郴州合利泡沫廠案例4噸蒸汽鍋爐改造生物質鍋爐方案
一、蒸汽鍋爐改造工程概況
該工程為下楣橋和利泡沫廠蒸汽鍋爐改造設計方案，根據需方提供的數據及現場了解，該廠鍋爐為4噸的蒸汽鍋爐，其鍋爐設計壓力為1.25Mpa,每天的用煤量為17噸，24小時的運行時間
本鍋爐方案根據現運行設備建議改造成郴州自然人新能源高科技公司生產的節能環保生物質清潔能源燃燒方式，以滿足該廠的需求。
二、生物質成型燃料直燃難以推廣的原因
由于缺乏實用的生物質能源清潔燃燒處理技術，生物質成型燃料在工業鍋爐上的利用率不到1%，主要原因是傳統燃煤工業鍋爐燃燒生物質成型燃料面臨五大難題：
（1）爐膛不適應生物質燃料，煙筒冒黑煙,生物質燃料燃燒效率低,燃料消耗大，導致客戶單位能耗成本居高，環保限排指標不達標。
（2）鍋爐熱效率低，鍋爐產能出力不足，滿足不了用戶設計的生產工藝供熱需求，致使客戶不能正常生產。
（3）鍋爐對生物質成型燃料中的氯化物及堿性物質所形成的草酸(鹽酸、磷酸、硝酸)消化不了，致使殘余草酸腐蝕鍋爐，使得鍋爐使用壽命短,不超過2年,很多廠家的生物質鍋爐在一年內就報廢。
（4）生物質成型燃料在燃燒過程中產生大量的焦油沒有有效處理，時間一長，爐內結焦堵塞鍋爐無法正常運行。
（5）生物質成型燃料中的灰分和雜質在高溫下發生特殊的化學反應產生大量的無機物，導致燃料粘結無法正常燃燒。
郴州自然人新能源高科技公司以“節約能源 保護環境”為己任，自2006年組織科研工程設計人員開展了“生物質鍋爐”的專題攻關，經過多年不斷改進試驗終于攻克了上述五大難題。經過多家用戶長期使用比較和郴州市環保部門測試，證明改造成功的生物質燃料鍋爐具有燃燒無黑煙，燃燒充分，爐膛溫度高，鍋爐熱效率高,鍋爐無腐蝕，無焦油堵塞，無粘結壓火、可靠性高，壽命長等明顯優點。自2007年以來在四川、江西、福建、浙江、江蘇、河南等地已有600多臺燃煤鍋爐改造成生物質燃料鍋爐在使用,為用戶帶來極大的經濟價值和環保效益，2008年6月獲國家專利。
三、鍋爐核心技術概述
郴州自然人新能源高科技公司將傳統燃煤工業鍋爐技改為生物質成型燃料鍋爐的核心技術是專門針對目前傳統燃煤鍋爐普遍不環保（冒黑煙）、不節能（能耗高）以及傳統燃煤鍋爐改造為生物質成型燃料鍋爐后普遍冒黑煙、鍋爐蒸汽壓力或出力不能滿足用戶需求、焦油堵塞、草酸腐蝕、燃燒結渣的現狀而設計的專利技術（專利號：ZL 2007 2 0080513.3）。該鍋爐經技改后主要使用以樹皮、竹木業加工廢邊角料、木屑、農作物秸稈、林業剩余物、工業固廢物、薪柴等壓縮成型的顆粒或壓塊燃料，燃燒后的主要污染物為煙塵、氮氧化物。根據目前國家環保政策的要求，只需要對煙塵進行治理，無需配套脫硫設施。實踐證明，采用我公司新一代鍋爐二次進風清潔燃燒專利技術對原燃煤鍋爐進行消煙節能技術改造后 ，不僅能充分燃燒上述生物質成型燃料，而且還提高了鍋爐的能效。煙塵濃度得到有效控制，排放煙氣黑度穩定達到《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB1327-91）I級。
四、鍋爐技術改造工程承諾
1、確保技改鍋爐達到與原燃煤時的同等蒸汽壓力和出力效果。（建議技改前后做熱工測試）
2、確保鍋爐技改前后同類生物質燃料節省10%以上，燃料適應性廣。
3、確保煙氣黑度長期穩定達到林格曼黑度≤I級，煙塵濃度得到有效控制。（如當地環保政策有特殊要求時設計指導用戶在投資少運行費用低的前提下達標）。
4、確保施工周期短，設備及安裝人員按合同約定時間進場安裝，安裝時間為3-5天，調試時間為1-3天。
5、確保售前售中售后全程服務,節假日外 24小時響應。對我公司提供的設備，按合同約定實行“三包”，所用液體（藥水）第一年無償提供，第二年濃縮液體每公斤100元（4噸鍋爐一年2000元），三年價格不變，收到貨款后3天內發貨。
五、技改鍋爐技術特點
1、不降低鍋爐產能出力完全滿足客戶實際用熱需求。
2、煙氣長期穩定達標排放（林格曼黑度<1級），無二次污染。
3、改造費用低投資少，運行費用更低（1.5KW/h）。
4、施工周期短，設備運行可靠，操作和管理簡便。
5、節能效果明顯，初步測試節能5%以上，并大大提高鍋爐的熱效能，有明顯的環境效益、經濟效益和社會效益。
六、技改設計原理范圍
1.鼓風系統改造
改造原因：1、現有鼓風系統采用拉風門控制，其風力大小不好控制。2、采用冷空氣進風，進風時降低了爐膛溫度。所以現有鼓風系統只適合燃煤不適合燃生物質顆粒。
改造后效果：1、熱風進風更增加促燃效果。2、風流控制走向，充分利用鍋爐熱交換。3、風力大小控制，有利于生物質顆粒的燃燒點及燃燒面。
2.增加二次補氧系統改造
改造原因：生物質顆粒燃燒時，首先是迅速裂變，一部分直接燃燒另一部分產生可燃氣體 （可燃燒的煙）需要二次補氧二次燃燒，如氧氣供應不足燃燒不充分煙管會排出很多的濃煙，造成環保不達標；原燃煤鍋爐沒有設計二次補氧，所以會造成煙管口會排出很多的濃煙。
改造成效果：1、使生物顆粒燃燒時，經過二次補氧，使生物質顆粒燃燒時產生的可燃氣體 （可燃燒的煙）經過二次補氧二次燃燒，使其熱能充分利用，沒有黑煙。2、經過二次補氧控制風流方位，使其熱量充分利用。
3.引風系統改造
改造原因：燃煤鍋爐的引風系統比較簡單，只是單一引風，沒有利用鍋爐廢氣熱量，而生物質鍋爐引風需要風量大而且分布均勻。
改造后效果：1、引風系統可以隨時控制大小，充分配合鼓風系統和二次補氧系統，增強爐膛的風流效果，讓鍋爐更有效的熱吸收我熱交換。2、利用鍋爐煙道廢氣熱量，使鍋爐產生熱風給氧和熱風配風，有利用生物質顆粒充分燃燒及爐膛溫度增高。
4.給料系統改造
改造原因：由于生物質顆粒比燃煤著火點要低，而現在的料斗會造成料斗回火，使料斗內的顆粒全部著火燃燒，造成很大的安全隱患。
改造后效果：1、經過給料系統改造，使料斗與爐膛執行分離割斷及溫度控制，充分的保護了料斗和顆粒，不存在直接燃燒，消除了安全隱患。
5.爐膛改造
改造原因：現在的爐膛出風口過大，排氣過于暢通，讓大量的熱量隨煙管排出，使鍋爐熱交換時間短，熱效率嚴重降低。
改造后效果：改造后減少了爐膛的出風量，控制了爐膛的溫度，放慢了熱空氣的流速。
6.控制系統改造
改造原因：現有的控制系統只適合煤鍋爐，必須重新設計適合生物質鍋爐的控制系統。
改造后效果：全自動化控制，減少了勞動量。
7.增加儲存料斗系統改造
改造原因：燃煤鍋爐無料斗，加料時間短，不適合生物質鍋爐，
改造效果：生物質鍋爐料斗需要四噸以上，加一次料可以滿足八至十個小時的燃燒，這樣才能使生物質鍋爐全天候，全自動控制，無須專業人員看管，并大量減少了鍋爐工的勞動強度。
8、整體改造后的效果：
改善爐膛（燃燒室）環境，使生物質成型顆粒或壓塊燃料充分完全燃燒，從源頭催化裂解消除黑煙、草酸和焦油。提高鍋爐熱利用率至83%。
9、技改生物質鍋爐測試結果與國家限排標準相關指標對比
項目名稱 | 煙塵濃度 mg/m3 | 二氧化硫 濃度mg/m3 | 氮氧化物 濃度mg/m3 | 煙氣黑度林氏 | 煙囪 高度 |
技改生物質燃料鍋爐 | <50毫克 | <100毫克 | <200毫克 | 《1 | 不變 |
GB13071-2001 一類地區Ⅱ時段燃煤鍋爐 | 80毫克 | 900毫克 | 450 | 1 | ＞25m |
GB13071-2001 一類地區Ⅱ時段天燃氣鍋爐 | 50毫克 | 100毫克 | 400毫克 | 1 | 〉5m |
經過對比：技改生物質成型燃料鍋爐煙塵排放濃度小于國家標準燃煤鍋爐限排指標，與國家標準天燃氣鍋爐限排指標基本等量；二氧化硫排放濃度是國家標準燃煤鍋爐限排指標的百分之十二，與國家標準天燃氣鍋爐限排指標等量，氮氧化物排放濃度與國家標準天燃氣鍋爐限排指標基本等量。
七、經濟性分析
根據需方提供數據所需能耗分析
1、燃煤蒸汽鍋爐運行費用：（熱值為5000大卡/kg,設備熱利率為55%）
根據需方提供的數據其每天運行24小時，每天的用煤量為17噸
每月的費用：17噸/天×30天=430噸
每年的費用：430噸/月×12=5160噸
2．自然人改造為生物質鍋爐后運行費用：（熱值4200大卡/kg）
1）根據需方提供的數據每天17噸煤，推算為每天只需200萬大卡的蒸汽鍋爐，改造后提高了原鍋爐的利用率為83%。
每天的費用：
200萬大卡÷（4200大卡×83%）×24小時=13.7噸
每月的費用：13.7噸×30天=411噸
每年的費用：411噸×12個月=4932噸
顯然，本鍋爐方案與使用其他設備相比的經濟效差十分顯著的，省錢就是賺錢，建議業主采納。
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