1、前言
連lian雲yun港gang某mou生sheng物wu質zhi發fa電dian有you限xian公gong司si是shi某mou集ji團tuan控kong股gu有you限xian公gong司si投tou資zi興xing建jian的de環huan保bao型xing熱re電dian聯lian產chan企qi業ye，公gong司si地di處chu江jiang蘇su省sheng連lian雲yun港gang市shi贛gan榆yu縣xian經jing濟ji開kai發fa區qu內nei。項xiang目mu設she計ji規gui模mo為wei三san爐lu二er機ji，一yi期qi工gong程cheng為wei二er爐lu二er機ji，主zhu要yao設she備bei選xuan型xing為wei二er台tai15MW抽凝式汽輪發電機組，配套二台75T/H循環流化床鍋爐，機組於2005年7月投產發電，同年10月實現了對熱用戶供熱，富通新能源專業生產銷售
生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機、
秸稈顆粒機壓製的生物質顆粒燃料，生物質顆粒燃料如下圖所示：
以煤炭為主的能源消費結構及能源利用效率低下等因素使我國環境惡化日益嚴重，生態遭到破壞，S02、C02排放量分別列世界第一、第二位，造成的經濟損失約占GDP總量的3%～7%。然而我國生物質能資源非常豐富，椐初步統計，我國生物質能如用以代替煤炭發電，近期可相當5億噸標煤，遠期可相當10億噸標煤以上。
連雲港某生物質發電有限公司從09年初開始，利用原有工廠廠區，對公司原有的2台75T/H循環流化床燃煤鍋爐（CFB鍋爐）進行了全燃生物質技術改造。經過8個月努力，實現了企業從燃煤到全燃生物質的根本轉變，燃煤電廠成功升級為全燃生物質電廠。目前連續運行已超過4年時間，運行情況穩定良好，達到了預期目標。
一、全燃技術改造的可行性
連雲港某發電有限公司地處連雲港市贛榆縣，贛榆縣是一個農業生態縣，生物質資源非常豐富，全縣85萬畝耕地麵積，年產各種秸稈類生物質資源總量達到80萬噸，扣除各種減量因素及農民自用量後，仍有40萬噸左右的生物質資源可以供綜合利用。同時連雲港某生物質發電有限公司前階段，在循環流化床鍋爐大比例(≥80%)摻燒生物質秸稈運行方麵已摸索出較成熟經驗，因此對循環硫化床燃煤鍋爐進行全燃生物質改造是可能的。
1、生物質燃料的特性
北京國家煤炭質量監督檢驗中心對連雲港及周邊送檢生物質樣品的化驗結果，見表1所示：
|
種類 |
工業分析成分 % |
元素組成 % |
低位熱值KJ/Kg |
|
水分 |
灰分 |
揮發分 |
固定炭 |
H |
C |
S |
N |
P |
K2O |
|
雜草 |
5.43 |
9.4 |
68.27 |
16.40 |
5.24 |
41.00 |
0.22 |
1.59 |
1.68 |
13.60 |
16204 |
|
豆秸 |
5.10 |
3.13 |
74.56 |
17.12 |
5.81 |
44.79 |
0.11 |
5.85 |
2.86 |
16.33 |
16157 |
|
稻草 |
3.61 |
12.20 |
67.80 |
16.39 |
5.30 |
48.30 |
0.09 |
0.81 |
0.15 |
9.93 |
17636 |
|
稻殼 |
5.62 |
17.82 |
62.61 |
13.95 |
6.20 |
49.40 |
0.40 |
0.30 |
- |
0.60-1.60 |
16017 |
|
玉米秸 |
6.10 |
4.70 |
76.00 |
13.20 |
6.00 |
49.30 |
0.11 |
0.70 |
2.60 |
13.80 |
17746 |
|
玉米芯 |
4.87 |
5.93 |
71.95 |
17.25 |
6.00 |
47.20 |
0.01 |
0.48 |
- |
- |
17730 |
|
高梁秸 |
4.71 |
8.91 |
68.90 |
17.48 |
6.09 |
48.63 |
0.01 |
0.36 |
1.12 |
13.60 |
15066 |
|
棉秸 |
6.78 |
3.97 |
68.54 |
20.71 |
5.70 |
49.80 |
0.22 |
0.69 |
-2.10 |
24.70 |
18089 |
|
麥秸 |
4.39 |
8.90 |
67.36 |
19.32 |
6.20 |
49.60 |
0.07 |
0.61 |
0.33 |
20.40 |
18532 |
|
花生殼 |
7.88 |
1.60 |
68.10 |
22.42 |
6.70 |
54.90 |
0.10 |
1.37 |
|
|
21417 |
|
杉木 |
3.27 |
0.74 |
81.20 |
14.79 |
6.00 |
51.40 |
0.03 |
0.06 |
|
|
19194 |
|
櫸木 |
5.90 |
0.60 |
79.00 |
14.50 |
6.20 |
49.70 |
0.01 |
0.28 |
|
|
18077 |
|
鬆木 |
6.00 |
0.40 |
79.60 |
17.00 |
6.00 |
51.00 |
0.00 |
0.08 |
|
|
19045 |
|
紅木 |
|
|
|
|
6.00 |
50.80 |
0.03 |
0.05 |
|
|
19485 |
|
楊木 |
6.70 |
1.50 |
80.30 |
11.50 |
6.00 |
51.60 |
0.02 |
0.60 |
|
|
17933 |
|
柳木 |
3.50 |
1.60 |
78.00 |
16.90 |
5.90 |
49.50 |
0.04 |
0.42 |
|
|
18625 |
|
樺木 |
11.10 |
0.30 |
70.00 |
18.60 |
6.10 |
49.00 |
0.00 |
0.10 |
|
|
18413 |
|
楓木 |
5.60 |
3.60 |
74.20 |
16.60 |
6.10 |
51.3 |
0.00 |
0.25 |
|
|
18902 |
|
馬糞 |
6.43 |
21.85 |
58.99 |
12.82 |
5.35 |
37.25 |
0.17 |
1.40 |
1.02 |
3.14 |
14022 |
|
牛糞 |
6.46 |
32.40 |
48.72 |
12.52 |
5.46 |
32.07 |
0.22 |
1.41 |
1.71 |
3.84 |
11627 |
|
煙煤 |
8.85 |
21.37 |
38.48 |
31.30 |
3.81 |
57.42 |
0.46 |
0.93 |
|
|
24300
|
通過上表分析，生物質成分組成、特性、產地、氣候及生產過程等變化很大，仍具有共性：
1.1工業分析送檢樣品很幹水分較低，實際收購水分較大，從我們公司收購入爐情況看，水分有時會在40%左右。生物質的灰分一般較低，除稻殼和稻草在14%左右，其餘都在6%以下；揮發份較高60%-80%，固定碳在10%～20%之間。
1.2元素分析
生物質應用基含碳在40%左右，氧量35%左右，氫5%左右，硫0.05%-0.2之間。生物質與煤炭對比，生物質為低炭燃料，屬於清潔能源，含硫量少、含氯量小、含灰量低，生物質中有害物質，硫、灰份等，僅為中質煙煤的1/10左右（煤炭含硫一般高於0.8%）。同時，生物質燃燒時C02的排放，和生物質生長時C02的吸收，構成自然界的碳循環，因此，生物質能的利用，可有效減少S02排放形成的大氣汙染，並實現溫室氣體C02零排放。．
1.3灰分分析生物質的灰分中堿金屬及氯在燃燒中會引起受熱麵的結渣、積灰及腐蝕。通過4年的運行鍋爐的過熱器、省煤器管道表麵結渣積灰非常嚴重，2個月需要停爐清理一次。旋風分離器因積灰通流麵積降低需要停爐清理。
1.4發熱量及自然堆積密度生物質收到基地位發熱量一般在13-16MJ/Kg之間，與鍋爐設計煤種20. 3IMJ/Kg相比，發熱量低很多。生物質堆積密度較小，一般在120-160kg/m3之間，平均密度僅為煤炭的1/8。生物質的單位熱值密度比煤炭低的多，約為煤炭的1/10。由於生物質自身特點，生物質的入爐問題是改造的重點和難點之一。
1.5燃燒特性
2、生物質自身揮發份含量很高，而CFB鍋爐主要是通過內部蓄熱循環提高爐效。生物質在爐內燃燒時間短、循環倍率低是降低爐效的一個因素。
二、全燃生物質產生主要問題采取的對策：
2.1．結焦問題
生物質燃料的灰熔點低，玉米稈灰熔點DT 1100℃，麥稈灰熔點DT 940℃，棉花稈灰熔點DT 12200℃，樹枝灰熔點DT1500℃，在zai燃ran燒shao時shi很hen容rong易yi引yin起qi爐lu膛tang內nei部bu結jie焦jiao，解jie決jue結jie焦jiao問wen題ti的de關guan鍵jian是shi控kong製zhi好hao溫wen度du。在zai運yun行xing中zhong要yao注zhu意yi在zai不bu影ying響xiang鍋guo爐lu效xiao率lv的de情qing況kuang下xia控kong製zhi好hao鍋guo爐lu各ge個ge部bu分fen的de溫wen度du加jia以yi控kong製zhi：采用合理的風帽結構，確保在運行過程中床層流化均勻；控製鍋爐床溫800～900℃左右，爐膛出口煙溫850～890℃左右，確保爐膛和布風板不結焦。
9.9．腐蝕問題
生物質燃料中的氯元素容易造成高溫腐蝕和低溫腐蝕。其中高溫腐蝕主要發生在水冷壁和過熱器處，其發生的條件有兩個：一yi是shi由you煙yan氣qi溫wen度du和he介jie質zhi溫wen度du確que定ding的de工gong作zuo點dian在zai腐fu蝕shi區qu，二er是shi受shou熱re麵mian管guan子zi附fu件jian是shi還hai原yuan區qu。低di溫wen腐fu蝕shi主zhu要yao在zai下xia級ji省sheng煤mei器qi和he空kong預yu器qi處chu，其qi發fa生sheng的de條tiao件jian是shi管guan壁bi溫wen度du低di於yu酸suan露lu點dian溫wen度du。針zhen對dui高gao、低溫腐蝕的情況，采取爐膛富氧燃燒、高溫過熱器最後兩排管子采用噴塗處理、采用適當的排煙溫度、空預器最後一排管組采用耐低溫腐蝕的考登鋼材料等解決。
2.3．高溫粘結灰問題
生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)料(liao)中(zhong)含(han)有(you)較(jiao)多(duo)的(de)堿(jian)金(jin)屬(shu)，燃(ran)燒(shao)時(shi)容(rong)易(yi)在(zai)對(dui)流(liu)受(shou)熱(re)麵(mian)形(xing)成(cheng)高(gao)溫(wen)粘(zhan)結(jie)灰(hui)，堵(du)塞(sai)煙(yan)道(dao)並(bing)引(yin)起(qi)積(ji)灰(hui)腐(fu)蝕(shi)，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)鍋(guo)爐(lu)的(de)效(xiao)率(lv)和(he)使(shi)用(yong)可(ke)靠(kao)性(xing)。針(zhen)對(dui)高(gao)溫(wen)粘(zhan)結(jie)灰(hui)，可(ke)以(yi)采(cai)取(qu)及(ji)時(shi)補(bu)充(chong)循(xun)環(huan)物(wu)料(liao)，以(yi)加(jia)強(qiang)內(nei)外(wai)循(xun)環(huan)衝(chong)刷(shua)作(zuo)用(yong)、在過熱器等易積灰處布置吹灰器、人工定期停爐清理衝洗等來解決。通過4年的運行鍋爐的過熱器、省煤器管道表麵結渣積灰非常嚴重，2個月需要停爐清理一次。
2.4．飛灰問題
改(gai)變(bian)二(er)次(ci)風(feng)布(bu)局(ju)，降(jiang)低(di)煙(yan)氣(qi)上(shang)升(sheng)速(su)度(du)，增(zeng)加(jia)爐(lu)內(nei)循(xun)環(huan)，確(que)保(bao)細(xi)的(de)燃(ran)料(liao)顆(ke)粒(li)一(yi)次(ci)燃(ran)盡(jin)，增(zeng)加(jia)水(shui)冷(leng)壁(bi)的(de)輻(fu)射(she)熱(re)交(jiao)換(huan)，減(jian)少(shao)旋(xuan)風(feng)分(fen)離(li)器(qi)中(zhong)二(er)次(ci)燃(ran)燒(shao)份(fen)額(e)，在(zai)控(kong)製(zhi)旋(xuan)風(feng)分(fen)離(li)器(qi)中(zhong)煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)的(de)同(tong)時(shi)，確(que)保(bao)旋(xuan)風(feng)分(fen)離(li)器(qi)不(bu)結(jie)焦(jiao)分(fen)離(li)效(xiao)率(lv)得(de)以(yi)保(bao)障(zhang)。降(jiang)低(di)飛(fei)灰(hui)熱(re)損(sun)失(shi)。
2.5分離問題
shengwuzhiquanrangaizaohouyouyuranliaopinzhongzhidegaibian，fenliqimosunyijingbucunzai，youyushengwuzhidehuirongdianjiaodi，zaifenliqineihuifashengzhanjie，zaixuanfengfenliqisizhouzengjiachuisaofengtongguoyunxingshijianduanraodongjiangdixuanfengfenliqijihui，liyongtinglujinxingqinglikeyijiejuecileiwenti。
三、 結語
生sheng物wu質zhi全quan燃ran改gai造zao實shi現xian了le鍋guo爐lu改gai造zao的de預yu期qi目mu標biao，係xi統tong運yun行xing正zheng常chang，燃ran燒shao穩wen定ding，鍋guo爐lu的de熱re效xiao率lv基ji本ben達da到dao設she計ji值zhi。徐xu州zhou電dian力li試shi驗yan中zhong心xin試shi驗yan報bao告gao認ren為wei：全quan燃ran生sheng物wu質zhi燃ran料liao時shi鍋guo爐lu排pai煙yan溫wen度du及ji排pai煙yan氧yang量liang比bi純chun燃ran用yong煤mei及ji摻chan燒shao時shi有you所suo升sheng高gao，因yin此ci排pai煙yan損sun失shi比bi較jiao大da。由you於yu受shou熱re麵mian沒mei有you改gai動dong，循xun環huan流liu化hua床chuang燃ran煤mei鍋guo爐lu進jin行xing全quan燃ran生sheng物wu質zhi改gai造zao後hou出chu力li將jiang有you所suo下xia降jiang，約yue下xia降jiang為wei原yuan來lai出chu力li的de80-85%左右。75T/H循環流化床燃煤鍋爐改燃生物質，出力約為60-65T/H左右。
09年9月完成l#、2#循環流化床燃煤鍋爐全燃生物質改造並全燃生物質運行發電，至今已4nianduoshijian，yunxingzhuangkuangwendinglianghao。tongguoshuniankekunulitansuo，xitongheshebeibuduanxiugaiwanshan，yunxingfangshibuduantiaozhengyouhua，daolusuiranquzhe，danzairanmeiguoluquanranshengwuzhigaizaoheyunxingfangmianyejileilefengfudejingyan。
（轉載請注明：富通新能源生物質鍋爐
http://www.tre455.cn/swzglcp/）
