燃煤锅炉改造为燃生物质固体成型燃料锅炉工程技术方案书.docx
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燃煤锅炉改造为燃生物质固体成型燃料锅炉工程技术方案书
余姚市众力新型建筑材料有限公司
燃煤锅炉改造为燃生物质固体成型燃料锅炉
工
程
技
术
方
案
书
宁波双翼能源科技有限公司
2011年2月18日
五、锅炉改造技术简介13
六、生物质固体成型燃料简介16
十、锅炉改造实例23
一公司简介
宁波市双翼能源科技有限公司是一家专业生产生物质炉具及燃料技术的企业，座落在美丽的滨海城市——宁波。
公司拥有强大的设计研发队伍、生产制造队伍、覆盖全球的营销网络、完善的物流以及冲压设备、数控车床、铣床、以及焊接设备等等。
我们的经营理念：
让客户实现价值、让员工实现梦想、让家园因我而美丽。
Ⅰ、成熟的生物质燃料成型技术与设备
环模辊压式生物质燃料成型设备
长期生物质燃料产业化实践，我们已经掌握成熟的环模辊压式生物质燃料成型技术与相关设备加工能力，从技术指标来看，环模辊压式成型机生产率最高，能耗低，产品成本低，同时技术含量也较高，适合于规模化生产推广。
Ⅱ、产品的主要用途、性能
生物质成型燃料，也被称为生物质压缩燃料，是指通过专门设备将生物质压缩成型的燃料，它由松散的农作物秸秆、稻壳、花生壳、玉米芯、树枝和木屑等农林废弃物挤压而成，没有任何添加剂和粘接剂。
其能源密度相当于中质烟煤，火力持久，燃烧性能好，是可以代替煤炭作为家庭生活燃料、工业或服务业锅炉及生物质电厂发电的燃料。
生物质固体成型燃料储存、运输、使用方便，清洁环保，燃烧效率高，是一种重要的现代可再生能源。
二、工程概况
2-1、锅炉用户企业概况：
3.1.1余姚市众力新型建筑材料有限公司现用一台6t/h燃煤锅炉，为生产供汽。
3.1.2、锅炉概况：
（需要贵公司提供）
（1）、锅炉
锅炉型号：
额定蒸发量：
额定蒸汽压力：
额定蒸汽温度：
锅炉制造厂家：
2-2、一般旧锅炉工况：
锅炉运行时间不长，设备腐蚀、磨损不严重，受热面焦阻不大，氧化皮不厚，暂时锅炉漏风情况不明，锅炉热效率稍有降低。
2-4、锅炉改造要求：
1）、将燃煤锅炉改造为生物质锅炉；
2）、改造后生物质锅炉出力不小于原燃煤锅炉出力；
3）、改造后锅炉蒸汽参数满足生产用汽要求；
4）、改造后锅炉热效率比原来低。
5）、改造保持原锅炉承压部件不动。
6）、被改造项目，要求施工质量合格，施工工艺符合国家标准。
根据贵公司的要求及锅炉的情况，综合考虑我方制定如下改造方案：
2-5、锅炉改造重点：
生物质燃料是将农作物秸秆、木屑、锯末、花生壳、玉米芯、稻壳、树枝、干草通过压缩成型直接利用的燃料，是一种可再生的清洁能源。
它的热值一般为3800～4400Kcal/kg。
根据生物质燃料的燃烧特性，我公司将对原锅炉的配风系统进行改造。
经过我公司改造的锅炉，热效率较原效率略有提高，锅炉的出力完全能够满足贵单位的需要。
三、工程方案
由于贵单位锅炉上料方式不适合生物质燃料的传输,故该锅炉改造方案将包含上料设备系统的改造。
3-1、生物质裂解装置安装
根据生物质成型燃料的性质，能量密度小、含水份高、挥发份多，完全燃烧需要高温、足氧、延时、扩容的特点，需在锅炉前拱处加装裂解装置，建立洁净生物质燃烧条件，以达到生物质完全燃烧的燃烧方式，确保生物质在预热、裂解、氧化燃烧、气体还原燃烧过程各阶段的燃烧充分，换热充分。
提高锅炉换热效率及热量利用率。
3-3、二次梯级配风装置
根据生物质燃烧阶段性特点，及时、分段、合理、有效补入二次风量。
在保证最佳炉膛过剩空气量，各燃烧区域温度的条件下，满足各阶段燃烧所需氧量，使生物质干燥裂解产生的70%挥发份完全燃烧，固定碳燃尽，减少和杜绝黑烟（生物质烟气成分未燃烧生物质挥发份、氧化物、未燃烧的燃料碎屑）及烟气污染物的产生。
3-4、生物质燃料输送装置
3.2.1、根据贵单位现场实际情况，在不影响使用功能的前提下，改进斗式上料系统。
3.2.2、生物质燃料输送装置选型
贵单位现所使用燃料热值约为4500Kcal/kg的Ⅱ类烟煤，锅炉正常运行每小时约需燃料为1t左右。
生物质燃料热值为3800Kcal/kg左右，改造后锅炉正常运行每小时燃料消耗约1.18t；生物质燃料堆积密度在500～600kg之间。
考虑每台炉子单独设供料系统的情况：
选用提升机性能参数为：
额定提升高度4m，额定提升物料2m3/h。
3-5、高温裂解燃烧装置配氧及锅炉二次配氧调节系统
3.3.1、生物质燃料在高温裂解燃烧室着火后，将析出大量挥发分，为了是燃料完全燃烧，需从多个配氧处按比例自动调配、补充氧量。
3.3.2、二次配氧调节系统能延长高温烟气在炉膛的停留时间，增加高温烟气与锅炉水冷壁的换热量。
3.3.3、该套调节系统可实现变频控制，能够最佳的配置进入锅炉的氧气量，为燃料的完全燃烧提供保障。
3-6、阻火插板安装
在生物质燃料炉膛入口处安装阻火插板，要求安装后密封性好、活动灵活，上下升降自如，预防锅炉故障状态或人工误操作时引起炉膛回火造成料斗内生物质燃料自燃。
可根据锅炉实际加装手掏燃料孔保证生物质燃料自燃后能及时将生物质燃料掏出掏净，杜绝燃料燃烧量。
安装示意图：
3-7、链条炉排电机变频装置
移动链条炉排对燃料的传输速度受电机及变速装置传输转速的影响，链条移动速度应保证与锅炉瞬间出力（产汽量）所需燃料量、所供一次风量相适应。
在锅炉供汽相同条件下，由于燃煤密度大于生物质压块密度，决定单位时间内（供汽量相同）供给炉膛的生物质压块量大于燃煤量，此方式只有在一定限度内提高炉排行进速度即电机转速来完成。
电机加装变频后能确保燃料传输平稳、均匀，适应锅炉负荷变化靠变频调节炉排电机转速来实现。
避免炉排燃料层出现火口及未燃尽生物质碎屑逃逸现象。
3-8、炉膛扩容装置
对锅炉后拱（对流拱）进行改造，减少炉拱长度，增加生物质燃烧后产热能与水冷壁的辐射换热面积，增大炉膛容积，增加燃烧空间及换热强度，以利于增大生物质燃料燃烧及换热空间，确保换热强度。
提高锅炉改造后的热效率
3-9、炉膛进口给料装置
控制给料速度，均匀度。
确保锅炉燃料供应量，燃烧完全程度，预防料斗燃料自燃现象。
3-10、燃料场地规划
综合考虑各因素锅炉需储备一周的生物质燃料。
根据理论计算贵单位需要储备生物质燃料≥120T，贵单位需建一面积150-200㎡的生物质燃料存放库。
3-11、工程施工组织：
施工准备
1、锅炉设备现状检查
对于锅炉本体、风道、烟道等主要系统及设备进行外观检查有无损伤，与设计要求是否相符，炉膛内砌筑的耐火材料有无脱落，风烟道是否积灰及炉排是否完整，有无残缺、断裂现象。
2、工程设备及材料供应
所有设备，管道、管件、板材、型材根据施工材料清单提供。
施工方案
锅炉改造
1、改造程序
1.1施工准备：
锅炉改造工程的准备工作，是整个工程质量、进度及经济性的主要环节，由于该项工程复杂性，必须细致地进行预先计划和编排，才能使工程顺利进行。
1.1.1施工队伍的组织：
根据施工组织设计合理组织施工队伍，配合专业工程的技术力量、指派具有锅炉安装专业知识的工程技术人员担任工长，并对施工班组及人员进行技术交底。
1.1.2设备机具：
机具准备按计划表负责。
1.1.3图纸会审：
由技术负责人负责。
1.1.4材料准备：
负责人按计划供料。
四、锅炉改造工程报价
单台锅炉报价：
13.3万元
序号
设备名称
型号规格
单价
（万元）
数量
总价
（万元）
备注
1
增氧风机及二次梯级配风
配套
3
1
3
2
生物质裂解汽化装置
配套
2.5
1
2.5
3
斗式上料机
配套
1.5
1
1.5
4
上料除尘装置
配套
0.8
1
0.8
5
控制柜电缆
配套
0.5
1
0.5
6
料层调节装置
配套
1
1
1
7
燃料控制与调节装置
配套
2
1
2
8
安装费
2
1
2
9
合计
13.3
13.3
五、锅炉改造技术简介
5-1、生物质燃烧技术
生物质燃料是将农作物秸秆、木屑、锯末、花生壳、玉米芯、稻壳、树枝、树叶、干草通过压缩成型直接利用的燃料。
无任何添加剂和粘结剂。
是一种可再生的清洁能源。
根据多年的试验研究及测试，生物质燃烧具有如下特性：
1）热值低，一般为，3500—4400Kcal/kg
2）挥发份高，一般为60—70%
3）燃点低，一般为300℃左右
4）挥发分温度低，一般为200-400℃
5）易结渣且结渣温度低，一般为800℃左右
目前，我国城市拥有大量的生活燃煤锅炉及工业燃煤锅炉，其中大都分布在城市内及城市周边，排放不达标直接影响了城市及周边的空气质量，为此，取缔城市生活及工业燃煤锅炉及煤改气、电的呼声很高，且许多城市已采取了行动，但由于气源紧张、电价昂贵，而城市热力又达不到的城区或地方，收效甚微。
用清洁的生物质替代煤、碳，在城市生活及工业锅炉上使用就成为首选。
但现有的层燃燃煤锅炉必须通过改造方能燃烧生物质，才能提高效率，达到环保、节能、经济的目的。
现运行的生活及工业锅炉的结构均不适合使用生物质，若不加改造直接使用生物质将出现严重冒黑烟、效率低、有粉尘污染等现象。
而我公司通过多年试验研制的生物质专用燃烧装置彻底地解决了生物质在锅炉中的燃烧问题。
根据生物质挥发份大的特点，综合应用了煤制气法、悬浮燃烧及高温裂解等多种洁净燃烧技术，使生物质达到了一个高度理想的燃烧状态。
煤的洁净燃烧理论认为，煤的洁净燃烧必须满足三个条件：
1、要求较高的温度（不低于380℃）。
2、可燃气体在高温区停留的时间要长。
3、充足的氧气。
煤制气法、悬浮燃烧技术为当代公认的洁净燃烧技术。
生物质专用燃烧装置的结构实现了上述洁净燃烧的条件及技术，它由上料机构、输送机构、高温裂解燃烧室、气（固）相燃烧室、梯次配氧系统、烟气输出系统等组成。
5-2、生物质锅炉燃烧原理
1、生物质从上料机构均匀地进入高温裂解燃烧室，着火后，燃料中的挥发分快速析出，火焰向内燃烧，在气（固）相燃烧室内迅速形成高温区，为连续稳定着火创造了条件；
2、高温裂解燃烧室内的燃料在高温缺氧的条件下不断地快速地分解为可燃气体，并送往气相燃烧室内进行气相燃烧；
3、在气相燃烧的同时，90%以上挥发份被裂解为炙热燃料，由输送系统输送到固相燃烧室内进行固相燃烧，完全燃烬后的灰渣排往渣池或灰坑；
4、在输送过程中，小颗粒燃料和未燃尽的微粒在风动的作用下于气（固）相燃烧室内悬浮燃烧；
5、为完全燃烧，从多个配氧处可按比例自动调配、补充所需量的氧气，为炉膛出口的燃烧助燃，完全燃烧后的高温烟气通往锅炉受热面被吸收后，再经除尘后排往大气。
特点：
①可迅速形成高温区，稳定地维持层燃、气化燃烧及悬浮燃烧状态，烟气在高温炉膛内停留时间长，经多次配氧，燃烧充分，燃料利用率高，从根本上解决了冒黑烟的难题。
②与之配套的锅炉，烟尘排放原始浓度低，可不用烟囱。
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、无需繁杂的操作程序。
⑤燃料适应性广，不结渣，完全解决了生物质的易结渣难题。
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，可有效地抑制“热力—NO”的产生；
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；
本燃烧装置及原理，可广泛用于旧的燃煤锅炉的改造及与新制造的生物质固体成型燃料专用锅炉的配套生产，具有极好的市场前景。
5-3、燃煤（油）锅炉改造工程范围
燃煤（油）锅炉改造为生物质锅炉：
1、利用生物质专用燃烧装置及其工作原理，可根据锅炉的具体结构及型式对锅炉燃烧室进行改造，以适应生物质的特性；
a、固定炉排锅炉或立式小型锅炉直接使用生物质专用燃烧装置；
b、生活及工业链条炉排锅炉根据锅炉具体结构及型式增加高温裂解燃烧装置。
2、根据锅炉房实际状况设置上料机构或对原上料机构进行改造；
3、根据原除尘装置的状况确定改造或更换原除尘装置；
4、根据锅炉具体结构及型式，改造鼓、引风系统并可配置全自动调节配氧系统；
5、配套改造鼓、引风及上料系统的控制系统；
5-4、通过以上的改造，具有如下效果
a、锅炉出力：
可达到燃煤状态时的水平；
b、锅炉寿命：
可相应延长；
c、运行费用：
与燃煤比较略高于15%左右。
六、生物质固体成型燃料简介
6-1、概述
生物质固体成型燃料是利用新技术及专用设备将农作物秸秆、木屑、锯末、花生壳、玉米芯、稻草、稻壳、麦秸麦糠、树叶、干草等压缩炭化成型的新型燃料，可直接用于改造后的燃煤锅炉设备上，可代替传统的煤炭。
6-2、能源地位与定义
继煤、石油、天然气之后的可再生的第四大能源，是一种符合环保要求、可替代煤的清洁燃料。
6-3、主要技术参数
密度：
800～1100kg/m3
热值：
3500～4400Kcal/kg
灰分：
5～20%
水分：
≤16%
尺寸：
32×32×（30～80）Φ30×（30～80）
6-4、燃烧后的废气排放
CO2——零排放
NO2——微量
SO2——低于46.2mg/m3（国家标准：
900mg/m3）
6-5、使用生物质燃料符合国家政策
生物质燃料来源广泛。
秸杆、木屑、锯末、花生壳、树叶、草等均可作为原料，且可再生。
为加快推进秸秆能源化利用，培育秸秆能源产品应用市场，在2005年2月28日，国务院颁布了《可再生能源法》；在2006年，国家财政部印发《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》（财建[2006]237号）；在2007年5月，国家农业部颁布《农业生物质能产业发展规划（2007~2015）》；在2008年初，国务院办公厅印发《国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》（国办发[2008]105号）、在2008年10月，国家财政部制定了《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》。
6-6、生物质燃料能否保证供应？
1＞我们有强大的技术体系支撑：
技术成熟、成型设备先进可靠性好、耐磨性高、生产效率高。
2＞建立了一套从原料收集——成型加工——仓储运输——终端客户的网络，已实现产业化、规模化运营。
3＞已在燃料使用地50-100公里范围内建立原料收购站和所需的生产基地及大型仓库，保证锅炉用户需求。
6-7、与煤改气相比，使用生物质锅炉的改造费用如何？
1＞我国大部分城市及地区气源比较紧张，冬天居民做饭用气也难以保证，工业及商业用气必加以限制，更加难以保证.
2＞原燃煤锅炉或燃油锅炉改为烧生物质，其改造费用远小于购买一台新的燃气锅炉及燃气管网的改造费用。
以2.8MW燃气热水锅炉为例，若购置一台新燃气锅炉和燃气工程费用需投资约70多万元，而改造锅炉仅需上述投资的1/7左右。
6-8、生物质燃烧后的灰份如何处理？
灰份可以回收做钾肥，实现“秸杆——燃料——肥料”的有效循环利用。
6-9、生物质好烧吗？
生物质挥发份高，易析出，炭活性好，易燃且灰份少，点火快，可不用封火，更加节约燃料，减低使用成本。
6-10、生物质价格会大幅度涨价吗？
由于生物质原料来源广泛，且可再生，我国每年农作物秸杆产重约为7亿干吨；在广大农村秸杆禁止焚烧，其处理成了农民的大问题，也是基层乡镇干部头疼的问题，做为燃料，变废为宝，既解决了头疼问题，又增加了收入，深受农民欢迎，所以，原料价格相对比较稳定。
再者，生物质最大的消耗为电能，但目前电价基本稳定，且受国家控制，所以电价不会大幅上涨，即使电价上涨，其涨幅占整个成本的比例也是有限的，且其它能源的价格也会随之上涨。
七、服务与承诺
7-1、质量承诺
我公司锅炉改造工艺可靠，设备先进，检测手段齐全。
产品的设计、改造、验收严格按照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》，《热水锅炉安全技术监察规程》，《小型和常压热水锅炉安全技术监察规定》及JB/T1009工业锅炉通用技术条件等国家相关标准。
保证所设计的图纸、文件按规定经质监局锅检处审批备案，保证公司所改造的锅炉均符合相关国家标准及行业标准，并负责在环保部门验收合格。
我公司锅炉改造所配置的有关电气设备中，所配置的电器元件均是国际或国内名牌。
我方保证所提供的设备均是全新的、未使用的、采用最佳材料和先进工艺，并在各个方面符合本合同规定的质量、规格和性能要求的产品。
中埠公司以较强的经济实力承诺：
提供给贵公司的设备件、控制系统及附属设备均是优良产品，并保证设备、主材的及时购置及供货
7-2、售后服务承诺
为确保所改造锅炉的合理、正确、规范使用及最大限度的充分发挥所改造的生物质锅炉以及辅机高效、节能的优势特性，延长产品使用寿命，我公司除对操作者进行完整的培训外，还负责对售出产品的维修和保养，为明确责任，特作以下承诺：
1、产品12个月内免费维修，终身维护。
2、接到服务电话后48小时内赶到现场。
3、定期检查、回访锅炉运行、使用情况。
4、保修期内免费定期维修，终身维修、维护、保养。
5、免费调试及培训操作人员，提供技术指导。
6、协助建立生物质锅炉操作管理制度。
7-3、锅炉改造前、后的服务管理办法
一、合同签订前，我方将随时对买方或锅炉改造用户提出的各种技术问题进行免费咨询，并派有实力的工程技术人员密切与用户联系，根据客户现有的安装条件和现场情况，为客户提供推荐设计方案，随时满足用户要求。
二、我公司保障安装工程完全符合设计要求，在安装期间免费为客户提供工程监理并负责与客户共同进行安装工程验收。
三、安装工程完成后，我公司为客户进行调试，直至系统正常。
四、我公司为客户培训操作人员，直至客户安排的操作人员能够独立进行正确的操作。
五、我公司售后服务中心配备有售后服务管理软件，对每台锅炉建立相应的服务管理档案，对每台出厂的锅炉进行售后服务跟踪管理，售后人员对锅炉进行定期的回访，并将每台锅炉的情况反馈到售后服务中心，由中心进行汇总分析，并做出相应的指导，根据我公司为客户设立的设备档案，定期向客户提示应当进行检修的部位，并且将根据客户的要求定期为客户提供检修人员。
六、在设备质保期内，负责因设备本身缺陷导致的各种故障的免费技术服务和维修。
接到客户电话，4小时赶到现场。
七、三包期内因质量有问题的配件免费更换，三包期后，若有问题我方只按市场优惠价收取一定的成本费。
八、公司售后服务中心设有零配件库，可随时提供零配件及易损件，节省了客户停炉时间及储备一批易损件的费用，所以建议客户无须购买备品备件。
九、根据锅炉服务管理档案，定期回访指导锅炉日常保养，令锅炉能正常运转，使锅炉保持良好运行状态。
九、锅炉制造（改造）所遵循的标准和法规
1、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（1996）
2、《热水锅炉安全技术监察规程》（劳锅安[1997]）
3、JB/T10094—1999《工业锅炉通用技术条件》
4、JB/T10180—2000《工业锅炉热工试验规范》
5、GB/T16508—1996《锅壳锅炉受压元件强度计算》
6、GB1576—2001《工业锅炉水质》
7、JB/T1612—1994《锅炉水压试验技术条件》
8、JB3377—1991《锅炉原材料入厂检验》
9、JB/T1613—1993《锅炉受压元件焊接技术条件》
10、JB/T1614—1993《锅炉受压元件焊接头力学性能试验方法》
11、JB/T1615—1991《锅炉油漆包装技术条件》
12、JB/T1618—1992《锅壳锅炉受压元件制造技术条件》
13、JB/T1619—1993《锅壳锅炉本体总装技术条件》
14、JB/T1623—1992《锅炉管孔中心距尺寸偏差》
15、JB/T1625—1993《中低压锅炉焊接管孔尺寸》
16、GB699—1988《优质碳素结构钢技术条件》
17、GB700—1988《碳素结构钢》
18、GB711—1988《优质碳素结构钢热轧厚钢板和宽钢带》
19、GB713-1986《锅炉用碳素钢和低合金钢钢板》
21、GB8163-1987《输送流体用无逢钢管》
23、GB13271—2001《锅炉大气污染物排放标准》
24、GB3095—1982《大气环境质量标准》
25、GB3096—1982《城市区域环境噪声标准
十、锅炉改造实例
申洲集团、钟声服饰、赛尔翔鹰、音王集团、晶杨电器、惠康集团、晶晶亮照明、浙东建材等等
10-4、两种燃料对比表
1.燃煤发热量5000大卡/千克，燃煤价格按同期同发热量市场燃煤价格（最低）800元/吨计算。
2.生物质压块发热量4200大卡/千克，按合同到货价格820元/吨计算。
3.双方测试严格共同遵守公平、公正、合理的最佳有效原则、严格遵循国家取样计量标准，共同计量、调整、统计、总结计算记录测试结果。
改造后锅炉状态：
1.锅炉改造、修复后焕然一新。
设备无异常、系统无漏点、操作自如、运行稳定。
2.燃烧生物质压块无污染、零排放，无结渣，排灰排渣少。
减少刮板捞渣机故障率及年检修维护费用。
3.锅炉易点火，升压快。
4.锅炉房无粉尘、环境卫生易保持。
5.燃烧生物质压块成本低，锅炉效率高。
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