10吨锅炉改造方案

10吨燃煤锅炉改造生物质锅炉
技术方案　　　　　　　
郑州达冠节能环保设备有限公司
2016年04月07日
公司简介
    郑州达冠节能环保设备有限公司，是一家走在节能减排*，研究、开发和生产节能环保产品，并向**推广安全、有效、经济的环保节能产品的**企业。当今人类面临着两大国际性难题—能源危机和环境污染。一方面，随着经济的发展，社会的进步和人口增长，全世界的能源消耗在今后的二十年至少增加一倍。《BP世界能源统计2006》的数据表明，**石油储量可供生产40年。另一方面，石油制品在消耗中排放的碳、氮、硫的氯化物及其他有害排放物已成为城市污染的主要污染源。能源危机和环境污染已成为制约世界发展的两大瓶颈性难题。做为一家专注于燃料节约和环境保护的专业注册公司，我们勇敢面对挑战，一批中外*经过十多年的刻苦钻研和数百次试验，历经艰辛的研发历程，成功研发出目前国内外较先进的“达冠牌”燃烧机、生物质压块机、生物质燃料成型设备、煤气发生炉、生物质热风炉、生物质燃料等系列节能环保产品以及能源托管、合同能源管理、节能改造等服务。彻底改变了“节能环保但不省钱”的观念。产品被广泛用于：锅炉、酒店、桑-拿、食品加工、热水炉、制衣、漂染、锻打、
铜业拉丝、喷涂、压铸、热处理等行业。 
　　　该产品自投放市场以来，以其**的节能效果和显着的环保效应，不仅给用户带来了可观的经济效益，而且对减少大气污染起到了非常积极的作用。“达冠牌”燃烧机、生物质压块机、生物质燃料成型设备、煤气发生炉、生物质热风炉等在发电厂及大小等企业中得到广泛的应用，并以其**的品质和良好的服务赢
得了广大客户的普遍赞誉。
    本公司以发展高效节能环保的生物质能源设备为基础，以拓展生物质能源产业链条为导向，以发展低碳循环经济为目标。遵循“高效节能、低碳环保”的产品设计理念和"合作双赢、共同发展"的营销宗旨，不断创新，保持行业良好，根据用户的实际特点，提供高性价比的产品和针对性的解决方案，我公司将矢志不渝地致力于节能环保产品研发、生产和推广，并始终秉承“责任铸就使命，专业打造品牌，诚信赢得未来”的理念，将继续在崇尚节能环保的各界人士的大力支持和爱护之下，为社会创造更多的财富。在世界经济**化快速发展的今天，我们将以“饱满的热情、真诚的态度、优质的服务”和您：携手共发展、努达冠明
天!
 
锅炉现状及改造背景
　　　现有10吨燃煤锅炉2台；因供暖需求实际情况以及为了节能减排，减轻环境压力，故对此2台锅炉进行节能环保改造；为了节能降耗，减轻环境压力，**经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展，从根本上解决节能环保降耗存在的**问题，不仅关系到节能降耗目标能否实现，关系到经济平稳较快发展的良好势头能否继续保持，而且也会对整个“十二五”时期河南省的经济发展和节能工作产生不利影响。
　　　生物质是植物通过光合作用生成的**物，包括植物、动物排泄物，垃圾及**废水等，是生物质能的载体，是一一种可储存和可运输的可再生能源。从化学的角度上看，生物质的组成是C－H化合物，它与常规的矿物能源如石油、煤等是同类，所以它的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性，可以充分利用已经发展起来的常规能源技术开发利用生物质能，这也是开发利用生物质能的优势之一。生物质是仅次于煤炭、石油、天然气的*四大能源，在整个能源系统占有重要地位生物质能一直是人类赖以生存的重要能源之一，就其能源当量而言，是仅次于煤、油、天然气而列*四位的能源。
　　　据有关*预测，生物质能在未来能源结构中具有举足轻重的地位，采用新技术生产的各种生物质替代燃料，主要用于生活、供热和发电等方面。
　　　我国是一个能源严重紧缺的国家，储备少、产量低，而能源需求量却在大幅增加，供给与需求矛盾日益尖锐，开发替代性的生物质能源在现阶段显得尤为重要。
　　　生物质固体成型燃料是与农业密切相关的清洁、环保型能源，是可再生能源领域生物质能源的一种利用形式，是国家可再生能源发展规划的重要组成部分。
　　　当今世界两大热议：能源危机；环境污染。解决能源危机的手段---节能，分工业节能、交通节能、建筑节能、照明节能、家庭节能等。治理环境污染的办法---减排，分脱硫、脱硝等。能源是人类社会发展进步的动力源泉，而化石能源的**、不可循环利用、数量有限性，迫使各国**制定相应的政策在能源的开发和利用上进行结构调整，节约与开发同步进行。环境是人类赖以生存的自然条件，而发达国家经济的膨胀发展，发展中国家经济的盲目跟进造成的大量温室气体排放是**环境日益迅速恶化，温室效应引起的海啸、地震、两较逆反及分化等引起的无可抗拒自然灾害，给人类社会造成巨大的生命、财产、经济损失。
2008年世界气候峰会，中国**向世界郑重承诺，今后一段时期中国单位GTP节能减排目标规划及相关政策措施。08年以来节能减排因区域、条件、环境、**执行力度、政策等的不同发展各异，纵观全国的节能减排现状，沿海城市快于内地、东强于西、南强于北、发达优于发展和落后。新一届**人上任后，把
食品安全、环境治理列为工作的重中之重。
改造项目概述
 
1、项目名称：2台10吨燃煤蒸汽锅炉改造生物质燃料锅炉；
2、改造方式定论依据：
     经公司技术人员现场勘查、科学论证、结合锅炉运行及生产供汽特点、参数要求，该锅炉生产用汽量大、用汽压力高，因生物质燃料热值偏低、挥发分含量高，传统的生物质锅炉改造方法往往造成锅炉出力不足、燃烧有黑烟不能满足使用要求；因此为保证改造后生产供汽及环保要求，特制定如下技术改造方案：
 
设备配备方案
进料设备配置
带除尘的密封进料仓（燃料场）；
密封式皮带输送机（燃料场输送至锅炉房）；
螺旋分料器（2台锅炉各配1套）；
进料斗防尘罩（2台锅炉各配1套）。
　　　设备配置后整个送料过程无粉尘，实现清洁生产。
　　　
锅炉改造设备配置
1、10吨锅炉配置360万大卡生物质燃烧机一台；
2、炉排转速变频控制系统。
　　　设备配置后实现燃烧速度可控、炉膛二次增氧、生物质燃烧机热量补充，满足锅炉出力要求。
　　　
环保除尘设备配置
　　　1、10吨锅炉配置QMC-64AX8箱式脉冲袋式除尘器；
   2、引风机变频控制系统。
     设备配置后实现风压微调控制、尾气达到环保排放标准。
 
 
 
锅炉改造技术方案
 
**节、设计说明
本工程主要依据下列相关专业资料及规范进行设计计算。
1.1招标单位提供招标文件。
1.2招标单位提供的原燃煤锅炉型号、额定蒸汽压力、额定蒸汽温度。
1.3《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）。
1.4《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）。
1.5《实用供热空调设计手册》。
1.6《城市设计手册冷、暖、汽三联供手册》。
 
*二节、锅炉改造工程及项目概述
　　　本工程为*************冬季供暖社会化服务项目，项目地点位于*************。本方案为集中供暖系统规划设计，工程中为原有建筑物。本方案含五部分。
（1）、原2台燃煤锅炉改造成生物质锅炉、安装布袋除尘装置。
（2）、改造储料仓库降低扬尘，封闭燃料储存车间。
（3）、做好**的环境评价的各项事宜。
（4）、做好供暖前锅炉试运行，检查维修供暖管网，提前对该项目参与人员岗前培训，安装24小时应急报维修电话。
（5）、筹备供暖燃料运输储存，确保供暖正常运行。
 
*三节、设计计算参数
3.1室外空气计算参数
　　　采用郑州市气象资料作为参照：
    冬季室外采暖计算温度：   -5℃
　　冬季室外计算相对湿度：  较冷月平均60%
    室外计算风速：          冬季平均3.4m/s
    大气压力：              101280Pa
3.2室内设计参数
　　　不低于18℃。
　　　
*四节、改造目标
　　　本工程涉及家属区冬季供暖热源。主热源采用原有两台共20蒸吨的燃煤炉改造成生物质固体成型燃料蒸汽锅炉，配套安装两台生物质燃烧机实现混合燃烧。排污除尘系统安装两套布袋除尘系统，配合现有麻石喷淋除尘达到环保标准，实现环保要求。
　　　
*五节、 燃煤锅炉混合燃烧（层燃+悬浮燃烧）改造生物质燃料锅炉技术方案
1、加装封闭式进料仓及皮带输送机上料装置：
  a、生物质燃料袋装运输至料场（袋装可避免运输过程中洒落及扬尘）；
  b、拆袋后利用铲车推入带除尘器的封闭式进料仓，封闭式皮带输送机自动上料；
  C、加装后料场及进料过程中无扬尘污染，自动上料提高工作效率、降低工作人员劳动强度，实现锅炉现场清洁文明生产。
2、锅炉进料斗加装除尘罩：
     在燃烧含尘率（生物质成型燃料破碎率）＞5%以上的燃料时，利用重力自沉降的原理消除扬尘，减少机械扬尘物理热损失，提高燃料利用率。

产品介绍

3、防止燃料回火燃烧装置:
       生物质燃料特性易燃，因此在锅炉故障停机、操作不当、值班人员麻疲大意情况下，燃料会逆向印燃，严重至料斗内余存的生物质燃料，产生浓烟甚至烧红料仓仓壁，加装回火装置后，可以用饱和蒸汽进行灭火。
 
4、煤闸板提升装置改造：
       提高煤闸板高度，保证煤闸板横向平整度，实现足够量的合格生物质成型燃料通过，是炉排料层厚度均匀敷设，避免在燃烧过程中出现火口、火龙、阴阳脸、马蹄形层燃现象发生。
5、炉排转速的调整：配置炉排转速变频控制系统
        生物质燃料热值较低、着火快、燃烧时间短，燃煤锅炉改造生物质锅炉必须对炉排转速进行调整，使单位时间内完成足够量生物质燃料输送，保证锅炉达到设计蒸汽产量。
燃烧机悬浮燃烧：
       因生物质燃料热值偏低造成锅炉出力不足，在锅炉侧面前拱与后拱之间加装生物质燃烧机进行热量补充；在炉排上层燃的生物质燃料因挥发分高无法充分燃烧，未燃尽的物质通过生物质燃烧机喷射的高温火焰，进行二次燃烧达到节能又环保的目的；生物质燃烧机配备二次增氧系统，保证锅炉炉膛内的氧气含量充足，燃料能够充分燃尽。
a、 加装生物质燃烧机一台：（根据锅炉实际蒸发量及单位小时耗燃料量匹配选型）：
 
技术参数

b、每台燃烧机配自动上料机一台：
自动上料，提高自动化，减轻人工劳动强度。
 
本方案优点：1、不改变炉膛结构，锅炉无损伤；（传统改造方式需对炉膛进行扩容， 破坏前后拱结构）
            2、施工简单快捷；（生物质燃烧机仅需与锅炉对接即可）
            3、尾气粉尘含量低；
            4、燃料燃烧充分，减少有害气体排放。（挥发分经燃烧机高温火焰二次燃烧，无黑烟形成）
 
*六节、生物质燃烧机简介：
　　 生物质燃烧机类同于燃油、燃气燃烧器，是完成生物质沸腾半气化切线旋流完全燃烧，形成连续、均匀、充分、高速、高温火炬喷出，以高温辐射传热方式实现热传递。完成燃料的热量释放、工质吸热相变、载热输送、放热转换，实现能量转换（热能转换为机械能、电能、动能）的机器设备。
　　  生物质燃烧机与传统燃煤锅炉实现有效对接，是燃煤锅炉改清洁能源（生物质）替代方式的较佳选择。从设备投资，运行安全、稳定、经济等方面分析及改造实践，加装燃烧机，投资少、运行安全、稳定、经济、操作方便。真正解决了燃煤锅炉改造、技改、燃烧设备更换的有效途径。
*七节、 生物质颗粒及燃烧机的特性：
    燃烧特性：
     ①、可迅速形成高温区，稳定地维持气化燃烧及悬浮燃烧状态，经多次配氧，燃烧充分，燃料利用率高。
　　　②、与之配套的锅炉，烟尘排放原始浓度低。
　　　③、燃料燃烧连续，工况稳定，不受添加燃料或捅火的影响，可保证出力。
　　　④、自动化程度高，劳动强度低，操作简单、方便、*繁杂的操作程序。
　　　⑤、燃烧过程中，完全解决了传统生物质燃烧的易结渣难题。
　　　⑥、由于采用了气固相分相燃烧技术，还具有如下优点：
　　　    a、从高温裂解燃烧室送入气相燃烧室的挥发份大多是碳氢化合物，适合低过氧或欠氧燃烧，可达无黑烟燃烧，及完全燃烧；
　　　    b、在高温裂解过程中，处于缺氧状态，此过程可有效地制止燃料中氮转化为有毒的氮氧化物；
     C、起火快、升温升压快、可随时点炉停炉。
、生物质燃料特性：
1、生物质燃料纯度高，不含其他不产生热量的杂物，其含炭量75—85%，灰份3—6%，含水量1—3%；
2、生物质燃料不含硫磷，不腐蚀锅炉，可延长锅炉的使用寿命，企业将受益匪浅；
3、由于生物质燃料不含硫磷，燃烧时不产生二氧化硫和五氧化二磷，因而不会导致酸雨产生，不污染大气，不污染环境；
4、生物质燃料清洁卫生，投料方便，减少工人的劳动强度，较大地改善了劳动环境，企业将减少用于劳动力方面的成本；
5、生物质燃料燃烧后灰碴较少，较大地减少堆放煤碴的场地，降低出碴费用；
6、生物质燃料燃烧后的灰烬是品位较高的优质**钾肥，可回收创利；
7、生物质燃料是大自然恩赐于我们的可再生的能源，它是响应*号召，创造节约性社会，工业反哺农业的急成员。
三）、燃烧机特性：
         ①、节能环保：运行成本是电锅炉的四分之一，燃油、燃气锅炉的二分之一，燃煤锅炉持平。
         ②、 热效率高：沸腾式半气化加切线涡流式配风，是燃烧效率达到92%。
         ③、运行安全稳定可靠：微正压运行，不发生回火、断火、脱火现象。
         ④、低碳环保：烟尘、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫排放均符合国家尾气排放标准。
         ⑤、操作简单：电机全变频调节、螺旋给料可实现锅炉负荷随意调节。
　　　    ⑥、外观合理、工艺精良。
*十节、改造后的效果：
1、实现生物质燃料替代燃煤；
2、改造后锅炉运行蒸发量≥原锅炉运行蒸发量；
3、锅炉燃烧效率提高；
4、锅炉热利用效率提高；
5、实现燃煤锅炉改造生物质燃料锅炉技术方案优化。
 
环保除尘技术方案
 
一、项目概况及除尘设备选型
为了达到国家环保要求，对两台台10T 锅炉进行除尘，要求出口浓度达到≤30mg/m3 国家较新环保要求,由于单台锅炉10T,烟气量为35000m3/h ，因此单台锅炉需要除尘器的过滤面积为约496m2，除尘器选择气QMC-64AX8箱式脉冲袋式除尘器。
 
 
二、 设计原则依据
＜工业炉窑大气污染物排放标准＞ GB9078-1996
＜工业企业设计卫生标准＞ GB17055-97
＜采暖通风与空气调节设计规定＞ GBJ19-87
＜钢结构设计规范＞ GBJ17-88
＜钢结构工程及施工验收规范＞ GB50205-95
＜涂装前表面锈蚀等级和除锈等级＞ GB8928-86
＜脉冲喷吹类袋式收尘器＞ JB/T8532-1997
＜袋式收尘器安装技术要求与验收规范＞ JB/T8471-96
＜袋式收尘器用滤袋框架技术条件＞ JB/T5917-91
＜袋式收尘器用滤料及滤袋技术条件＞ GB12625-90
＜袋式收尘器性能测试方法＞ GB17138-89
＜手工电弧焊及气体保护焊焊接坡口得形式和尺寸＞GB985-88
＜生产设备安全卫生设计总则＞GB5083-85
＜生产过程安全卫生设计总则＞GB12801-91
＜工业管道工程施工及验收规范＞（管道篇）GB50235-97
＜现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范＞GB1150236-98、
＜工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范＞HGJ229-91
＜轻金属冶炼机械设备安装工程施工及验收规范＞TSJ414-92
＜工业企业噪声控制设计规范＞GBJ78-75
＜普通碳素结构纲和低合金钢冷轧薄板及钢带技术条件＞GB1153-89
＜普通碳素结构纲和低合金结构钢热轧厚钢板技术条件＞GB3274-83
＜优质碳素结构钢板号和一般技术条件＞GB699
＜工业污染物排放标准＞GB4280-8
＜大气环境质量标准＞GBH3095-85
＜电气装置安装工程及验收规范＞GBJ232-82
三、脉冲袋式除尘器工作原理及特点
    耐高温脉冲除尘器采用分室，中间风道进气结构，含尘烟气由中间进风口，进入风道，由气流分配机构将气流均匀地分配给各过滤室。含尘气体在进入过滤室时，由挡板的折挡使较大的尘粒，由于惯性和重力的作用直接落入灰斗中，其他尘粒随气流上升进入各过滤室滤袋，经过滤袋过滤后，尘粒被阻流在滤袋外侧，净化后的气体由滤袋内部进入净气室箱体，再通过提升阀，出风口排入大气。灰斗中的粉尘经卸灰阀以下的输送设备送至窑灰储存仓。随着过滤时间的不断延长，滤袋外侧附积的粉尘不断增加，从而导致袋除尘器本身阻力也逐渐升高。当阻力达到预先的设定值时，PLC 控制系统发出信号，首先命令一个喷吹单元的提升阀关闭以切断该室的过滤气流，接着给出指令打开电磁脉冲阀，压缩空气以较短的时间0.1~0.2 秒，通过喷吹管和特制的喷嘴向滤袋喷入，由于压缩空气的诱导作用把净气箱中大量的净空气吸入滤袋，滤袋面自上而下顺序开始膨胀，并顺序达到极限位置，此时又在滤袋张力的作用下产生反向加速度，这样滤袋产生了高频振动变形，使滤袋外侧所吸附的尘饼变形脱落。在粉尘沉降时间一定时间后，提升阀打开，此喷吹单元再次于过滤状态，而下一个喷吹单元则进入清灰状态，如此周而复始地清灰→停止→过滤，使收尘器阻力始终处于一定值范围内，实现长期连续运行。
四、耐高温脉冲袋式除尘器的结构特点
1 耐高温脉冲除尘器在钢结构设计上，充分考虑了收尘器在高温状态下运行，在设计时采取了钢材受热膨胀伸缩措施，防止焊缝被拉裂造成收尘器漏风；除尘器采用分室结构,模块化组合,滤袋下部有较大的空间,使含尘气体在到达滤袋前得到沉降,减轻对滤袋的负担,延长滤袋的使用寿命。
2 耐高温脉冲除尘器因属于大型除尘器，处理风量很大，根据我们实际经验，风量均分于各室的要求显得尤为重要，为使各室气流分配较为均匀，在进风道上我们设计了气流均化装置。
3 锅炉尾部烟气粉尘有一定的粘性和湿度，为提高清灰效果，我们采用了世界先进的喷吹清灰技术，使清灰强度进一步提高，保证每条滤袋都保持较高的工作效率。
4 采用先进的焊接工艺和检验手段使漏风率小于15 年。
6 滤袋骨架采用十纵筋优质冷拔钢制作，多点焊接自动生线生产，既保证了滤袋骨架强度，防止了焊接毛刺对滤袋的影响，减少与滤袋的磨擦，并采用了镀锌防锈措施，延长滤袋骨架的使用期。
7 采用了较小的喷吹单元，减少了喷吹面积，较大限度地减少清灰时对窑处理风量的影响。
8 电气控制上可提供集中控制（DSC 远程控制）和机旁控制，采用了先进的PLC程序控制系统，可提供定阻定时两种清灰方式。
9 收尘器为锥形灰斗，负压外滤结构，箱体结构可承受压力≥6000Pa，在保持较低的进、出口风速，减少压损的前提下，充分利用其高度空间，使收尘器的占地面积较具有同等处理能力的设备占地面积更小。对含尘气流的合理分布避免了化合物对滤袋的直接冲刷，提高了滤袋使用寿命。
五、保证质量的指标
出口排放浓度：＜30mg/Nm3
滤袋使用寿命：1 年
脉冲阀使用寿命：100 万次以上
漏风率：＜3%
收尘器承受负压：≥4000
六、设备涂装和色标
所有构件除锈处理并达到国家标准（GB8923-88），做到钢材除锈等级Sa21/2 级，然后先涂防锈漆一遍，全部涂装过程符合一钢要求的《钢结构、非标设备、管道涂装工程技术规定》。
七、除尘设备制造装备能力及质量保证措施
    我公司通过机制改革和加强技术创新、技术改造力度，从生产规模、装备能力、检测能力等各方面得到了大幅度的提升。较近又投入大量资金，用于技术改造和技术创新，引进精良的技术装备，提高了装备水平，实施对配套项目的建设，提高了企业的综合实力。
    目前我郑州达冠节能环保设备有限公司的生产条件已具备了安装大型和特大型除尘设备的条件。贵企业所用的除尘设备，将根据技术协议书的要求，组织技术、生产、工艺、质检等有关部门的工程技术人员认真研究，依据以往生产脉冲收尘器及几百台中小脉冲袋式收尘器及公司专业生产除尘设备经验基础上，具体采用以下几个方面措施来确保质量：
u 保证指标
（1）保证收尘器出口粉尘排放浓度达到≤30mg/m3.
（2）保证收尘器漏风率<3%
（3）在正常条件下滤袋使用寿命保证1 年以上。
u 技术服务和质量监督措施：
针对该项目技术组，实施对该项目全过程的技术性活动，编制质量计划、技术规范，制订工艺文件等用来指导生产，并对全过程实施技术跟踪服务。质量监督组按质量计划要求对影响产品质量的每一个因素和环节层层把关，积极倡导质量就是人品，人品决定产品的指导思想，以优异的工作质量来保证产品质量，贯彻以预防为主的原则，确保过程在受控状态下进行。针对影响收尘器的性能和功能的每一个环节，按照产品的重要程度分级原则，进行质量控制。
? 实施本方案后保证达到较新环保标准，国家能源局和环境保护部联合下发的“国能新能【2014】295号”文件的排放标准：
         1、烟尘排放浓度小于30mg/m3，
         2、SO2排放浓度小于50mg/m3，
         3、NOx排放浓度小于200mg/m3。
并按文件要求安装**认可的污染物排放自动监测设备。
结   论
此次改造项目利用的是新型组合式改造方案，彻底解决了生物质直燃产生黑烟，燃烧利用率低，吨蒸汽成本过高，蒸汽压力达不到等的缺点；加装燃烧机首先解决生物质燃料热值低不能完全满足锅炉出力问题，并且将生物质燃料在炉排上燃烧时产生的挥发分等不完全燃烧物质，通过燃烧机喷射的高温火焰进行二次充分燃烧，即达到解决生物质燃料产生黑烟问题又实现节能的目的；利用生物质颗粒燃烧机供氧风机所产生的氧气直接供应锅炉二次风，保证燃烧过程所需氧气；此组合式改造方案彻底打破了生物质燃料无法使用在大吨位锅炉的技术难题；生物质类燃料本身含硫量非常低，符合国家环保标准，只需将锅炉尾气经过脉冲布袋除尘设备加水膜除尘即可达到环保标准。
生物质燃烧机
生物质气化站