新建两台10吨循环流化床生物质锅炉承包运行管理方案

1两台10吨循环流化床生物质锅炉供汽承包方案2一、合作单位锅炉用能需求、环保需求公司是民爆行业中的知名企业，其主要产品为民爆炸药，生产过程需要蒸汽满足生产工艺需求和生活用气需求；根据建设单位提供的数据，蒸汽的需要量为7吨/小时，饱和蒸汽压力为0.4-0.6MPa，一天生产16小时，一个月生产25天，全年运行11个月。为了满足国家新的环保要求，新厂区新建锅炉选用清洁的生物质压缩颗粒燃料，锅炉结构采用循环流化床。锅炉生产过程主要污染物为烟尘，也有少量的二氧化硫和其他污染物产生，需要进行治理后达标排放。锅炉选型为流化床生物质压缩颗粒燃料锅炉，运行环保，节省燃料，是现代社会比较提倡使用的锅炉。生物质燃料属于国家支持推广的新型燃料，生物质燃料是指以农村的玉米秸秆,小麦秸秆,棉花杆,稻草,稻壳,花生壳,玉米芯,树枝,树叶,锯末、烟梗等农作物,固体废弃物为原料,经过粉碎后加压,增密成型,即为“生物质燃料”。燃烧生物质锅炉烟气污染物经检测：各类排放指标均低于《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）中一类地区‖类时段标准值要求，其中二氧化硫、氮氧化物近乎零排放，远低于燃油（气）锅炉。随着我国国民经济的快速发展，我国逐渐成为世界上化石燃料的消耗大国。虽然我国能源蕴藏量较为丰富，但在我国的能源结构中煤炭资源丰富而石油资源相对短缺。煤炭占我国能源蕴藏量的75%以上，石油和天然气则分别为18%和4%。由于国际原油价格的攀升，作为燃料的工业锅炉成本越来越高。为了降低成本，必须寻找替代能源。生物质燃料是利用绿色植物将太阳能通过光合作用储存在植物体内的自然资源，它是太阳能的一种廉价储存方式。利用生物能的排放量不会超过其生产期间所吸收的碳量，能实现二氧化碳的零排放。从全国持续发展的战略上看，发挥生物质能的能源潜力和环境潜力是极其重要的。二、锅炉承包运行管理合作方式公司在贵州省民营企业中是以从事工业锅炉及管道、中央空调、脱硫除尘安装的知名的企业，经过10多年的发展，企业经营业绩稳步提高，有专业技术管理队伍，锅炉的节能增容改造，脱硫除尘，锅炉自动控制改造等在行业中赢得了尊重和社会的认可。为了响应国家节能减排的政策，公司扩大经营项目范围，以3合同能源管理为主要经营项目成立了子公司—节能技术服务有限公司，并已通过国家发改委及财政部的登记备案。公司专业从事国家鼓励的合同能源管理项目，为企业节约能源成本，减少环境污染作出贡献。节能技术服务有限公司是技术过硬、服务周到的专业从事合同能源管理（EPC——EnergyPerformanceContracting）项目运作的节能服务公司(EMC)。公司集节能研究、工程设计、系统分析、工程安装调试和节能投资为一体，致力于锅炉节能环保领域的服务与合作，专业从事工业锅炉的节能投资与服务。公司与任何有蒸汽需求的公司拟以EMC合同能源管理的方式进行合作，在锅炉购买选型、锅炉改造、锅炉运行中为企业提供服务。锅炉是国家强制监管的压力容器设备，专业性很强，一般中小型企业不可能配备比较强的专业技术人员，一般的企业生产管理者管理锅炉很头痛，事倍功半。如果贵州迪鑫工业设备工程有限公司下属子公司贵州高特节能技术服务有限公司承包锅炉运行管理，将为企业节约能源、降低成本，企业能专心从事产品经营管理，双方各自发挥自己的专业特长，对于合作双方都有经济效益，国家的节能减排政策也落到了实处。双方合作的主要内容是：由节能技术服务有限公司全额投资锅炉本体、辅机、脱硫除尘设备购置安装调试验收（不含土建基础费）。锅炉新建完成后，由贵州高特节能技术服务有限公司全面负责锅炉房的日常运行管理，并承担锅炉运行的相关费用（如燃料费、人工费、水电费、维修大修费、锅炉水处理费、环保运行费、锅炉年检费用等），蒸汽供应完全达到合作单位的生产用汽和生活用汽的需求。按照双方协商的蒸汽款，每月底结算蒸汽费用给节能技术服务有限公司即可。三、生物质锅炉新建的有关说明（一）10吨循环流化床生物质锅炉技术特点1、锅炉本体结构和运行原理内分离循环流化床锅炉本体采用双汽包横置式、“П”型布局的散装锅炉，从前部至尾部集中布置：炉膛－沉降室－锅筒及对流管束－省煤器－空气预热器，主要的“分离循环系统”布置在炉膛内，锅炉整体结构十分紧凑合理，占地空间小。锅炉炉膛采用新型的炉膛结构，炉膛内由三片水冷膜式壁组成：下部的燃4烧室、上部的旋涡分离器和左侧的内循环物料回送装置。○1燃烧室下部为风帽沸腾床，设防磨·沸腾管组的受热面，具有吸热快、防结焦的主要功能。○2炉膛上部的旋涡分离器和左侧的内循环物料回料道由表面敷有防磨耐火材料的水冷膜式壁，具有吸热、冷却、防结焦的独特作用。在运行时，0~12mm床料在炉膛下部的沸腾床剧烈翻动，生物质颗粒燃料进入锅炉后，烟气夹带生物质颗粒燃料缓慢地向上（悬浮段）流动，进入膜式壁的弯曲部分时单位体积内的飞灰浓度开始增加，较粗的生物质颗粒和床料开始被弯曲的膜式壁挡下分离出来直接再落入沸腾床内燃烧。烟气继续向上高速进入炉膛顶部的水冷旋涡分离器，在气动力的作用下进行螺旋线型的旋涡分离，烟气中的生物质颗粒被分离出来，落下回料道再由“壁式多孔半自流回送装置”控制下重新回到沸腾床进一步燃烧，从而实现分离－循环的燃烧过程。经分离后的烟气从分离器出口(即炉膛出口)后进入沉降燃烬室再次分离，经分离净化后的烟气然后依次流经对流换热器、省煤器和空气预热器进行热置换后排出炉外，进入布袋除尘器后排到大气中。经炉内分离器分离净化后的烟气对流管管束、省煤器和空气预热器等构件磨损不大，不易引起积灰。2、低速·水冷旋涡内分离循环流化床锅炉的性能特点本型锅炉采用与大学共同研制开发的旋涡高温水冷分离循环流化床燃烧技术。该技术可实现燃料炉内多次分离，多点返料，结构紧凑，分离效率高。该型5锅炉炉膛烟速低，磨损小；循环物料在水冷回料道中被冷却，循环安全可靠;分离器及炉膛由膜式水冷壁构成，可在较短时间内启、停锅炉。该型锅炉热效率高，运行稳定。（1）燃料适应性广：本锅炉专门针对生物质燃料设计，在锅炉炉膛进料口旁边留有水煤浆进口装置，用石英砂做床料的情况下，可以燃烧水煤浆。在锅炉炉膛底部留有燃气燃烧机接口位置，需要燃烧天然气时，将燃烧机安装至接口位置，连接天然气的空气管道、天然气管道及有关电路电线即可切换使用天然气。通过切换燃烧机，也可以燃烧二甲醚、燃油等燃料，适应不同的能源需求。（2）水冷分离，水冷回料，启动快，运转可靠，维修率低；①分离器及回料道为水冷．．结构型式，由表面敷设耐磨保护层的水冷膜式壁组成，免维修，使用寿命长（10年以上），和锅炉使用寿命等同。具有吸热、冷却的独特作用，从而保证回料道的通畅，保证了物料循环的可靠运转，不会出现“非水冷型式”因发生二次燃烧而引起分离器内超温结焦、堵塞回料道及耐磨层开裂脱落等恶劣现象，动辄要拆除炉墙维修。②锅炉负压燃烧，并且水冷分离器和炉膛的膜式水冷壁为同一条管系，不存在连接点，使得炉体密封性好，不会出现诸如“炉膛外置分离器”所出现的胀裂而致漏风漏烟等严重现象。③经多次高效分离后的烟气有效地降低对炉膛后部的对流管、省煤器等部件的磨损。（3）低流速，低倍率：磨损小，维修方便，费用少；燃料燃烧充分，效率高，能耗低。①锅炉的炉膛容量大，有良好的高温燃烧条件，并且烟气的流速低（1-2米/秒），燃料燃烧停留时间长（停留时间为高速床的2~3倍左右），燃料燃烬好，降低能耗。②较低的烟气流速，可以在炉膛下部“高热能储区”的低速沸腾床从容布置的高效吸热的沸腾管组（埋管），其传热能力强（传热系数是膜式壁的2~3倍），保证锅炉有足够的出力，并有50~110%负荷调节能力。③沸腾管焊有防磨护圈，有如“防弹衣”般作用，低流化速度对沸腾管磨损6极小，使用寿命长（约3~4年），在停炉维护时，及时补焊部分防磨护圈，可更加延长其使用寿命。沸腾管的维修和更换可以在很短时间内从大炉门入炉施工，迅速方便，费用小，性价比高。选择低流化速度（2.2-3米/秒），低速烟气对水冷壁等炉膛受热表面的磨损极小。（4）节能经济效益显著：内置的水冷分离器和回料装置，散热损失极小。锅炉热效率高≥82﹪，总分离率高≥96﹪，燃烧效率高≥93﹪，具有国际先进水平。（二）锅炉设计及辅助系统说明书1、概述循环流化床的特点：（1）燃烧效率和锅炉热效率高。（2）采用低温燃烧，有害气体NOx生成量减少，有利于环境保护。（3）燃料适应性广。（4）有利于灰渣的综合利用，提高经济效益。本锅炉采用郑州锅炉股份有限公司与清华大学共同研制开发的新型旋涡内分离循环流化床技术，它具有以下特点：1)结构紧凑，外表整齐美观，将分离器和炉膛连为一体。2)分离器由膜式水冷壁及较薄的耐火材料组成，有效地防止结焦，分离器性能稳定。3)分离器外部温度低，散热损失少。4)可在较短时间内起、停锅炉。5)回料口多，回料均匀。采用壁式多孔半自流阀，无机械机构，使回料稳定、可靠，故障率小。锅炉采用双锅筒横置式的自然循环水管锅炉，燃料由螺旋给料机送入炉膛，与由等压风箱送来的空气混合燃烧，燃烧生成的烟气向上进入卧式旋风分离器，旋风分离器由两片膜式壁组成，以保证分离器的运行可靠（由于水冷壁管子冷却的缘故）。烟气中飞灰由于惯性力被分离出来，经回料道由松动风重新送入炉膛进行再燃烧，大大提高燃烧效率，同时可显著减轻后部受热面的磨损。由旋风分离器出来的烟气，经过U形烟道再次分离其中灰尘后由下向上冲刷冷凝管，然后横向冲刷对流管束，最后进入尾部受热面。铸铁省煤器和空气预热器均为一级7布置，烟气经空气预热器后进入除尘器，而后经引风机由烟囱排出。锅炉的通风方式，采用鼓风机和引风机的平衡通风方式。2、设计参数及依据锅炉设计时，确定以下列数据作为设计依据。（1）额定蒸发量10t/h（2）额定蒸汽压力1.25MPa（3）额定蒸汽温度194℃（4）给水温度104℃（5）冷空气温度30℃（6）排污率5%（7）该锅炉的安全稳定运行工况范围：热负荷:50%-100%（8）设计燃料为生物质颗粒燃料,低位发热值3300-5000kcal/kg左右,可燃物挥发分24.56%左右。(9)燃料颗粒直径应不大于10mm，且直径小于2mm的颗粒不应超过30%.3、燃烧设备及特点燃烧设备由风帽及落渣管以及等压风仓组成，炉渣通过落渣管出渣。燃烧方式采用目前我国有广泛基础的沸腾燃烧方式，采用飞灰循环燃烧技术，克服了老式沸腾炉燃烧效率极低的弊端，使燃烧效率可达97%以上。悬浮段及炉膛设计时取用较低烟气速度，有效防止了水冷壁管的磨损。4、锅筒和水冷系统上锅筒内径为Φ1200mm，壁厚16mm，下锅筒内径为Φ900mm，壁厚为12mm，二者均用Q245R锅炉钢板焊制而成。上锅筒自由搁置在钢架上的两个锅筒支座上，下锅筒则被对流管束所悬吊。水冷系统的炉膛部分有三片膜式水冷壁，管子节距100，管子规格采用Φ51×4，膜式壁管子与集箱的连接采用管接头进行对接焊，左侧有6根Φ89×4.5管子作下降管，右侧有4根Φ76×3.5管子作下降管。炉膛上部由三根集箱通过12根Φ89×4.5的导汽管与上锅筒连接。下降管总流通面积与上升管流通面积之比为：0.36。导汽管总流通面积与上8升管总流通面积之比为：0．48。以保证有良好的水循环。水冷系统的对流管束部分采用顺列布置，水管用Φ51×3的20#优质无缝管制成。对流管束的管子与上、下锅筒采用焊接。5、省煤器本锅炉燃料为生物质燃料，生物质燃料经过燃烧后，留下的灰烬含有20-左右的氧化钾成分，容易在锅炉的尾部受热面总成积灰堵塞，本方案省煤器采用光管Φ32×3的钢管省煤器，方便清灰。6、空气预热器为降低排烟温度和提高锅炉热效率，在省煤器之后，布置一级管式空气预热器。空气预热器管子用Φ57×3.5无缝钢管，长度为2274mm，共850根组成，空气与烟气流动方向相互垂直，并作二次交叉流动。烟气平均速度为10.1m/s，空气速度为5.9m/s。7、锅炉清灰系统通过对生物质燃料的灰分进行分析，生物质燃料灰中碱金属含量高，灰粘度比较大，容易在锅炉尾部积灰，采用传统的吹灰方式效果比较差，本方案采用燃气脉冲方式清灰。燃气脉冲吹灰能量