生物质锅炉改造设计方案

一．概述                          

    xxxxx使用xxx生产的xxxx t/h循环流化床锅炉因受国家政策影响被关停。近两年来国家发改委连续出台鼓励用再生能源代替煤炭资源的新政策。为了综合利用资源，降低生产成本，降低锅炉有害气体排放，xxxxxx委托济南动源锅炉有限公司将该厂35t/h 循环流化床锅炉炉改造为100%生物质的循环流化床锅炉。这样即可以充分利用现有投资资源，又可以利用国家政策，使用新的燃烧技术使关停的锅炉运行起来。具有较大的社会效益和经济效益。

  本改造是专门为xxxxxx设计的。

二．改造技术要

    锅炉参数

        额定蒸发量        xxx t/h

        额定蒸汽压力      3.82 MPa

        额定蒸汽温度      450 ℃

        给水温度          105 ℃

        冷风温度          20 ℃

设计燃料：农作物棕榈壳（燃料低位发热量Q^ydw=12600-16380KJ/kg）。 

    生物燃料的入炉尺寸      ≤100  mm

三．改造后锅炉的技术经济指标

          额定蒸发量            xx  t/h(左右)

            额定过热蒸汽压力      3.82 MPa

             额定蒸汽温度         450 ℃

排烟温度             150 ℃

设计燃料       Q_D^y_W = 12600-16380 KJ/kg

水份要求             ≤20%

锅炉热效率（设计燃料）80 %

烟气排放林格曼黑度   〈1级

锅炉初始排放浓度     15g/Nm3

燃料的入炉尺寸要求     ≤ 100 mm

四、锅炉整体系统布置说明

1. 本锅炉燃用热值12600-16380 KJ/kg、水份≤20%、燃料的入炉尺寸≤ 100 mm的农作，采用了低循环倍率的循环流化床结构，适当的床面布风板面积。

2.对给料口处的膜式水冷壁在结构上进行了特殊设计。

3. 本锅炉的惯性分离器和高温旋风分离器在结构上不作调整。

 　4. 受运转层土建梁限制，为方便点火和运行操作，保证较高

的燃烧效率，燃烧室布置在运转层下部。

5. 为保证较大燃料量可靠送入炉内，布置了经过实践运行经验证明的、真正适应生物燃料的螺旋给料机。

6. 布风板上为水冷的结构型式，风室为水冷风室。

7. 为保证锅炉的长期连续运行，燃烧室卫燃带、布风板绝热层、旋风分离器和返料器炉墙都采用特殊材料的耐高温、耐磨损的耐火混凝土和耐火砖。

8. 为了适应生物质燃料的输送特性和循环流化床的燃烧特性，需增加以下系统和设备：

（1）厂内物料仓。料仓的大小根据电厂内的可利用面积和物料储存时间（如一个月或三个月）来确定。

（2）输送皮带。包括厂内物料仓所用和从厂内物料仓到炉前料仓所用。

（3）炉前料仓（包括底部传输设备）。主要作用是作为锅炉燃烧的缓冲，1个小时的缓冲量即。

（4）炉前给料机。此设备关系锅炉的安全与稳定运行。采用了可靠的经过多台锅炉实践证明的、经过特殊设计的螺旋给料机。

（5）加沙仓（惰性物料）及其输送装置。为了能使循环流化床锅炉能100%烧生物质燃料。必须增加一套加惰性物料系统，以保证正常的物料循环。

五．锅炉部分改造结构简介

1.锅筒

根据改造需要，锅筒抬高1.5m，其它采用原结构未改动。

2.水冷系统

  给料口处在结构上作特殊处理。部分下降管需重新设计和更换。燃烧室部分需重新设计，主要是炉床面积、二次风口、加沙口等的改动。炉膛四周水冷壁为膜式壁结构，新布置前、后、左、右侧水冷下集箱，燃烧室水冷壁上焊有密布销钉，用以固定耐火材料。

  炉膛分左、右、前、后四个水循环回路，截面比都在设计规范许可范围内。每个循环回路的集箱都装有排污阀门，以便定期排污。

3.过热器

    对过热器管系进行了改造，主要是增加过热面积，在炉膛内增加过热屏。增加一个喷水减温器。

4.减温器

    采用原结构未改动。

5.蒸发器

为了适应生物质锅炉的燃烧特点，保证运行负荷，降低排烟温度，在省煤器前增加一组蒸发器。

6.省煤器

省煤器的集箱不动，管束改为方形鳍片管，布置的管间距使该处的烟速达到合适的范围，减轻了省煤器的磨损，减小了积灰的形成，保证了锅炉运行的可靠性。给水沿蛇形管自下而上，与烟气成逆向流动。

7.空气预热器

    对空气预热器的末级进行了改造，采用考登钢，以避免低温腐蚀。

8.燃烧系统

   燃烧系统由炉膛、旋风分离器和返料器组成。炉膛下部是密相料层。布风板上均匀布置风帽，一次风由风帽均匀进入燃烧室。

   符合设计尺寸的生物质燃料经炉前的旋给煤机送入燃烧室。落煤口处布置播料风。

   二次风布置在炉膛前后墙。二次风约占总空气量的30%，以利悬浮段燃料的燃尽。

  燃烧的烟气经过屏式过热器，高温过热器，低温过热器，进入惯性室和旋风分离器。被分离的细颗粒物料由惯性室返料器和料腿返料器返回炉膛循环再燃烧，离开旋风分离器的烟气经蒸发器、省煤器、空气预热器、布袋除尘器、引风机、烟囱排入大气。

    燃烧后的灰渣由布风板上的二个放渣管排出炉外。锅炉启动、运行调整需要时，返料器内的飞灰物料由返料器内的放灰管排出炉外。

    布风板下等压风室中运行长时间后的积灰应定期排出。

    本炉采用床上人工点火。

9.构架和平台扶梯

本炉构架全部为钢结构，根据需要对钢架进行了调整，炉前料仓、加沙仓等需要增加了部分梁和柱。。燃烧室周围新布置平台扶梯，方便点火、检修。

10.炉墙

     对原炉墙进行了改造，炉膛部分为轻型炉墙。改造后的炉墙考虑了炉墙受热后的膨胀，布置了合理的膨胀缝，保证炉墙的密封性。

11.锅炉范围内管路布置

根据增加的过热受热面和蒸发受热面，对管路进行部分调整。新增的喷水减温器和面式减温器根据位置进行调整，以便于其它部件的布置，排污管道按新结构安装。

12.锅炉所配安全附件

      采用原结构未变动。

六、改造设计依据

1.依据济锅丰富的生物质锅炉和循环流化床燃烧技术经验。济锅现有近2000台循环流化床锅炉运行和近30台的生物质锅炉的成功运行。

2.锅炉热力计算按原苏联《锅炉机组热力计算标准方法》。

3.强度计算按GB/T9222 - 2008《水管锅炉受压元件强度计算》。

4.烟风阻力计算按原苏联《锅炉设备空气动力计算标准方法》。

5.设计制造安装按国家劳动人事部《蒸汽锅炉安全技术监察规程》。

6. 其他相关国家技术标准。