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#煤炭#燃煤锅炉改造为生物质锅炉在企业中的应用实践( 二 )


3 改造技术方案
与传统的燃煤锅炉相比 ， 生物质锅炉全部燃烧生物质成型燃料 ， 生物质成型燃料与煤相比 ， 最大的区别就是高挥发份含量和低灰熔融温度 。 因此生物质锅炉与传统锅炉相比有着不同的燃烧特性 ， 生物质锅炉改造项目需针对这些特性做相应的升级改造 。
3.1 炉膛燃烧系统改造
鉴于生物质成型燃料的燃烧特性 ， 增加锅炉前拱高度 ， 增强锅炉辐射换热 ， 使生物质燃料在炉膛中高温裂解燃烧 ， 将析出的大量“挥发份”完全燃烧 。 而针对锅炉后拱的改造 ， 则要减少炉拱长度 ， 增加生物质燃料燃烧后产生热能与水冷壁的辐射换热面积 ， 增加炉膛容积 ， 增加燃烧空间及换热强度 ， 以利于增大生物质燃料的燃耗及换热空间 ， 确保换热强度 ， 提高锅炉改造后的热效率 。
为了降低炉膛温度 ， 避免生物质燃料严重结焦 ， 同时降低排烟温度 (因为生物质燃料烟气量大 ， 排烟温度会有所增加)， 炉内前拱和炉膛中部位燃带均做减薄处理 ， 炉排保证密封结构完整 。 炉排改为往复炉排 ， 以避免生物质成型燃料在炉排上结焦 ， 堵塞通风孔 。 另外 ， 由于生物质炉膛堆积比比燃煤锅炉低3～4倍 ， 同比进炉燃料的体积比要比燃煤锅炉高3～4倍 ， 因此对炉排转速进行了调整 ， 较燃煤锅炉提高25%～50% 。
3.2 二次风及三次风系统改造
根据生物质燃烧阶段性特点 ， 需加大锅炉鼓风量 ， 及时、分段、合理、有效补入二次风量 ， 并就除尘系统增加的设备加大引风机引风量 ， 确保锅炉系统能正常运行 。 在保证最佳炉膛过剩空气量各燃烧区域温度的条件下 ， 满足各阶段燃烧所需氧量 ， 使生物质干燥裂解产生的70%“挥发份”完全燃烧 ， 固定碳燃尽 ， 减少和杜绝黑烟 (生物质烟气成分、未燃烧生物质挥发份、氧化物、未燃烧的燃料碎屑) 及烟气污染物的产生 。
在生物质锅炉改造过程中 ， 还设计了三次风进行低氮燃烧 。 为了氮氧化物达到环保的排放标准 ， 锅炉进行脱氮的方式有两种 ， 一是新建脱硝设备 ， 氧化或者还原已经产生的氮氧化物;二是进行锅炉内部改造 ， 通过改善燃烧 ， 主动降低氮氧化物的产生 ， 即燃烧温度超过1000 ℃的区域保持缺氧状态、燃烧温度在900～1000 ℃的区域保持长期工作、燃烧温度刚刚低于900 ℃的区域补充空气 。 为此开展了锅炉的内部改造:第一 ， 把经过炉排的一次风降低到70% ， 在喉部以下形成缺氧高温环境 。 第二 ， 把现有二次风管接入三次风 ， 降低烟气温度 ， 里面安装一个高温控制器 ， 通过调控三次风流量 ， 把混合后烟气温度降低到1000 ℃ 。 第三 ， 在前炉拱上方靠近喉部和炉顶中间的位置 ， 重新加二次风管 (材质为耐高温不锈钢)， 向内延伸400mm ， 将二次风分为两路 ， 一前一后喷入锅炉内部 ， 一路位于1/3处 ， 一路位于2/3处 。 改造实施后 ， 可将氮氧化物的排放量降低至200mg/m3以内 。
3.3 锅炉进料系统改造
锅炉进料系统是指将生物质燃料由料仓输送至炉膛的系统 。 因为生物质燃料的易燃特性 ， 原有的料仓不可以直接使用 ， 重新改造的进料系统必须考虑回火、蓄热带来的安全隐患 ， 能够满足多级防火的需求 。
某企业采用绞龙进料系统 ， 该系统由料仓、排料阀或震料器、螺旋输送器等组成 。 设备运行时排料阀将料仓内的生物质燃料排入绞龙输送器 ， 起到让料仓内燃料蓬松易下落作用 ， 在不送料时还有隔断作用 ， 防止料仓着火 。
3.4 除尘系统升级改造
由于生物质锅炉的烟气含有大量灰份 ， 极易导致锅炉排放不达标 ， 并且造成环境污染 ， 因此改装项目还加装了布袋除尘器 ， 这种除尘器适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘 。 当含尘烟气进入除尘器后 ， 颗粒大、比重大的粉尘由于重力的作用沉降至灰斗 ， 细小粉尘通过滤袋时被阻隔 ， 使烟气得到净化 。 布袋除尘器除尘效率高 ， 对于生物质锅炉烟气有显著的净化作用 ， 而且目前技术成熟 ， 结构简单 ， 维护操作方便 ， 已经得到了广泛的应用 。


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