍋爐后普遍冒黑煙、鍋爐蒸汽壓力或出力不能滿足用戶需求、焦油堵塞、草酸腐蝕、燃燒結(jié)渣的現(xiàn)狀而設(shè)計的專利技術(shù)(專利號:ZL 2007 2 0080513.3)。該鍋爐經(jīng)技改后主要使用以樹皮、竹木業(yè)加工廢邊角料、木屑、農(nóng)作物秸稈、林業(yè)剩余物、工業(yè)固廢物、薪柴等壓縮成型的顆粒或壓塊燃料,燃燒后的主要污染物為煙塵、氮氧化物。根據(jù)目前國家環(huán)保政策的要求,只需要對煙塵進行治理,無需配套脫硫設(shè)施。實踐證明,采用我公司新一代鍋爐二次進風清潔燃燒專利技術(shù)對原燃煤鍋爐進行消煙節(jié)能技術(shù)改造后 ,不僅能充分燃燒上述生物質(zhì)成型燃料,而且還提高了鍋爐的能效。煙塵濃度得到有效控制,排放煙氣黑度穩(wěn)定達到《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB1327-91)I級。
四、鍋爐技術(shù)改造工程承諾
1、確保技改鍋爐達到與原燃煤時的同等蒸汽壓力和出力效果。(建議技改前后做熱工測試)
2、確保鍋爐技改前后同類生物質(zhì)燃料節(jié)省10%以上,燃料適應(yīng)性廣。
3、確保煙氣黑度長期穩(wěn)定達到林格曼黑度≤I級,煙塵濃度得到有效控制。(如當?shù)丨h(huán)保政策有特殊要求時設(shè)計指導用戶在投資少運行費用低的前提下達標)。
4、確保施工周期短,設(shè)備及安裝人員按合同約定時間進場安裝,安裝時間為3-5天,調(diào)試時間為1-3天。
5、確保售前售中售后全程服務(wù),節(jié)假日外 24小時響應(yīng)。對我公司提供的設(shè)備,按合同約定實行“三包”,所用液體(藥水)第一年無償提供,第二年濃縮液體每公斤100元(4噸鍋爐一年2000元),三年價格不變,收到貨款后3天內(nèi)發(fā)貨。
五、技改鍋爐技術(shù)特點
1、不降低鍋爐產(chǎn)能出力完全滿足客戶實際用熱需求。
2、煙氣長期穩(wěn)定達標排放(林格曼黑度<1級),無二次污染。
3、改造費用低投資少,運行費用更低(1.5KW/h)。
4、施工周期短,設(shè)備運行可靠,操作和管理簡便。
5、節(jié)能效果明顯,初步測試節(jié)能5%以上,并大大提高鍋爐的熱效能,有明顯的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。
六、技改設(shè)計原理范圍
1.鼓風系統(tǒng)改造
改造原因:1、現(xiàn)有鼓風系統(tǒng)采用拉風門控制,其風力大小不好控制。2、采用冷空氣進風,進風時降低了爐膛溫度。所以現(xiàn)有鼓風系統(tǒng)只適合燃煤不適合燃生物質(zhì)顆粒。
改造后效果:1、熱風進風更增加促燃效果。2、風流控制走向,充分利用鍋爐熱交換。3、風力大小控制,有利于生物質(zhì)顆粒的燃燒點及燃燒面。
2.增加二次補氧系統(tǒng)改造
改造原因:生物質(zhì)顆粒燃燒時,首先是迅速裂變,一部分直接燃燒另一部分產(chǎn)生可燃氣體 (可燃燒的煙)需要二次補氧二次燃燒,如氧氣供應(yīng)不足燃燒不充分煙管會排出很多的濃煙,造成環(huán)保不達標;原燃煤鍋爐沒有設(shè)計二次補氧,所以會造成煙管口會排出很多的濃煙。
改造成效果:1、使生物顆粒燃燒時,經(jīng)過二次補氧,使生物質(zhì)顆粒燃燒時產(chǎn)生的可燃氣體 (可燃燒的煙)經(jīng)過二次補氧二次燃燒,使其熱能充分利用,沒有黑煙。2、經(jīng)過二次補氧控制風流方位,使其熱量充分利用。
3.引風系統(tǒng)改造
改造原因:燃煤鍋爐的引風系統(tǒng)比較簡單,只是單一引風,沒有利用鍋爐廢氣熱量,而生物質(zhì)鍋爐引風需要風量大而且分布均勻。
改造后效果:1、引風系統(tǒng)可以隨時控制大小,充分配合鼓風系統(tǒng)和二次補氧系統(tǒng),增強爐膛的風流效果,讓鍋爐更有效的熱吸收我熱交換。2、利用鍋爐煙道廢氣熱量,使鍋爐產(chǎn)生熱風給氧和熱風配風,有利用生物質(zhì)顆粒充分燃燒及爐膛溫度增高。
4.給料系統(tǒng)改造
改造原因:由于生物質(zhì)顆粒比燃煤著火點要低,而現(xiàn)在的料斗會造成料斗回火,使料斗內(nèi)的顆粒全部著火燃燒,造成很大的安全隱患。
改造后效果:1、經(jīng)過給料系統(tǒng)改造,使料斗與爐膛執(zhí)行分離割斷及溫度控制,充分的保護了料斗和顆粒,不存在直接燃燒,消除了安全隱患。
5.爐膛改造
改造原因:現(xiàn)在的爐膛出風口過大,排氣過于暢通,讓大量的熱量隨煙管排出,使鍋爐熱交換時間短,熱效率嚴重降低。
改造后效果:改造后減少了爐膛的出風量,控制了爐膛的溫度,放慢了熱空氣的流速。
6.控制系統(tǒng)改造
改造原因:現(xiàn)有的控制系統(tǒng)只適合煤鍋爐,必須重新設(shè)計適合生物質(zhì)鍋爐的控制系統(tǒng)。
改造后效果:全自動化控制,減少了勞動量。
7.增加儲存料斗系統(tǒng)改造
改造原因:燃煤鍋爐無料斗,加料時間短,不適合生物質(zhì)鍋爐,
改造效果:生物質(zhì)鍋爐料斗需要四噸以上,加一次料可以滿足八至十個小時的燃燒,這樣才能使生物質(zhì)鍋爐全天候,全自動控制,無須專業(yè)人員看管,并大量減少了鍋爐工的勞動強度。
8、整體改造后的效果:
改善爐膛(燃燒室)環(huán)境,使生物質(zhì)成型顆?;驂簤K燃料充分完全燃燒,從源頭催化裂解消除黑煙、草酸和焦油。提高鍋爐熱利用率至83%。
9、技改生物質(zhì)鍋爐測試結(jié)果與國家限排標準相關(guān)指標對比
項目名稱 | 煙塵濃度 mg/m3 | 二氧化硫 濃度mg/m3 | 氮氧化物 濃度mg/m3 | 煙氣黑度林氏 | 煙囪 高度 |
技改生物質(zhì)燃料鍋爐 | <50毫克 | <100毫克 | <200毫克 | 《1 | 不變 |
GB13071-2001 一類地區(qū)Ⅱ時段燃煤鍋爐 | 80毫克 | 900毫克 | 450 | 1 | >25m |
GB13071-2001 一類地區(qū)Ⅱ時段天燃氣鍋爐 | 50毫克 | 100毫克 | 400毫克 | 1 | 〉5m |
經(jīng)過對比:技改生物質(zhì)成型燃料鍋爐煙塵排放濃度小于國家標準燃煤鍋爐限排指標,與國家標準天燃氣鍋爐限排指標基本等量;二氧化硫排放濃度是國家標準燃煤鍋爐限排指標的百分之十二,與國家標準天燃氣鍋爐限排指標等量,氮氧化物排放濃度與國家標準天燃氣鍋爐限排指標基本等量。
七、經(jīng)濟性分析
根據(jù)需方提供數(shù)據(jù)所需能耗分析
1、燃煤蒸汽鍋爐運行費用:(熱值為5000大卡/kg,設(shè)備熱利率為55%)
根據(jù)需方提供的數(shù)據(jù)其每天運行24小時,每天的用煤量為17噸
每月的費用:17噸/天×30天=430噸
每年的費用:430噸/月×12=5160噸
2.自然人改造為生物質(zhì)鍋爐后運行費用:(熱值4200大卡/kg)
1)根據(jù)需方提供的數(shù)據(jù)每天17噸煤,推算為每天只需200萬大卡的蒸汽鍋爐,改造后提高了原鍋爐的利用率為83%。
每天的費用:
200萬大卡÷(4200大卡×83%)×24小時=13.7噸
每月的費用:13.7噸×30天=411噸
每年的費用:411噸×12個月=4932噸
顯然,本鍋爐方案與使用其他設(shè)備相比的經(jīng)濟效差十分顯著的,省錢就是賺錢,建議業(yè)主采納。
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