郴州合利泡沫廠(chǎng)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(chǎng)蒸汽鍋爐改造設(shè)計(jì)方案，根據(jù)需方提供的數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)了解，該廠(chǎng)鍋爐為4噸的蒸汽鍋爐，其鍋爐設(shè)計(jì)壓力為1.25Mpa,每天的用煤量為17噸，24小時(shí)的運(yùn)行時(shí)間
本鍋爐方案根據(jù)現(xiàn)運(yùn)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(mǎn)足該廠(chǎng)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(shí)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(dǎo)致客戶(hù)單位能耗成本居高，環(huán)保限排指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。
（2）鍋爐熱效率低，鍋爐產(chǎn)能出力不足，滿(mǎn)足不了用戶(hù)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝供熱需求，致使客戶(hù)不能正常生產(chǎn)。
（3）鍋爐對(duì)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(guò)2年,很多廠(chǎng)家的生物質(zhì)鍋爐在一年內(nèi)就報(bào)廢。
（4）生物質(zhì)成型燃料在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的焦油沒(méi)有有效處理，時(shí)間一長(zhǎng)，爐內(nèi)結(jié)焦堵塞鍋爐無(wú)法正常運(yùn)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(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的無(wú)機(jī)物，導(dǎo)致燃料粘結(jié)無(wú)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(hù)環(huán)境”為己任，自2006年組織科研工程設(shè)計(jì)人員開(kāi)展了“生物質(zhì)鍋爐”的專(zhuān)題攻關(guān)，經(jīng)過(guò)多年不斷改進(jìn)試驗(yàn)終于攻克了上述五大難題。經(jīng)過(guò)多家用戶(hù)長(zhǎng)期使用比較和郴州市環(huán)保部門(mén)測(cè)試，證明改造成功的生物質(zhì)燃料鍋爐具有燃燒無(wú)黑煙，燃燒充分，爐膛溫度高，鍋爐熱效率高,鍋爐無(wú)腐蝕，無(wú)焦油堵塞，無(wú)粘結(jié)壓火、可靠性高，壽命長(zhǎng)等明顯優(yōu)點(diǎn)。自2007年以來(lái)在四川、江西、福建、浙江、江蘇、河南等地已有600多臺(tái)燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)燃料鍋爐在使用,為用戶(hù)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保效益，2008年6月獲國(guó)家專(zhuān)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(zhuān)門(mén)針對(duì)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(mǎn)足用戶(hù)需求、焦油堵塞、草酸腐蝕、燃燒結(jié)渣的現(xiàn)狀而設(shè)計(jì)的專(zhuān)利技術(shù)（專(zhuān)利號(hào)：ZL 2007 2 0080513.3）。該鍋爐經(jīng)技改后主要使用以樹(shù)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?；驂簤K燃料，燃燒后的主要污染物為煙塵、氮氧化物。根據(jù)目前國(guó)家環(huán)保政策的要求，只需要對(duì)煙塵進(jìn)行治理，無(wú)需配套脫硫設(shè)施。實(shí)踐證明，采用我公司新一代鍋爐二次進(jìn)風(fēng)清潔燃燒專(zhuān)利技術(shù)對(duì)原燃煤鍋爐進(jìn)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(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB1327-91）I級(jí)。
四、鍋爐技術(shù)改造工程承諾
1、確保技改鍋爐達(dá)到與原燃煤時(shí)的同等蒸汽壓力和出力效果。（建議技改前后做熱工測(cè)試）
2、確保鍋爐技改前后同類(lèi)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(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)到林格曼黑度≤I級(jí)，煙塵濃度得到有效控制。（如當(dāng)?shù)丨h(huán)保政策有特殊要求時(shí)設(shè)計(jì)指導(dǎo)用戶(hù)在投資少運(yùn)行費(fèi)用低的前提下達(dá)標(biāo)）。
4、確保施工周期短，設(shè)備及安裝人員按合同約定時(shí)間進(jìn)場(chǎng)安裝，安裝時(shí)間為3-5天，調(diào)試時(shí)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(shí)響應(yīng)。對(duì)我公司提供的設(shè)備，按合同約定實(shí)行“三包”，所用液體（藥水）第一年無(wú)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(jià)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(diǎn)
1、不降低鍋爐產(chǎn)能出力完全滿(mǎn)足客戶(hù)實(shí)際用熱需求。
2、煙氣長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放（林格曼黑度<1級(jí)），無(wú)二次污染。
3、改造費(fèi)用低投資少，運(yùn)行費(fèi)用更低（1.5KW/h）。
4、施工周期短，設(shè)備運(yùn)行可靠，操作和管理簡(jiǎn)便。
5、節(jié)能效果明顯，初步測(cè)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(jì)效益和社會(huì)效益。
六、技改設(shè)計(jì)原理范圍
1.鼓風(fēng)系統(tǒng)改造
改造原因：1、現(xiàn)有鼓風(fēng)系統(tǒng)采用拉風(fēng)門(mén)控制，其風(fēng)力大小不好控制。2、采用冷空氣進(jìn)風(fēng)，進(jìn)風(fēng)時(shí)降低了爐膛溫度。所以現(xiàn)有鼓風(fēng)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(fēng)進(jìn)風(fēng)更增加促燃效果。2、風(fēng)流控制走向，充分利用鍋爐熱交換。3、風(fēng)力大小控制，有利于生物質(zhì)顆粒的燃燒點(diǎn)及燃燒面。
2.增加二次補(bǔ)氧系統(tǒng)改造
改造原因：生物質(zhì)顆粒燃燒時(shí)，首先是迅速裂變，一部分直接燃燒另一部分產(chǎn)生可燃?xì)怏w （可燃燒的煙）需要二次補(bǔ)氧二次燃燒，如氧氣供應(yīng)不足燃燒不充分煙管會(huì)排出很多的濃煙，造成環(huán)保不達(dá)標(biāo)；原燃煤鍋爐沒(méi)有設(shè)計(jì)二次補(bǔ)氧，所以會(huì)造成煙管口會(huì)排出很多的濃煙。
改造成效果：1、使生物顆粒燃燒時(shí)，經(jīng)過(guò)二次補(bǔ)氧，使生物質(zhì)顆粒燃燒時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w （可燃燒的煙）經(jīng)過(guò)二次補(bǔ)氧二次燃燒，使其熱能充分利用，沒(méi)有黑煙。2、經(jīng)過(guò)二次補(bǔ)氧控制風(fēng)流方位，使其熱量充分利用。
3.引風(fēng)系統(tǒng)改造
改造原因：燃煤鍋爐的引風(fēng)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，只是單一引風(fēng)，沒(méi)有利用鍋爐廢氣熱量，而生物質(zhì)鍋爐引風(fēng)需要風(fēng)量大而且分布均勻。
改造后效果：1、引風(fēng)系統(tǒng)可以隨時(shí)控制大小，充分配合鼓風(fēng)系統(tǒng)和二次補(bǔ)氧系統(tǒng)，增強(qiáng)爐膛的風(fēng)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(fēng)給氧和熱風(fēng)配風(fēng)，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(diǎn)要低，而現(xiàn)在的料斗會(huì)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(guò)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(hù)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(fēng)口過(guò)大，排氣過(guò)于暢通，讓大量的熱量隨煙管排出，使鍋爐熱交換時(shí)間短，熱效率嚴(yán)重降低。
改造后效果：改造后減少了爐膛的出風(fēng)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(jì)適合生物質(zhì)鍋爐的控制系統(tǒng)。
改造后效果：全自動(dòng)化控制，減少了勞動(dòng)量。
7.增加儲(chǔ)存料斗系統(tǒng)改造
改造原因：燃煤鍋爐無(wú)料斗，加料時(shí)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(mǎn)足八至十個(gè)小時(shí)的燃燒，這樣才能使生物質(zhì)鍋爐全天候，全自動(dòng)控制，無(wú)須專(zhuān)業(yè)人員看管，并大量減少了鍋爐工的勞動(dòng)強(qiáng)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(cè)試結(jié)果與國(guó)家限排標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)指標(biāo)對(duì)比
項(xiàng)目名稱(chēng) | 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(lèi)地區(qū)Ⅱ時(shí)段燃煤鍋爐 | 80毫克 | 900毫克 | 450 | 1 | ＞25m |
GB13071-2001 一類(lèi)地區(qū)Ⅱ時(shí)段天燃?xì)忮仩t | 50毫克 | 100毫克 | 400毫克 | 1 | 〉5m |
經(jīng)過(guò)對(duì)比：技改生物質(zhì)成型燃料鍋爐煙塵排放濃度小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)燃煤鍋爐限排指標(biāo)，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)天燃?xì)忮仩t限排指標(biāo)基本等量；二氧化硫排放濃度是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)燃煤鍋爐限排指標(biāo)的百分之十二，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)天燃?xì)忮仩t限排指標(biāo)等量，氮氧化物排放濃度與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)天燃?xì)忮仩t限排指標(biāo)基本等量。
七、經(jīng)濟(jì)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(yùn)行費(fèi)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(yùn)行24小時(shí)，每天的用煤量為17噸
每月的費(fèi)用：17噸/天×30天=430噸
每年的費(fèi)用：430噸/月×12=5160噸
2．自然人改造為生物質(zhì)鍋爐后運(yùn)行費(fèi)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(wàn)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(fèi)用：
200萬(wàn)大卡÷（4200大卡×83%）×24小時(shí)=13.7噸
每月的費(fèi)用：13.7噸×30天=411噸
每年的費(fèi)用：411噸×12個(gè)月=4932噸
顯然，本鍋爐方案與使用其他設(shè)備相比的經(jīng)濟(jì)效差十分顯著的，省錢(qián)就是賺錢(qián)，建議業(yè)主采納。
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