□ 改造爐型
YLW型導(dǎo)熱油爐:臥式、方箱型、鏈條爐排
DZL型蒸汽(熱水)鍋爐:水管+煙火管、單鍋筒、縱置式、鏈條爐排。
SZL型蒸汽(熱水)鍋爐:全水管、雙鍋筒、縱置式、鏈條爐排。
□ 改造范圍
導(dǎo)熱油爐:1400~17500kw 熱水鍋爐:1.4~24.5MW 蒸汽鍋爐:2~35t/h
□ 改造依據(jù)
□ TSG G0001-2012-《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》;
□ JBT 10094-2002-《工業(yè)鍋爐通用技術(shù)條件》;
□ TSG G3001-2004-《鍋爐安裝改造監(jiān)督管理規(guī)則》;
□ GB 50211-2004-《工業(yè)爐砌筑工程施工及驗收規(guī)范》;
□ 2014版《中華人民共和國環(huán)境保護法》;
□ GB13271-2014-《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。
□ 改造原則
□ 適用燃料由II類煙煤改為生物質(zhì)燃料;
□ 不涉及鍋爐承壓部件及供熱系統(tǒng);
□ 不改變層狀燃燒方式;
□ 鍋爐出力不小于原有燃煤出力;
□ 不結(jié)焦,不回火,能長期穩(wěn)定連續(xù)運行。
□ 主要改造措施
□ 阻料布料裝置安裝
燃煤鍋爐原有的單斗式上料機可以滿足生物質(zhì)燃料的要求,也可將單斗式上煤機拆除,安裝一臺多斗式垂直提升機或皮帶輸送機,以提高自動化水平。
在料斗內(nèi)安裝變頻控制的電動布料阻料裝置,能保證生物質(zhì)燃料層在爐排上的均勻度,同時在低負荷和停爐時阻斷料斗內(nèi)燃料供應(yīng),防止倒火燒料。阻料布料裝置安裝后適合粒徑均勻的生物質(zhì)顆粒燃料,一般不適合生物質(zhì)壓塊與煤炭,否則極易引起卡堵,本改造方案不改造上料機,在煤斗內(nèi)加裝電動阻料布料裝置。
□ 前拱(輻射拱)改造
鍋爐前拱的作用是通過輻射和反射的方式,將火床面的輻射熱和部分火焰輻射熱傳遞到新燃料的引燃(著火)區(qū),提供新燃料的著火所需熱量。投射到前拱頂上的熱量中有80%左右被前拱吸收,這部分熱量提高了前拱的溫度后重新被前拱輻射出去,其余20%左右通過前拱表面漫反射傳遞熱量。
燃煤爐的前拱是根據(jù)煤炭的著火特性進行設(shè)計的,而生物質(zhì)成型燃料的著火特性與煤炭差別較大,如不進行合理的改造,原燃煤爐的引燃區(qū)將變成燃燒區(qū),爐內(nèi)溫度場發(fā)生較大變化。
根據(jù)現(xiàn)有鍋爐前拱的形狀和尺寸,結(jié)合生物質(zhì)成型燃料燃燒特性,同時為了增加爐膛容積,將原鍋爐拋物線型前拱改造為直線型前拱,取消反射焦線或?qū)⑵浯蠓笠?,前拱與爐排面的夾角通過計算確定,前拱兩側(cè)的爐墻隨之作相應(yīng)調(diào)整。
□ 后拱(對流拱)改造
后拱的作用主要是促進新燃料引燃和爐內(nèi)煙氣混合,它通過改變煙氣的流速和方向,將大量高溫?zé)煔夂蜔霟岬娜剂项w粒向前輸送,以增強前拱的引燃能力。同時,由于鍋爐后拱的傾角小,覆蓋面大,可以有效保持爐膛中、后部溫度,提高燃料燃燼率。
由于生物質(zhì)成型燃料的著火點比煤炭低,燃燒過程短,燃用生物質(zhì)成型燃料時,不需要過長的后拱來增強引燃功能和提高燃料燃燼率,一般需要將原鍋爐后拱縮短以延緩燃料引燃和增加爐膛容積,其煙氣擾動功能改由分級配風(fēng)實現(xiàn)。由于不同廠家、不同燃料種類的鍋爐后拱形狀和尺寸差別較大,一般根據(jù)具體拱型和尺寸來確定具體需要縮短的尺寸。
□ 分級供風(fēng)
燃煤鍋爐的風(fēng)室一般布置在爐排下方,沿爐排縱向分為多個獨立風(fēng)室,采用單側(cè)或雙側(cè)進風(fēng),各風(fēng)室間內(nèi)有獨立的調(diào)風(fēng)裝置,可分別調(diào)節(jié)各風(fēng)室的風(fēng)量大小,以達到煤炭的燃燒效果。
燃用生物質(zhì)成型燃料時,關(guān)閉原有風(fēng)室前后端一個或數(shù)個風(fēng)室,在爐排上方前拱內(nèi)及爐排兩側(cè)護鐵上方分級供應(yīng)二次風(fēng),根據(jù)所需流量和壓頭,增加一臺鼓風(fēng)機。
分級供風(fēng)能很好的滿足各燃燒階段的需氧量,確保焦油揮發(fā)份在650℃以上溫度窗口析出后能夠充分燃燼,并顯著降低NOx產(chǎn)生量。
□ 防爆門安裝
生物質(zhì)成型燃料的揮發(fā)分達到70%以上,需要在適當(dāng)部位改造一臺防爆門,防止在因操作不當(dāng)和燃燒不充分時產(chǎn)生“爆燃”,損壞鍋爐甚至造成安全事故。
□ 改造注意事項
□ 燃燒方式的選擇
臥式燃煤鍋爐根據(jù)層狀火床燃燒方式設(shè)計,很多用戶選用生物質(zhì)燃燒機改造臥式燃煤鍋爐,將層狀燃燒方式改變?yōu)檫m合于燃油、燃氣鍋爐型式室燃方式,將活動鏈條爐排改為固定爐排的燃燒機,結(jié)果出力下降嚴(yán)重,積灰、結(jié)焦頻繁,需要經(jīng)常停爐清焦,很難保持鍋爐長期穩(wěn)定燃用生物質(zhì)。
□ 爐體結(jié)構(gòu)限制
燃煤鍋爐的結(jié)構(gòu)、受熱面布置、燃燒方式和配風(fēng)方式均根據(jù)煤的燃燒特性定制,如對其實施的改造不適合生物質(zhì)燃料特性,將引起爐膛內(nèi)溫度場、熱力傳導(dǎo)、介質(zhì)循環(huán)和煙氣流動的變化,影響安全、穩(wěn)定運行。
□ 高溫區(qū)變化
生物質(zhì)燃料揮發(fā)分高,著火性能好,進入爐膛即迅速燃燒,高溫區(qū)大幅度提前,火焰緊貼前拱加熱前段水冷壁管、鍋筒和換熱部件,輻射面受熱不均,介質(zhì)動力特性隨之變化,導(dǎo)致鍋爐出力不穩(wěn)定。
□ 配風(fēng)系統(tǒng)的匹配
生物質(zhì)在爐膛前部劇烈燃燒,原單一的爐排下方配風(fēng)系統(tǒng)與之不匹配,易引起高溫區(qū)供氧不足,燃料燃燼率下降,未燃盡的焦油進入后道對流受熱面,于灰分一起形成結(jié)焦,鍋爐出力下降明顯。
□ 對流面結(jié)焦
生物質(zhì)燃料中的焦油揮發(fā)分一般在600℃以上才析出參與燃燒,由于缺氧和燃燒行程短,氣態(tài)焦油揮發(fā)分隨煙氣進入對流受熱面降至400℃以下變成液態(tài)焦油,粘附在管壁上捕集飛灰形成垢層,影響熱力傳導(dǎo)使局部高溫而結(jié)焦,最終管壁和焊接部位因應(yīng)力不均產(chǎn)生扭曲甚至撕裂,極易發(fā)生安全事故。
□ 倒煙和回火
生物質(zhì)燃料引燃性能好,著火點在260℃左右,在便于點火的同時帶來壓火和封爐的困難。如改造時不充分考慮該因素,需要頻繁點火。在鍋爐低負荷運行和停爐時將產(chǎn)生倒煙和回火返燒料斗余料,惡化鍋爐房環(huán)境甚至引發(fā)火災(zāi)。