郴州合利泡沫厂案例4吨蒸汽锅炉改造生物质锅炉方案

一、蒸汽锅炉改造工程概况

   该工程为下楣桥和利泡沫厂蒸汽锅炉改造设计方案，根据需方提供的数据及现场了解，该厂锅炉为4吨的蒸汽锅炉，其锅炉设计压力为1.25Mpa,每天的用煤量为17吨，24小时的运行时间

 本锅炉方案根据现运行设备建议改造成郴州自然人新能源高科技公司生产的节能环保生物质清洁能源燃烧方式，以满足该厂的需求。

二、生物质成型燃料直燃难以推广的原因

由于缺乏实用的生物质能源清洁燃烧处理技术，生物质成型燃料在工业锅炉上的利用率不到1%，主要原因是传统燃煤工业锅炉燃烧生物质成型燃料面临五大难题：

（1）炉膛不适应生物质燃料，烟筒冒黑烟,生物质燃料燃烧效率低,燃料消耗大，导致客户单位能耗成本居高，环保限排指标不达标。

（2）锅炉热效率低，锅炉产能出力不足，满足不了用户设计的生产工艺供热需求，致使客户不能正常生产。

（3）锅炉对生物质成型燃料中的氯化物及碱性物质所形成的草酸(盐酸、磷酸、硝酸)消化不了，致使残余草酸腐蚀锅炉，使得锅炉使用寿命短,不超过2年,很多厂家的生物质锅炉在一年内就报废。

（4）生物质成型燃料在燃烧过程中产生大量的焦油没有有效处理，时间一长，炉内结焦堵塞锅炉无法正常运行。

（5）生物质成型燃料中的灰分和杂质在高温下发生特殊的化学反应产生大量的无机物，导致燃料粘结无法正常燃烧。

郴州自然人新能源高科技公司以“节约能源 保护环境”为己任，自2006年组织科研工程设计人员开展了“生物质锅炉”的专题攻关，经过多年不断改进试验终于攻克了上述五大难题。经过多家用户长期使用比较和郴州市环保部门测试，证明改造成功的生物质燃料锅炉具有燃烧无黑烟，燃烧充分，炉膛温度高，锅炉热效率高,锅炉无腐蚀，无焦油堵塞，无粘结压火、可靠性高，寿命长等明显优点。自2007年以来在四川、江西、福建、浙江、江苏、河南等地已有600多台燃煤锅炉改造成生物质燃料锅炉在使用,为用户带来极大的经济价值和环保效益，2008年6月获国家专利。

三、锅炉核心技术概述

郴州自然人新能源高科技公司将传统燃煤工业锅炉技改为生物质成型燃料锅炉的核心技术是专门针对目前传统燃煤锅炉普遍不环保（冒黑烟）、不节能（能耗高）以及传统燃煤锅炉改造为生物质成型燃料锅炉后普遍冒黑烟、锅炉蒸汽压力或出力不能满足用户需求、焦油堵塞、草酸腐蚀、燃烧结渣的现状而设计的专利技术（专利号：ZL 2007 2 0080513.3）。该锅炉经技改后主要使用以树皮、竹木业加工废边角料、木屑、农作物秸秆、林业剩余物、工业固废物、薪柴等压缩成型的颗粒或压块燃料，燃烧后的主要污染物为烟尘、氮氧化物。根据目前国家环保政策的要求，只需要对烟尘进行治理，无需配套脱硫设施。实践证明，采用我公司新一代锅炉二次进风清洁燃烧专利技术对原燃煤锅炉进行消烟节能技术改造后 ，不仅能充分燃烧上述生物质成型燃料，而且还提高了锅炉的能效。烟尘浓度得到有效控制，排放烟气黑度稳定达到《锅炉大气污染物排放标准》（GB1327-91）I级。

四、锅炉技术改造工程承诺

1、确保技改锅炉达到与原燃煤时的同等蒸汽压力和出力效果。（建议技改前后做热工测试）

2、确保锅炉技改前后同类生物质燃料节省10%以上，燃料适应性广。

3、确保烟气黑度长期稳定达到林格曼黑度≤I级，烟尘浓度得到有效控制。（如当地环保政策有特殊要求时设计指导用户在投资少运行费用低的前提下达标）。

4、确保施工周期短，设备及安装人员按合同约定时间进场安装，安装时间为3-5天，调试时间为1-3天。

5、确保售前售中售后全程服务,节假日外 24小时响应。对我公司提供的设备，按合同约定实行“三包”，所用液体（药水）第一年无偿提供，第二年浓缩液体每公斤100元（4吨锅炉一年2000元），三年价格不变，收到货款后3天内发货。

五、技改锅炉技术特点

1、不降低锅炉产能出力完全满足客户实际用热需求。

2、烟气长期稳定达标排放（林格曼黑度<1级），无二次污染。

3、改造费用低投资少，运行费用更低（1.5KW/h）。

4、施工周期短，设备运行可靠，操作和管理简便。

5、节能效果明显，初步测试节能5%以上，并大大提高锅炉的热效能，有明显的环境效益、经济效益和社会效益。

六、技改设计原理范围

1.鼓风系统改造

改造原因：1、现有鼓风系统采用拉风门控制，其风力大小不好控制。2、采用冷空气进风，进风时降低了炉膛温度。所以现有鼓风系统只适合燃煤不适合燃生物质颗粒。

改造后效果：1、热风进风更增加促燃效果。2、风流控制走向，充分利用锅炉热交换。3、风力大小控制，有利于生物质颗粒的燃烧点及燃烧面。

2.增加二次补氧系统改造

     改造原因：生物质颗粒燃烧时，首先是迅速裂变，一部分直接燃烧另一部分产生可燃气体 （可燃烧的烟）需要二次补氧二次燃烧，如氧气供应不足燃烧不充分烟管会排出很多的浓烟，造成环保不达标；原燃煤锅炉没有设计二次补氧，所以会造成烟管口会排出很多的浓烟。

     改造成效果：1、使生物颗粒燃烧时，经过二次补氧，使生物质颗粒燃烧时产生的可燃气体 （可燃烧的烟）经过二次补氧二次燃烧，使其热能充分利用，没有黑烟。2、经过二次补氧控制风流方位，使其热量充分利用。

3.引风系统改造

      改造原因：燃煤锅炉的引风系统比较简单，只是单一引风，没有利用锅炉废气热量，而生物质锅炉引风需要风量大而且分布均匀。

     改造后效果：1、引风系统可以随时控制大小，充分配合鼓风系统和二次补氧系统，增强炉膛的风流效果，让锅炉更有效的热吸收我热交换。2、利用锅炉烟道废气热量，使锅炉产生热风给氧和热风配风，有利用生物质颗粒充分燃烧及炉膛温度增高。

4.给料系统改造

     改造原因：由于生物质颗粒比燃煤着火点要低，而现在的料斗会造成料斗回火，使料斗内的颗粒全部着火燃烧，造成很大的安全隐患。

     改造后效果：1、经过给料系统改造，使料斗与炉膛执行分离割断及温度控制，充分的保护了料斗和颗粒，不存在直接燃烧，消除了安全隐患。

5.炉膛改造

      改造原因：现在的炉膛出风口过大，排气过于畅通，让大量的热量随烟管排出，使锅炉热交换时间短，热效率严重降低。

      改造后效果：改造后减少了炉膛的出风量，控制了炉膛的温度，放慢了热空气的流速。

6.控制系统改造

       改造原因：现有的控制系统只适合煤锅炉，必须重新设计适合生物质锅炉的控制系统。

       改造后效果：全自动化控制，减少了劳动量。

7.增加储存料斗系统改造

      改造原因：燃煤锅炉无料斗，加料时间短，不适合生物质锅炉，

      改造效果：生物质锅炉料斗需要四吨以上，加一次料可以满足八至十个小时的燃烧，这样才能使生物质锅炉全天候，全自动控制，无须专业人员看管，并大量减少了锅炉工的劳动强度。

     8、整体改造后的效果：

    改善炉膛（燃烧室）环境，使生物质成型颗粒或压块燃料充分完全燃烧，从源头催化裂解消除黑烟、草酸和焦油。提高锅炉热利用率至83%。

9、技改生物质锅炉测试结果与国家限排标准相关指标对比

经过对比：技改生物质成型燃料锅炉烟尘排放浓度小于国家标准燃煤锅炉限排指标，与国家标准天燃气锅炉限排指标基本等量；二氧化硫排放浓度是国家标准燃煤锅炉限排指标的百分之十二，与国家标准天燃气锅炉限排指标等量，氮氧化物排放浓度与国家标准天燃气锅炉限排指标基本等量。

七、经济性分析

  根据需方提供数据所需能耗分析

1、燃煤蒸汽锅炉运行费用：（热值为5000大卡/kg,设备热利率为55%）

      根据需方提供的数据其每天运行24小时，每天的用煤量为17吨

每月的费用：17吨/天×30天=430吨

每年的费用：430吨/月×12=5160吨

2．自然人改造为生物质锅炉后运行费用：（热值4200大卡/kg）

      1）根据需方提供的数据每天17吨煤，推算为每天只需200万大卡的蒸汽锅炉，改造后提高了原锅炉的利用率为83%。

每天的费用：

200万大卡÷（4200大卡×83%）×24小时=13.7吨

每月的费用：13.7吨×30天=411吨

每年的费用：411吨×12个月=4932吨

显然，本锅炉方案与使用其他设备相比的经济效差十分显著的，省钱就是赚钱，建议业主采纳。