燃農林廢棄物鍋爐
河北邢臺柏(bo)(bo)鄉南陽經濟開發區(qu)生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)集(ji)中供(gong)(gong)熱(re)項(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)是由柏(bo)(bo)鄉縣熱(re)華能源科技有(you)限公司投資、建設和運(yun)(yun)營的(de)擁(yong)有(you)30年(nian)特許(xu)經營權的(de)供(gong)(gong)熱(re)項(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)。 造紙(zhi)(zhi)行(xing)業是園(yuan)(yuan)(yuan)區(qu)主導(dao)產業。項(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)以(yi)燃(ran)生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)替代(dai)了用(yong)(yong)汽(qi)企業自建的(de)小(xiao)型燃(ran)煤(mei)或(huo)燃(ran)氣(qi)鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)。 項(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)占地58.4畝，項(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)建設有(you)2臺45t/h燃(ran)生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)，向園(yuan)(yuan)(yuan)區(qu)的(de)多家造紙(zhi)(zhi)和食品加工(gong)等企業提供(gong)(gong)高品質(zhi)工(gong)業用(yong)(yong)蒸(zheng)汽(qi)，實現了園(yuan)(yuan)(yuan)區(qu)集(ji)中供(gong)(gong)熱(re)。2021年(nian)創下單爐(lu)(lu)(lu)225日不停爐(lu)(lu)(lu)的(de)連續(xu)運(yun)(yun)行(xing)記(ji)錄。 項(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)于2020年(nian)投入(ru)運(yun)(yun)營，園(yuan)(yuan)(yuan)區(qu)內(nei)的(de)造紙(zhi)(zhi)企業常年(nian)24小(xiao)時連續(xu)生(sheng)(sheng)產，項(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)年(nian)實際運(yun)(yun)行(xing)8000小(xiao)時，小(xiao)時蒸(zheng)汽(qi)需求量最(zui)低(di)15噸(dun)(dun)(dun)，最(zui)高65噸(dun)(dun)(dun)，鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)實際出力在30%至100%之間,項(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)年(nian)供(gong)(gong)蒸(zheng)汽(qi)量40萬噸(dun)(dun)(dun)至45萬噸(dun)(dun)(dun)。采用(yong)(yong)蒸(zheng)汽(qi)預付費(fei)收費(fei)系統，先充值，后(hou)用(yong)(yong)汽(qi)。 鍋(guo)爐(lu)(lu)(lu)直(zhi)接燃(ran)用(yong)(yong)多種(zhong)生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)散料，綜合考慮燃(ran)料可獲取性和采購成(cheng)本，適時選(xuan)擇純燒(shao)或(huo)摻燒(shao)木片、秸稈、枝丫材、糠醛渣等多種(zhong)生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料，為工(gong)業園(yuan)(yuan)(yuan)區(qu)內(nei)的(de)蒸(zheng)汽(qi)用(yong)(yong)戶集(ji)中供(gong)(gong)應蒸(zheng)汽(qi)。 項(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)目(mu)(mu)(mu)年(nian)消耗生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)約12萬噸(dun)(dun)(dun)，折合標準煤(mei)5.6萬噸(dun)(dun)(dun)，減(jian)排CO214萬噸(dun)(dun)(dun)、SO21344噸(dun)(dun)(dun)、NOX392噸(dun)(dun)(dun)。
01
鍋爐熱效率 三級(ji)(ji)爐(lu)(lu)膛的結構(gou)，配合循(xun)環回路關鍵部件上(shang)的發明創(chuang)新，將一級(ji)(ji)灰循(xun)環改(gai)為兩級(ji)(ji)灰循(xun)環，增加循(xun)環級(ji)(ji)數，行成了(le)多流程(cheng)特(te)征。鍋(guo)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)膛內(nei)的有效燃(ran)(ran)燒(shao)行程(cheng)加長，延(yan)長了(le)燃(ran)(ran)料燃(ran)(ran)燒(shao)時間，使(shi)燃(ran)(ran)料燃(ran)(ran)燒(shao)更為充分；同時三級(ji)(ji)爐(lu)(lu)膛有利于布置鍋(guo)爐(lu)(lu)受熱(re)(re)面，燃(ran)(ran)燒(shao)組織(zhi)和換熱(re)(re)面布置兩方面的改(gai)進措施提高了(le)鍋(guo)爐(lu)(lu)的熱(re)(re)效率。鍋(guo)爐(lu)(lu)設計工(gong)況下的運行熱(re)(re)效率范(fan)圍為88%-92%，節約了(le)客戶(hu)用熱(re)(re)成本。
02
燃料適應(ying)性
臥式循環流化床鍋爐燃料適應性廣，同爐可用燃料熱值范圍寬（6.3-25.0 MJ/kg均適用）。該技術通過高溫、低溫兩級灰循環很好地調控了鍋爐主燃室密相區床溫，兩級循環之間能實現返料自平衡，在燃用不同燃料時能根據燃料特性自適應調節兩級灰循環的返料量，保證爐內燃燒穩定，因而具有良好的燃料適應性。臥式循環流化床鍋爐可單獨或者混合燃燒各種一般生物質（主要指農林廢棄物）和生物質工業棄物（中藥渣、糠醛渣、煙梗等），降低燃料成本的同時，增加用戶燃料選用便利性和靈活性。
獨特的多流程和兩級物料循環不但適應了燃料復雜多變的特點，同時滿足了鍋爐寬負荷運行下實現物料自平衡的需求。
03
鍋爐(lu)可用率
發明了適合臥式循環流化床鍋爐的排渣裝置、回料器、分離器、中心筒等關鍵部件。鍋爐整體高度降低和物料復合循環，實現了以中溫分離代替高溫分離，降低了高溫腐蝕，并且中溫分離使分離器后灰中的堿金屬粘結性下降，避免了分離器后燃及結焦、積灰等問題，大大提高了鍋爐的可用率和安全性。在相同運維條件下，比傳統燃生物質鍋爐的連續運行周期顯著延長。設備檢修間隔時間增長，運維成本降低。2021年，示范項目中的1號爐就創下了中小型生物質鍋爐225日（連續5400小時）不停爐的記錄。
該技術在中溫分離器下游布置對流受熱面，省煤器入口煙溫低于堿金屬的粘結沉積溫度，能有效防止省煤器等對流管束上的積灰。常規的循環流化床分離溫度為850℃至900℃，臥式循環流化床的一級回灰溫度約為650℃，二級回灰溫度約為500℃，由于回灰溫度較低，可以有效控制密相區燃燒溫度，同時，不會發生分離器及尾部受熱面結焦現象；此外，由于中溫分離，分離器的工作溫度低，可增加分離器壽命。采用三級爐膛，鍋爐的輻射受熱面相對增多，對流受熱面比例變小，有效地緩解了堿金屬造成的粘結沉積。采取燃氣脈沖吹灰器（無需水沖洗），對粘結性積灰的吹灰效果好，克服了堿金屬積灰和粘結問題。
04
單層布置建設費(fei)用(yong)、周期短、運維(wei)安全性 傳統(tong)的雙層(ceng)布(bu)置鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)房(fang)(fang)設(she)計，鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)房(fang)(fang)面(mian)(mian)積(ji)使用不合理，鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)房(fang)(fang)面(mian)(mian)積(ji)大，建造(zao)費(fei)用高，供暖、照明負荷大，人員巡檢路線長。熱(re)華鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)采取(qu)(qu)單(dan)層(ceng)布(bu)置。即鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)設(she)在±0.00米平面(mian)(mian)層(ceng)，取(qu)(qu)消＋4.00米標高鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)設(she)備(bei)層(ceng)，相(xiang)應(ying)不設(she)鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)島獨立基(ji)礎。以(yi)一臺(tai)容量35t/h鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)為例(li)，單(dan)層(ceng)布(bu)置鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)基(ji)礎造(zao)價可減少(shao)30萬元(yuan)，大大減少(shao)鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)房(fang)(fang)建筑面(mian)(mian)積(ji)，鍋(guo)(guo)(guo)爐(lu)(lu)(lu)房(fang)(fang)土建工(gong)(gong)程量少(shao)，現澆混凝土量少(shao)，主體結(jie)構施(shi)工(gong)(gong)簡單(dan)，施(shi)工(gong)(gong)周期短。
05
運行費用
臥式結構較傳統流化床對引風機功率要求下降，節約電耗效果極為顯著，臥式流化床鍋爐每產一噸蒸汽的電耗約為18度，傳統鍋爐約為28度，以工業用電0.85元/度計算，年產20萬噸蒸汽時，全年僅電費一項可節約170萬元。
中溫分離灰渣顆粒大，兩級物料循環回收率更高，減少床料補充量，節約后期運行費用。
06
環保成本(ben) 針對工業鍋(guo)爐(lu)氮氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物原始(shi)(shi)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)高的(de)問題，將空氣(qi)(qi)分(fen)級(ji)和(he)(he)燃(ran)料(liao)分(fen)級(ji)統(tong)籌布置，基于三(san)床(chuang)多分(fen)級(ji)循環(huan)燃(ran)燒技(ji)術(shu)(shu)路線，增加燃(ran)料(liao)分(fen)級(ji)噴口，形成(cheng)(cheng)(cheng)了(le)三(san)床(chuang)多分(fen)級(ji)低NOx-CFB燃(ran)燒技(ji)術(shu)(shu)，可(ke)將氮氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物原始(shi)(shi)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)降低50%以上(shang)。在系統(tong)成(cheng)(cheng)(cheng)套技(ji)術(shu)(shu)方面(mian)，通過氣(qi)(qi)固流態化(hua)(hua)(hua)燃(ran)燒、燃(ran)料(liao)分(fen)級(ji)燃(ran)燒、分(fen)級(ji)配風(feng)等控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)氮氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物原始(shi)(shi)生成(cheng)(cheng)(cheng)，氮氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物的(de)原始(shi)(shi)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)可(ke)低于100毫(hao)米(mi)/立(li)方米(mi)。輔助(zhu)爐(lu)內SNCR脫(tuo)(tuo)除氮氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物、爐(lu)內鈣基脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)干法脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)、尾部煙氣(qi)(qi)堿液洗滌精(jing)脫(tuo)(tuo)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硫(liu)(liu)、旋風(feng)粗除塵(chen)、布袋過濾精(jing)除塵(chen)等復合手段(duan)，實現(xian)爐(lu)內控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)和(he)(he)爐(lu)外尾部設(she)施控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)優化(hua)(hua)(hua)組(zu)合，經(jing)濟、高效(xiao)地(di)實現(xian)了(le)超低排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)。與(yu)傳統(tong)技(ji)術(shu)(shu)相(xiang)比，達到同(tong)樣的(de)環(huan)保(bao)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)標準，脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)脫(tuo)(tuo)硝運(yun)行成(cheng)(cheng)(cheng)本可(ke)節約一半。鍋(guo)爐(lu)顆粒(li)物、二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硫(liu)(liu)和(he)(he)氮氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)優于《鍋(guo)爐(lu)大氣(qi)(qi)污染(ran)物排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)標準GB13271-2014》規定的(de)關于重點地(di)區燃(ran)氣(qi)(qi)鍋(guo)爐(lu)排(pai)(pai)(pai)(pai)放(fang)(fang)限制(zhi)(zhi)要求。
| 序號 | 項目 | 本產品排放指標 | 超低排放標準 |
|---|---|---|---|
| 1 | 顆粒物(毫克/立方米) | 1.9 | ≤5 |
| 2 | 二氧化硫(毫克/立方米) | 1.01 | ≤35 |
| 3 | 氮氧化物(毫克/立方米) | 11.13 | ≤50 |
臥式循環流化床生物質鍋爐總圖
典型工藝流程圖
根據項目(mu)連續運(yun)營3年(nian)(nian)的(de)(de)情況測算，熱(re)華(hua)能(neng)源投(tou)資(zi)(zi)(zi)建(jian)設這一項目(mu)的(de)(de)全投(tou)資(zi)(zi)(zi)回收期在5年(nian)(nian)以內，鍋爐系(xi)統(tong)投(tou)資(zi)(zi)(zi)的(de)(de)靜態投(tou)資(zi)(zi)(zi)回收期3年(nian)(nian)以內。加之，以燃生物質鍋替代化石能(neng)源，每(mei)年(nian)(nian)獲得可交易(yi)CCER（國家核證自愿(yuan)減排量）約14萬噸二氧化碳(tan)當量（注：2022年(nian)(nian)CCER交易(yi)價(jia)格在50-70元/噸之間運(yun)行），降碳(tan)帶來的(de)(de)經濟效益(yi)和社會效益(yi)顯著。
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