燃煤CFB锅炉改造为全燃生物质锅炉案例

燃煤CFB锅炉改造为全燃生物质锅炉案例

前言

以煤炭为主的能源消费结构及能源利用效率低下等因素使我国环境恶化日益严重，生态遭到破坏，SO2、CO2排放量分别列世界第一、第二位，造成的经济损失约占GDP总量的3%—7%。然而我国生物质能资源非常丰富，椐初步统计，我国生物质能如用以代替煤炭发电，近期可相当5亿吨标煤，远期可相当10亿吨标煤以上。

生物质为低炭燃料，属于清洁能源，含硫量仅为0.1%左右，且含氯量小，含灰量低，生物质中有害物质，硫、灰份等，仅为中质烟煤的1/10左右（煤炭含硫一般高于0.8%）。同时，生物质燃烧时CO2的排放，和生物质生长时CO2的吸收，构成自然界的碳循环，因此，生物质能的利用，可有效减少SO2排放形成的大气污染，并实现温室气体CO2零排放。生物质的主要来源之一是各类植物秸杆，我国每年秸杆资源可获得量超过4亿吨，约相当于2亿吨标煤。收购秸杆还可增加农民收入，而且秸杆燃尽后的炉灰，可以作为钾肥直接还田使用。因此，利用生物质秸杆等可再生资源，对于我国优化能源结构、建立循环经济、实现可持速发展具有重要意义，生物质直燃发电已被国家发改委列入可再生能源产业发展指导目录。

合理布局,新建生物质电厂,进行直燃或气化发电是实现生物质能利用的有效途径。但是，新建生物质电厂存在：基建投资大（约2.5亿元人民币），需新征用土地（200亩以上），建设周期长（约2年）等问题，为克服上述弊端，对原有燃煤电厂进行全燃生物质改造就是一个很好的选择。

经江苏省经贸委批复，连云港协鑫生物质发电有限公司从09年初开始，利用原有工厂厂区，对公司原有的2台75T/H循环流化床燃煤锅炉（CFB锅炉）进行了全燃生物质技术改造。经过8个月努力，实现了企业从燃煤到全燃生物质的根本转变，燃煤电厂成功升级为全燃生物质电厂。

连云港协鑫生物质发电有限公司全燃生物质改造工程于09年9月份顺利通过江苏省经信委、南京电监会、江苏省环保局、江苏省物价局、江苏供电公司、连云港经信委等部门联合验收，至目前连续运行已超过一年时间，运行情况稳定良好，达到了预期目标。

循环流化床燃煤锅炉全燃生物质技改工程既节约了资金，又充分利用原有土地、资产，减少了资源浪费，同时还赢得宝贵的时间，这表明对循环流化床燃煤锅炉进行全燃生物质改造，是实现生物质直燃发电的一条短、平、快的便捷之路。

一、全燃技术改造的可行性

连云港协鑫生物质发电有限公司所在的连云港及周边地区有丰富的生物质原料资源，能够充分满足全燃生物质锅炉改造后的原料需求；国内不少新上生物质电厂采用循环流化床炉型全燃秸秆，运行情况稳定正常；同时，连云港协鑫生物质发电有限公司前阶段，在循环流化床锅炉大比例（≥80%）掺烧生物质秸秆运行方面已摸索出较成熟经验，因此对循环硫化床燃煤锅炉进行全燃生物质改造是可能的。

1．各类生物质有关特性

内部结焦，解决结焦问题的关键是控制好温度。在运行中要注意在不影响锅炉效率的情况下控制好锅炉各个部分的温度，解决结焦问题通过以下几方面措施加以控制：

（1）采用合理的风帽结构，确保在运行过程中床层流化均匀；控制锅炉床温800～885℃左右，炉膛出口烟温850～890℃左右，确保炉膛和布风板不结焦。

（2）改变二次风布局，降低烟气上升速度，增加炉内循环，确保细的燃料颗粒一次燃尽，减少旋风分离器中二次燃烧份额，从而控制旋风分离器中烟气温度，确保旋风分离器不结焦。（3）尽量提高旋风分离器效率，降低烟气含灰量，提高锅炉效率；并在返料器处布置返料风，在适当位置布置松动风。

3.2．腐蚀问题

生物质燃料中的CL元素容易造成高温腐蚀和低温腐蚀。其中高温腐蚀主要发生在水冷壁和过热器处，其发生的条件有两个：一是由烟气温度和介质温度确定的工作点在腐蚀区，二是受热面管子附件是还原区。低温腐蚀主要在下级省煤器和空预器处，其发生的条件是管壁温度低于酸露点温度。

针对高、低温腐蚀的情况，采取炉膛富氧燃烧、高温过热器最后两排管子采用镍基喷涂处理、采用适当的排烟温度、空预器最后一排管组采用耐低温腐蚀的考登钢材料等解决。3.3．高温粘结灰问题

生物质燃料中含有较多的碱金属，燃烧时容易在对流受热面形成高温粘结灰，堵塞烟道并引起积灰腐蚀，从而影响锅炉的效率和使用可靠性。

针对高温粘结灰，可以采取及时补充循环物料，以加强内外循环冲刷作用、在过热器等易积灰处布置吹灰器、人工定期停炉清理冲洗等来解决。

二、全燃改造技术方案简述

公司2台循环流化床锅炉原为75t/h次高温次高压燃煤锅炉，前阶段进行大比例（≥80%）掺烧生物质秸秆运行，现拟改造为全燃秸秆锅炉。我们在充分利用原有设备的基础上，对炉本体进行改造：每台炉开二个进料口，增加风冷套和测温测压装置，并增设返料风机及吹灰防腐装置等等。对上料系统进行改造：在散料库增加给料机，在24米层新增两条皮带。对炉前给料系统进行改造：增加生物质料仓及入炉给料系统等，并进行相应电气、热控DCS 配套。对除尘系统进行改造：加装了旋风除尘器和仓泵，提高了环保除尘能力。另外新添置切草机和铲车、抓草机，增加原料加工和运输能力，同时对其它配套设施进行完善。主要改造内容如下：

（1）在散料库皮带落料口增加给料机，确保上料量的连续均匀。

（2）在主厂房14米层拆除原煤仓，并在相应位置新增二台生物质料仓及炉前给料装置。（3）在主厂房24米层新上双皮带，可分别对2台炉的料仓输送生物质物料。

（4）在两台炉膛各开二个孔，装有入炉风冷套。炉膛开孔内侧浇注耐磨耐温混凝土。（5）一、二级给料间为落料管，落料管布置有金属膨胀节等。

（6）给料装置应布置平台并与锅炉膜式壁上方用斜吊杆固定。

（7）风冷套上端布置热电偶。炉膛开孔上集箱上方布置热电偶。在输送装置入炉口处布置热电偶。正常工作时，如该热电偶温度大于240℃时应自动关闭下料挡板。

（8）锅炉本体增加吹灰器、过热器进行防腐喷涂，并增设返料风机。

（9）增加旋风除尘器及仓泵，以确保烟尘达标排放。（10）电气、热控、DCS配套等。