75t／h循环流化床锅炉掺烧生物质技术改造探讨.doc

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75t／h循环流化床锅炉掺烧生物质技术改造探讨

摘要：文中对宝应协鑫生物质环保热电有限公司循环流化床锅炉掺烧生物质的技术改造方案进行了详细的闸述，并进行了经济效益分析。结果表明，循环流化床掺烧生物质技术相对简单，投资费用和运行费用均较适中，不仅可大量而高效地利用生物质发电，而且可降低现役电厂的CO2、SO2及NOx的排放，社会效益显著，值得在我国大规模推广和应用。

目前生物质很少作为能源专门用于发电，因此开发生物质能用于发电在我国具有重要意义[1]。宝应协鑫生物质环保热电有限公司2006年年初调试成功并投用一套生物质掺烧系统。目前，此系统运行正常，可2台同时进行掺烧，掺烧量可达30％(热值比)。

1循环流化床锅炉掺烧生物质的方式

我公司已应用过的循环流化床锅炉掺烧生物质方式主要如下[2]：

(1)在干煤棚直接与煤混合，再一起利用上煤系统送人原煤仓，与燃煤一起送人炉膛燃烧。

(2)利用气力将粉碎后的生物质输送喷人炉膛触进行燃烧。

(3)利用压缩成型技术将生物质原料压缩成块状或颗粒状，然后与燃煤混合，送入原煤仓，与燃煤一起送人炉膛燃烧。

(4)采用专门的破碎设备将生物质进行切割或粉碎然后利用专门的输送设备将生物质输送到炉前落煤管，并利用输送风送人炉膛进行燃烧。

第1种方式相对简单，无需对现有设备和系统进行改造，但由于生物质所含能量很低，锅炉原煤仓一次性补完仓后，煤仓内燃煤很快会耗尽，又必须进行补仓。经试验，当按10％重量比进行掺烧，上煤人员原1天只需补仓3次，掺烧生物质后1天需补仓6次且补仓时间加长。此运行方式主要有2个缺点，一是上煤时间加长，上煤设备长时间处于运行状态，对于我公司单皮带运行方式极为不利，设备易出故障，严重时会影响全厂出力，二是此掺烧方式掺配不均，造成锅炉运行工况极不稳定，运行参数不易控制。

第2种方式我公司做过尝试，未能成功，主要原因：风机加料口设计不合理，所选风机出力不够，风机压头偏小，管道偏细，风压衰减很快，无法克服炉内压力将料送人炉内。但协鑫集团赣榆项目已试验成功。

第3种方式我公司进行多次考察并进行相关经济性比较结论如下：采用压缩成型技术可以加大生物质掺烧量，可采用与煤一起掺配人炉，掺烧方式简单，但压缩技术设备投资较大，一套5t/h生物质加工线投资约150万元，且设备能耗较大，总容量达200kW，生产成本较高，经测算加工生物质成本达30-40元／t。此方案投资成本及运行成本均较大，在目前无明显优惠政策的前提下不易采用。

第4种方式需要安装单独的生物质制料及输送系统，设备投资等费用显著提高，但其可以提高生物质的掺烧量，上料比较稳定，对锅炉运行工况影响不大，且运行成本不高，在当地生物质价格相对煤炭较低的情况下可使用。目前我公司所上系统即为此方式，并取得了成功。

2生物质掺烧技术改造方案及运行情况

2.1改造方案

生物质掺烧改造整套系统由生物质堆场、破碎系统、输送系统、计量装置、燃烧系统及消防、环保、控制等系统组成。所有生物质燃料均采用单独输送、直接掺烧方式，稻壳由于粒度较小，可直接利用埋刮板输送机送人炉膛，树皮、芦苇、木材、秸秆等经破碎后利用埋刮板输送机送人炉膛。

2.1.1生物质收购与储存

公司与中间商签订收购协议并由中间商组织货源每天向公司输送。公司根据实际情况，在烟囱西北侧空地新建一座生物质厂房，长40m，宽20m，厂房采用轻钢结构并设有通风、消防设施。此厂房作为生物质原料加工厂房及堆放场地，并配有输送设备，由于厂房面积有限必须做到生物质即卸(或加工)即送人炉内，保证库房基本无积料。此做法做到厂内无生物质大型堆场并做到生物质零库存，转移了消防风险。

2.1.2树皮、芦苇、木材、秸秆的破碎

生物质的质量能约为煤的1／10，这意味着当按热量计共烧10％生物质时，其体积和煤的体积相当：生物质是韧性纤维材料，不易破碎，但对循环流化床来讲，只要将其破碎至50mm以下即可掺烧。

我公司选用BX216型鼓式削片机用来切削枝丫材、树皮、硬质秸杆等，此类型削片机对切削枝丫材性能极佳，破碎效果好，出料粒度可控制在50mm之下，但对于一些韧性较大的树皮，切削时会受树皮特性影响，切削后易成团，但从实际掺烧情况看，对输送、燃烧基本无影响。循环流化床对燃料颗粒度要求控制在13mm以下生物质破碎至50mm以下，掺烧对循环流床燃烧无任何不利影响。

2.1.3输送系统

由于生物质原料体积膨松，堆积密度为125kg／m3左右，且原料含大量的粉尘，输送设备倾向于使用皮带输送或埋刮板输送，并对这2种运输设备性能、价格等进行了比较，见表1。

经综合考虑，输送设备选用埋刮板输送机为主，主要原因是刮板输送机全密封输送，输送量较大，满足卫生要