燃煤鍋爐改造生物質鍋爐方案

    燃煤鍋爐用于生產和生活供熱的鍋爐多為4t以下的燃煤鍋爐。從改造燃煤鍋爐爐膛、爐拱、爐墻、余熱回收、除塵裝置、上料系統、控制系統等入手，將燃煤鍋爐改造為全自動生物質鍋爐，讓能效率提高到80%-85%。

一、生物質燃料燃燒特性分析

生物質燃料是可再生的碳源，具產量巨大、分布廣泛、低硫、低氮、生長快、二氧化碳排放低的特點。
生物質燃料燃燒主要由下面幾個條件控制：(1)一定的溫度；(2)一定量的空氣(氧氣)；(3)燃料與空氣(氧氣)的混合程度；(4)燃料中的可燃物與空氣中的氧氣進行劇烈的化學反應時間。
生物質燃料的著火溫度為250—400℃，比煤低(煤的著火溫度為400～500℃)，其溫度的提高由點火熱供給。生物質燃料的燃燒過程是揮發分及可燃成分與空氣中的氧劇烈化合并放出熱量的過程，因而氧氣的供給量決定燃燒反應的過程。通過對供氧量的控制，可以很好地控制其燃燒反應。現運行的生活及工業鍋爐的結構若不加改造直接使用生物質顆粒燃料，鍋爐將出現嚴重冒黑煙、效率低、有粉塵污染等現象。因此，燃用生物質顆粒燃料鍋爐需要加裝專門的二次送風設備，增強進氧，使其能充分燃燒，有效提高爐堂溫度，減少一氧化碳和煙塵的排放及熱量的流失。

二、對燃煤鍋爐進行生物質燃料改造的方法

 (1)利用原有或閑置的鏈條爐排燃煤鍋爐本體以及鍋爐附屬設備：鼓風機、引風機、出渣機、省煤器、減速器、除塵器、鍋爐控制柜以及儀表閥門等等，減少鍋爐以及附屬設備的投資費用。
 (2)把原來進煤炭燃料用的煤斗改制作成密閉式生物質料斗，并加裝防回火裝置。
 (3)安裝1套生物質顆粒燃料輸送、儲料、上料裝置。
 (4)安裝1套螺旋式生物質顆粒燃料上料機，并在螺旋式上料機最上端與密閉式料斗連結的輸料管最上端位置開一個檢查孔，并安裝一個行程開關對螺旋式上料機電動機的啟動、停止進行自動控制。螺旋式上料機安裝時，輸料管與地面輸送儲料斗連接要有一定的傾斜角度。為了節約鍋爐房占地面積，同時又符合鍋爐房設計規范的工藝布置要求，輸料管的傾斜角≤60°為宜。

三、生物質燃料鍋爐的優缺點

1、優點
(1)生物質燃料鍋爐燃燒穩定，起火快、火焰高、上氣快，運行狀態良好，鍋爐熱效率高。
(2)改變以往的燃燒方式，二氧化硫、煙塵和氮氧化物的排放量小，燃料的燃燼率比煤的燃燼率高，渣排量小。
(3)生物質燃料為可再生能源產品，有利于國家能源結構調整和節能環保政策的落實。
2、缺點
(1)由于生物質燃料的著火溫度比煤低得多，鍋爐暫時停爐太久時不能壓火。
(2)當接到減少用汽或暫停用汽的通知需要暫時停爐時，必須將爐排上的燃料燒盡，并排渣干凈，否則容易引起倒燃而使燃料斗里的燃料著火。

四、生物質燃料鍋爐運行時的注意事項

從生物質燃料鍋爐運行3年來的情況來看，生物質燃料鍋爐運行時應注意以下幾點：
(1)根據鍋爐運行時實際燃料的消耗量調整螺旋式上料機的燃料供給量。
(2)爐膛內的燃料未燃盡，鼓、引風機不得停止運行。
(3)運行中突然停電時，必須及時清除爐膛內的燃料。
(4)停爐前，不得再添加生物質燃料。
(5)停爐時，無需封火，爐排上燃料燃盡后，鼓、引風機方可停止運行。
(6)由于生物質燃料灰渣中含有較高的硅、氯及鉀、鈉等堿金屬，灰熔點較低，容易在爐膛內結渣、結焦或沉積于受熱面，嚴重影響燃燒生物質鍋爐的傳熱，甚至造成腐蝕，影響鍋爐的運行。因此，需要定期清理爐膛、折煙室和煙管內的積灰和灰渣。
五、費用分析
生物質燃料鍋爐改造就是利用原有或閑置的鏈條爐排燃煤鍋爐本體進行改造，減少了鍋爐本體的投資費用，其附屬設備如鼓風機、引風機、出渣機、省煤器、減速器、除塵器、鍋爐控制柜以及儀表閥門等等與鏈條爐排燃煤鍋爐相同。
由于生物質顆粒燃料是是經過壓縮成型的，水分大、密度高、揮發分溢出速度慢，不易著火燃燒，容易冒黑煙，所以要保證生物質燃料燃燒完全，需要提高爐膛的溫度并充分供氧。因此，需要增加一些設備來提高爐膛溫度，便于生物質燃料的揮發分迅速溢出，確保生物質燃料燃燒充分，最大限度的提高鍋爐的熱效率。

總結

燃煤鍋爐改造生物質鍋爐方案實踐經驗表明，河南地區的生物質燃料鍋爐比煤炭鍋爐要增加30%的運行費用，這個要根據鍋爐主體的使用年齡來判斷。鍋爐使用越久，能效率越低，費用也約大。
通過將原有或閑置的燃煤鍋爐改造為生物質燃料鍋爐，一方面可以減少二氧化硫的排放量，有效的保護大氣環境；另一方面可以減少鍋爐用煤和鍋爐設備的投資費用。盡管生物質燃料鍋爐的運行費用比燃煤鍋爐的運行費用稍高，但與燃氣鍋爐、燃油鍋爐和電鍋爐的運行費用相比較，還是較低的。
生物質燃料作為鍋爐燃料，是替代天然氣、液化石油氣、電、煤等的理想燃料，使用前景廣闊，并具有良好的社會效益、經濟效益和環境效益。