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核心技术

生物质高温气化低氮燃烧锅炉改造方案

发布时间:2020/11/29 点击量:308

生物质高温气化低氮燃烧锅炉改造方案

 

 

 

一、生物质的特性

 

1、挥发份高、燃烧速度快、透气性强。

2、含硫低,原始排放浓度一般不超过30mg/m3

3、灰熔点低,生物质含钾、钙、铁等元素较高。

 

二、现环保超低排放要求

 

1、NOX<100mg/Nm3

2、SO2<35mg/Nm3

3、尘<10mg/Nm3

 

三、链条锅炉燃烧生物质存在的问题

 

1、NOX原始排放浓度高

链条炉排燃烧时,动和静之间无法做到完全密封,冷风会从锅炉的前侧、尾部、侧面铁砖等位置进入锅炉,导致火床局部高温过氧,该处合成氮氧化物浓度过高。

2、燃烧效率低

2.1烟气温度低、换热效率低,在高温区停留时间短、烟气中不完全燃烧损失多。

2.2起炉、停炉损失多

链条炉排起炉时间长,低温状态下,烟气换热效率极低,不完全燃烧损失多。停炉时火床长度长,停炉损失大。

四、生物质高温气化低氮燃烧技术及其解决的问题

 

1、生物质高温气化低氮燃烧技术及解决氮氧化物低成本超低排放问题

生物质高温气化低氮燃烧技术是生物质在850℃以上有氧环境中快速裂解成低碳小分子气体同时伴随小分子气体剧烈燃烧的过程,燃烧不烬的气体进入二燃室充分燃烬。

生物质高温气化燃烧技术是在生物质气化炉及层燃生物质锅炉的基础上发展而来的。解决了气化锅炉的出力不足、效率低、煤焦油冷凝、运行成本高问题及层燃锅炉燃料适应性不好、效率低、环保不达标问题。

炉排采用水冷炉排+往复炉排组合燃烧技术,水冷炉排为主燃区、往复炉排为?渣区。主燃区水冷炉排风室采用分区布风技术,使NOX原始排放浓度不超过200mg/Nm3。二燃室的烟气温度在870~1100℃左右,为NO的最佳还原温度区间,采用尿素水喷淋可将NOX降到100mg/Nm3以下,每吨蒸汽尿素处理成本在2~3元左右;同时二燃室采用绝热设计,防止尿素水对受热面的腐蚀。解决了NOX低成本超低排放问题及尿素水对受热面的腐蚀问题。

有些地区要求NOX排放浓度小于50mg/Nm3时,需要增加喷粉系统降低烟气中的氧的含量。每降低一个氧含量浓度NOX降低10%。以上措施,可保证氮氧化物可稳定降低到50mg/m3

2、生物质高温气化低氮燃烧锅炉运行成本最低

生物质高温气化低氮燃烧锅炉燃烧温度在870~1100℃左右,在高温条件下,烟气中可燃气体与灰渣充分燃烬,新建锅炉实测效率不低于80%;燃料可以选择成型或不成型生物质如生物质削片、秸秆压块、花生壳、稻壳散料等,燃料单位热值成本最低,因此锅炉运行成本最低。

3、改造成本低

原锅炉上料和出渣系统位置不变,充分利用原系统降低改造成本。

4、出力足

燃烧温度高,采用大风大火容积燃烧技术,燃烧速度快,锅炉出力足。

 

五、燃煤锅炉改生物质锅炉改造方案

 

image.png 

(如图所示)

 

1、原锅炉炉排拆除。

2、燃烧机炉排为整体出厂,含水冷炉排+往复炉排组成的复合炉排系统、拱、液压推动系统、蓄热体、、二次风系统、炉膛负压与燃烧温度检测系统、煤斗、水冷炉排均布风系统、整体支撑钢架。

3、将原锅炉锅的部分放在燃烧机的支撑钢架上,燃烧机的水冷炉排及拱管部分制造标准与其上锅炉本体制造标准相同,水循环部分连接方法与改造方法如图所示。现场连接部分:推料出口上集箱B与原锅炉前横集箱A连接(连接管随燃烧机出厂)、拱管上集箱C与原锅炉前横集箱A连接(连接管随燃烧机出厂)、拱管下集箱E与下锅筒D连接(由安装公司根据现场情况施工)。拱管上集箱C以上的拱现场施工。

4、密封砌筑。

 

六、运行成本问题

 

运行成本取决于两个方面,一是燃料的性价比问题,二是效率问题。高温空气低氮燃烧技术燃烧温度可以控制在900~1000℃左右,燃烧温度高、出力足、效率高。

成本核算:

以高温气化低氮燃烧锅炉与链条锅炉燃烧生物质对比,每天需要产蒸汽200吨(以每年300天计算)。

链条锅炉可以烧生物质颗粒、价格约为650元/吨、热值4000kcal/kg、效率以70%计算。

每吨生物质颗粒可产蒸汽:4000×1000×70%÷600000=4.67吨

每吨蒸汽成本:650÷4.67=139元

每天蒸汽成本:139×200=2.78万元

每年蒸汽成本:2.78×300=835万元

高温气化低氮燃烧锅炉可以烧生物质削片、价格约为450元/吨、热值3200kcal/kg、效率以80%计算。

每吨生物质削片可产蒸汽:3200×1000×80%÷600000=4.2吨

每吨蒸汽成本:450÷4.2=107元

每天蒸汽成本:107×200=2.14万元

每年蒸汽成本:2.14×300=643万元

每年可节约成本835-643=192万元

 


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