生物质直燃发电的新技术链条炉排锅炉
详解生物质锅炉
详解⽣物质锅炉⽣物质的定义：⼴义的⽣物质能包括⼀切由植物光合作⽤转化和固定下来的太阳能，⽣物质作为⽣物质能的载体有许多种定义，美国能源部（DOE）把⽣物质定义为：⽣物质是来源于植物和动物的有机物质。
⽣物质的种类：通常⽤作能量转化的⽣物质可以分为四⼤类：⽊材残余物（涵盖所有来源于⽊材和⽊材产品的物质，主要包括：燃料⽊材、⽊炭、废弃⽊材和森林的残余物）、农业废弃物（所有与种植业和庄稼处理过程有关的废弃物。
例如：稻⾕壳、秸秆和动物的粪便）、能源庄稼（专门⽤于能量⽣产的庄稼。
如：⽢蔗杆和⽊薯）和城市固体垃圾（MSW）。
⽣物质颗粒燃料特性：根据瑞典的以及欧盟的⽣物质颗粒标准⽣物质颗粒应具有以下特性：直径⼀般为6~8毫⽶，长度为其直径的4~5倍；破碎率≤1.5%~2.0%；⼲基含⽔量≤10%~15%；灰分含量≤1.5%；硫含量和氯含量均≤0.07%，氮含量≤ 0.5%；热值：欧盟⽆明确要求，瑞典要求≥16.9 兆焦。
⽣物质的利⽤转化⽅式：⽣物质的利⽤转化⽅式主要有三种：热化学法、⽣物化学法、提取法。
1.热化学法是指⾼温下将⽣物质转化为其它形式能量的转化技术，主要包括四种⽅式：（1）直接燃烧（直接将⽣物质完全燃烧放出热量）；（2）⽓化（在⽓体介质氧⽓、空⽓或蒸汽参与的情况下对⽣物质进⾏部分氧化⽽转化成⽓体燃料的过程）；（3）热解（在没有⽓体介质氧⽓、空⽓或蒸汽参与的情况下，单纯利⽤热使⽣物质中的有机物质等发⽣热分解从⽽脱除挥发性物质，常温下为液态或⽓态，并形成固态的半焦或焦炭的过程）；（4)直接液化（在⾼温⾼压和催化剂作⽤下从⽣物质中提取液化⽯油等）。
2.⽣物化学法是指⽣物质在微⽣物的发酵作⽤下产⽣沼⽓、酒精等能源产品。
3.提取法是利⽤物理⽅法从⽣物质中提取⽣物油。
⽣物质锅炉是锅炉的⼀个种类就是以⽣物质能源做为燃料的锅炉叫⽣物质锅炉，分为⽣物质蒸汽锅炉、⽣物质热⽔锅炉、⽣物质热风炉、⽣物质导热油炉等。
⽣物质热能锅炉⼤致可分为三类：第⼀类，⼩型⽣物质热能锅炉：优点是体积⼩，结构简单，价格低，只能提供热⽔形式的热能。
链条炉排锅炉知识
2.链条锅炉。采用传统的层状燃烧方式时, 由于生物质燃料水分 高, 干燥及预热过程需要较长的时间, 在链条炉上将使着火迟 延,燃尽困难，锅炉效率低 。 根据生物质燃料特点开发的链条锅炉，与循环流化床锅炉相比， 结构简单、操作方便、投资与运行费用都相对较低。 由于锅炉的炉排面积较大，炉排速度可以调整，并且采用风力 播撒式给料方式，炉膛容积有足够的悬浮空间，燃料呈悬浮加 层燃的燃烧状态，能延长生物质在炉内燃烧的停留时间，有利 于生物质燃料的充分完全燃烧。 根据生物质燃料的挥发分析出快，燃烧时需要补充大量的空气 的特点，在炉膛四周布置了大量的二次风喷口，使燃料与空气 充分混合，保证生物质燃料地充分燃烧，提高锅炉的燃烧效率。 布置足够的炉膛受热面，控制炉膛出口烟温，减轻高温过热器 的腐蚀。
• 链条炉排的结构形式： • 1.链带式炉排 • 2.鳞片式炉排 • 3.横梁式炉排
• 1.链带式炉排：其炉排片的形状好像链接，
整个炉排本身由这些“链接”串联成的一 个宽阔的环形链带，链带通过链轮围绕并 支撑在前后轴上。 • 我公司1~30t/h快组装链条炉均采用大块 式链带炉排。
• 3.横梁式炉排：由刚性较大的横梁作为炉排
四、生物质燃料的燃烧特点
由于生物质燃料特性与化石燃料不同，从 而导致了生物质燃料在燃烧过程中的燃烧机理、 反应速度以及燃烧产物的成分与化石燃料也都 存在较大差别，其燃烧过程的特点有： 1.生物质水分含量较多，燃烧需要较高的干燥温 度和较长的干燥时间，产生的烟气体积较大， 排烟热损失较高。 2.生物质燃料的密度小，结构比较松散，迎风面 积大，容易被吹起，悬浮燃烧的比例较。 3.由于生物质发热量低，炉内温度场偏低，组织 稳定的燃烧比较困难。
不同容量锅炉需要的作物种植面积（公顷）
燃煤锅炉改燃生物质的节能技术改造
燃煤锅炉改燃生物质的节能技术改造摘要：生物质作为当前储量丰富且最具开发潜力的可再生资源，是可以代替煤炭的清洁能源。
通过对生物质燃料进行理化特性分析，分析生物质代替煤炭的可行性。
根据生物质燃烧机理和锅炉工作原理对燃煤锅炉进行节能改造，结合能效测试的方法对改造后锅炉进行测评，论证改造成果的节能减排效果。
关键词：燃煤锅炉；生物质颗粒；节能改造工业锅炉及其设备是能源生产和消费中的一个关键环节。
它的总能量供应能力已是电站锅炉的一倍，而且涉及生产领域多、与人民生活密切相关。
但是，工业燃煤锅炉，这种燃料以煤炭为主，单机容量偏小，平均运行效率只有65%左右，这种高耗能低效率的使用现状，既破坏能源消费结构，又造成严峻的环境污染。
我国作为一个农业生产大国，生物质资源丰富，年产农作物废弃物约7亿t。
通过压缩的生物质燃料，密度相当于中质烟煤，火力持久，燃烧性能好，是可以代替煤炭作为家庭生活燃料、工业或生物质电厂发电的可再生清洁能源。
一、生物质燃料特点生物质燃料由可燃质、无机物和水分组成，主要成分为碳、氢、氧、少量的氮和硫，并含有灰分和水分。
通过实验室分析化验对生物质成分进行测定，实验结果见表1 [1]。
表1 生物质元素分析样品名称C ar/%H ar/%N ar/%S ar/%生物质压42.04 6.830.730.03块生物质颗粒39.36 5.620.580.02由实验结果可知：通过元素分析，发现生物质燃料硫和氮含量较低，属于低硫、低氮燃料，具有低硫、低氮、低二氧化碳排放的特点，符合环保要求。
实验室通过工业分析对生物质进行测定，实验结果见表2[1]。
表2 生物质工业分析样品名称M ad/%A ar/%FC d/%V daf/%Q ar，net/MJ·kg-1折标煤/kgce生物质压块5.6213.9823.7274.2713.520.46生物质颗粒5.2713.2515.2776.6013.230.45通过工业分析，可知生物质燃料热值属于典型的中热值农作物废料，且灰分含量较低，属于低灰分燃料；挥发分约为原煤的2倍，均在70%以上，在燃烧过程中大部分挥发组分可以充分释放，并且生物质灰分较少，燃烧后不易结焦，对燃烧系统的除灰设备要求较低。
生物质锅炉燃烧技术及案例
生物质锅炉燃烧技术生物质锅炉燃烧技术是指将生物质转化为热能，通过燃烧过程产生高温烟气，再通过余热锅炉将高温烟气中的热量传递给水，最终产生蒸汽或热水的过程。
在生物质锅炉燃烧过程中，主要包括生物质的制备、燃烧过程、烟气净化以及热能的传递四个环节。
目前，常用的生物质锅炉燃烧技术主要有直燃式和循环式两种。
直燃式燃烧技术是指生物质燃料直接与锅炉中的空气接触进行燃烧，该方法操作简单，但生物质利用率较低，且燃烧过程中产生的烟气温度较高，容易造成环境污染。
循环式燃烧技术则是通过循环流化床锅炉来实现生物质的燃烧，该方法能够提高生物质的燃烧效率，同时降低烟气温度，减少环境污染。
在循环流化床锅炉中，生物质颗粒在高速风的作用下形成流态化，使生物质与氧气充分接触、混合并进行燃烧。
同时，炉膛下部会设置多个隔板和喷水装置，使燃烧产生的烟气能够充分循环并带走部分热量，从而达到减少排烟温度、节约能源的目的。
此外，为了保证燃烧的稳定性和避免结焦现象的发生，循环流化床锅炉还配备了先进的燃烧控制系统和监测系统。
案例分析以下是一个使用循环流化床锅炉进行生物质燃烧的案例：某工厂使用生物质锅炉进行蒸汽生产。
该锅炉采用循环流化床燃烧技术，燃料为当地收集的农林废弃物，如树枝、锯末等。
在燃烧过程中，锅炉配备了先进的燃烧控制系统和监测系统，能够保证燃烧的稳定性和持续性。
生物质在锅炉中被加热至燃烧温度，与氧气充分接触、混合并进行燃烧，产生的烟气则通过循环系统带走了部分热量，从而降低了排烟温度。
此外，为了保证锅炉的热效率，锅炉还会配备余热回收装置，将排烟热量转化为蒸汽或热水，最终用于生产。
在运行过程中，该锅炉表现出了良好的稳定性和可靠性。
燃料成本较低，且环保性能优越，排放物主要为二氧化碳和水蒸气，对环境无害。
此外，该工厂还充分利用了回收的余热，提高了能源利用效率。
总之，生物质锅炉燃烧技术具有环保、高效、经济等优点，在实践中得到了广泛应用。
合理选择燃烧技术、配备先进的控制系统和监测系统，以及充分利用回收的余热，是实现生物质锅炉高效运行的关键。
2024年燃煤锅炉改造燃生物质锅炉施工方案(2篇)
2024年燃煤锅炉改造燃生物质锅炉施工方案【施工方案】____年燃煤锅炉改造燃生物质锅炉一、项目背景与概述随着环境保护意识的增强和对可再生能源的需求，燃煤锅炉改造为燃生物质锅炉已成为一项迫切的任务。
本方案以____年燃煤锅炉改造燃生物质锅炉为目标，通过对现有锅炉进行改造，使其具备燃烧生物质燃料的能力，以减少排放的污染物和对化石能源的依赖。
本方案拟采用以下工艺和设备进行改造：1. 变频调速系统：通过安装变频调速设备，可实现锅炉的稳定运行和负荷的自动调节，提高能源利用效率。
2. 燃烧系统改造：将燃煤锅炉的燃烧系统改为适应生物质燃料的燃烧系统，包括燃烧器、燃烧室和炉排等。
3. 过热器改造：对现有的过热器进行改造，以适应生物质燃料的燃烧特性，确保烟气的充分利用和余热的回收利用。
4. 燃料供给系统改造：对现有的煤气化供给系统进行改造，以适应生物质燃料的供给要求。
5. 污染物控制系统改造：通过安装除尘设备、脱硫设备和脱硝设备等，对烟气进行净化处理，以达到国家排放标准要求。
二、施工流程与方法1. 前期准备（1）确定施工方案：根据现场情况和相关要求，确定改造方案和具体施工方案。
（2）采购设备：根据方案需求和技术要求，采购需要的设备和材料。
（3）现场准备：对现场进行清理和整理，为后续施工工作做好准备。
2. 施工准备（1）制定施工计划：根据工程量和工期，制定详细的施工计划，明确施工任务和完成时间。
（2）安全管理：制定安全管理方案，明确施工现场的安全要求和安全措施。
（3）培训和人员配备：对施工人员进行培训，确保他们熟悉工艺流程和操作要求，同时合理安排施工人员的工作。
3. 改造施工（1）燃烧系统改造：拆除原有的燃烧系统，安装适应生物质燃料的燃烧器、燃烧室和炉排等设备，并进行调试和试运行。
（2）过热器改造：对现有的过热器进行拆卸和改造，确保其能满足燃烧生物质燃料的需求。
（3）燃料供给系统改造：对原有的煤气化供给系统进行改造，确保生物质燃料的正常供给和燃烧。
生物质直燃锅炉
生物质直燃锅炉讲义浙江旺能环保股份有限公司周玉彩2011-8-5生物质直燃发电厂主要有以下系统组成：1、燃料收集储运系统 2、轻油点火系统 3、燃烧系统 4、热力系统 5、除灰渣系统 6、化学水处理系统 7、电气及输出系统8、给排水系统 9、废水处理系统 10、烟风及净化系统 11、接入系统等。
第一章生物质的概述一、生物质的定义和资源状况广义的生物质能包括一切由植物光合作用转化和固定下来的太阳能，生物质作为生物质能的载体有许多种定义，美国能源部（DOE）把生物质定义为：生物质是来源于植物和动物的有机物质。
生物质资源十分丰富，目前全球每年水、陆生物质产量约为全球总能耗量的6～10倍左右。
据统计，生物质资源潜力可达100亿吨，仅森林、草原和耕地这三项的产量就达50亿吨干生物质，相对于20亿吨标准煤。
我国可以开发利用的生物质能源有：各种农业废弃物（秸秆和谷壳等）、薪柴、林业废弃物（树叶和枝桠等）、有机垃圾和人畜粪便等。
统计表明，我国秸秆、薪柴、粪便和垃圾四项资源分别为3.08、1.3、0.77和1.43亿吨标准煤，总计约6.58亿吨标准煤。
根据“九五”规划，我国薪材林面积应达到650万公顷，到2010年将达到860万公顷。
二、生物质的种类和特点一般而言，生物质主要有三类：木质、非木质和动物粪便。
从这三大类可以细分为七种：森林、农业的种植物（木质）、森林之外的树木（木质）、农作物（非木质）、庄稼的废弃物（非木质）、加工过程的废弃物（非木质）和动物粪便（粪便）。
通常用作能量转化的生物质可以分为四大类：木材残余物（涵盖所有来源于木材和木材产品的物质，主要包括：燃料木材、木炭、废弃木材和森林的残余物）、农业废弃物（所有与种植业和庄稼处理过程有关的废弃物。
例如：稻谷壳、秸秆和动物的粪便）、能源庄稼（专门用于能量生产的庄稼。
如：甘蔗杆和木薯）和城市固体垃圾（MSW）。
生物质的组成成分包括：纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、单糖、淀粉、水分、灰分和其它化合物。
小火电改造(生物质发电)
小火电改造专题关停小火电是国家大政策，进行生物质改造是出路，如何改造是重点。
“狼来了”，“狼来了”，关停小火电已喊了七八年，现在，“狼”可真的要来了，你要拼命往前跑，不然要“死掉”。
随着生物质利用技术日趋成熟，小火电改造成生物质发电厂的呼声渐高……关停小火电计划由来已久。
1999年8月31日，国家经贸委根据《国务院办公厅转发国家经贸委关于关停小火电机组有关问题意见的通知》，下发了《关停小火电机组实施意见》，开始吹响了关停小火电的号角。
关停总体目标是单机容量5万千瓦以下（含5万千瓦）的常规小火电机组，在2003年底前基本关停。
从2002年起，我国经济的快速发展与电力建设不配套的矛盾充分显露了出来。
资料显示，2003年，我国电力缺口达到2000万千瓦以上，2004年更是超过4000千瓦。
中国陷入比较严重的缺电状态，因而政府对关停小火电也没叫真儿，使小火电关停计划受阻。
2005年8月15日国家发改委发布第50号公告，公布2005年至2010年计划关停144台、534.55万千瓦小火电机组。
国家发改委指出：对于实施关停的小火电机组，电网企业不再收购其电力电量，关停再次加大力度。
在2006年3月份召开的第十届全国人民代表大会第四次会议上通过了“十一五”规划纲要。
“十一五”规划要求：要把节约资源作为基本国策；“十一五”规划明确：要加快淘汰落后的小火电机组；“十一五”规划规定：“十一五”期间国内生产总值能源消耗比“十五”降低20％，而且是约束性指标，即要确保实现的指标。
2006年上半年，全国能源消耗增长仍然快于经济增长，单位GDP能耗不降反升，同比上升0.8％，实现节能目标面临严峻挑战。
形势严峻，解决问题刻不容缓。
《国务院关于加强节能工作的决定》等一系列节能降耗措施相继出台。
以约束性指标和优惠性政策为抓手，在全社会开始掀起一场“节能风暴”。
国家能源办，发政委、电监会、中电联，就小火电关停办法进行联合调研，调研之后，将出台新的关停小火电政策。
第三章生物质直接燃烧技术
炭粒带人烟道。且固定碳受到灰分包裹，燃烧较难，因此，在固定碳燃烧 阶段，气流不宜太强 ➢ 碱金属和氯腐蚀问题突出
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二、 生物质燃料与燃烧
由上述表可知，生物质燃料与碳相比其差别如下： ➢ 含碳量较少，含固定碳少（热值低） ➢ 含氧量多，含水量多 ➢ 挥发分含量多 ➢ 密度小 ➢ 含硫量低
2020/过程
四个阶段： （１）预热干燥； （２）干燥阶段； （３）挥发分的析出、燃烧与焦炭形成（干馏，释放热，占70%） ； （４）残余焦炭燃烧。
（三）生物质燃烧的条件
要充分的燃烧，必要“3要素”： ➢ 一定的温度 ➢ 合适的空气量及燃料的良好混合 ➢ 足够的反应时间和空间
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二、 生物质燃料与燃烧
（四）燃烧过程特点
➢ 生物质燃料密度小，结构比较松散，挥发分含量高。在生物质燃烧过程 中，若空气供应不当。挥发分就会不被燃尽而排出
分类
1）按照锅炉燃用生物质品种不同可分为：木材炉、薪柴炉、秸秆 炉、垃圾焚烧炉等； 2）按照锅炉燃烧方式不同又可分为流化床锅炉、层燃炉和悬浮燃 烧炉。
三、 生物质直接燃烧技术
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三、 生物质直接燃烧技术
1）层燃技术
在层燃方式中，生物质平 铺在炉排上形成一定厚度的燃 料层，进行干燥、干馏、燃烧 及还原过程。空气（一次配风 ）从下部通过燃料层为燃烧提 供氧气，可燃气体与二次配风 在炉排上方的空间充分混合燃 烧。
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振动炉排锅炉
水冷振动炉排锅炉，该设备大多直接进口，造价昂贵，且对核心技术 的掌握还不完全，实际运行效果仍不十分理想，还存在诸多问题。主 要问题有：炉排振动时炉体振动超标、料包燃烧不完全、锅炉出力达 不到额定负荷、锅炉结焦、调负荷能力差等。
生物质直燃发电状况
国内生物质直燃发电项目发展的瓶颈
二大瓶颈
1、发电项目造价过高 2、燃料成本高 目前，生物质直燃发电设备投资10000元/kW左右 远比燃煤火电机组投资（4000元/kW）大 国能单县项目单位千瓦造价高达1.3万， 黑山生物质电厂二台12MW机组，工程静态投单位造价 1.09万元/kw。 造价高的原因：发电设备及关键技术依赖进口
燃煤链条炉改烧生物质技术内容
1、锅炉本体 （1）增加前拱下端与炉排表面的距离； （2）改变前拱拱形； ≥ ≤ （3）增加生物质粉料喷口和二次风； （4）增加链条炉排长度并在炉前设置片状生物质料斗。 2、辅助系统 采用复合燃烧方式，片料采用炉排上层状燃烧，粉料采用 喷入炉膛空间燃烧方式。对应燃烧方式采用了两套生物质 燃料（片料和粉料）制备及给料系统。 （1）生物质片料 （2）生物质粉料
生物质直燃发电状况
丹麦于1998年投运了世界第一家生物质直燃的秸 秆燃烧发电厂 我国引进丹麦的生物质直燃发电技术，于2006年 12月在山东单县建成投产了中国第一个生物质直 燃发电厂。 目前，国家电网公司、五大发电集团、中国节能 投资公司等国有大型企业纷纷投资参与生物质直 燃发电建设运营，国内民营企业也纷纷进入该领 域。 2007年底由国家发改委和各省发改委核准的生物 质规模化发电项目已有87个，总装机容量为220 万千瓦，在建项目30多个。
①上料系统 ②给料系统 ③锅炉燃烧系统 ④除尘系统
在工艺设计上有很大差异，都需进行改造。四个部分中锅 炉燃烧系统部分为核心点，重点介绍这部分的研究。
改造情况
时间 2007年下半年开始设计、施工改造；2007年 底首台试烧,2008年5月完成第2台锅炉改造。 现已运行2年半。 地点 浙江省金华市兰溪热电有限公司 锅炉 上海锅炉厂制造的中温中压自然循环35T/H 锅炉
燃煤链条炉排锅炉改烧生物质的背景
国务院发展中心的李志军：“生物质直燃发电技术 是一个跨度较大的综合性新领域。国内在基础性 科学、工程设计、机械设备等方面的研究都滞后 于现在产业的发展水平”。要“开展关键技术自主 开发和相关设备自主研制”。“鼓励燃煤小火电实 施生物质发电改造，将已有的燃煤小火电机组改 造为燃用秸秆的生物质发电机组” 郝辉撰文说“生物质发电关键设备和技术还需要进 口，因此加大对关键设备及核心技术的研究和消 化，努力降低工程造价也是我们推动生物质发电 发展的重要环节”。
链条炉排锅炉应用状况
使用面广
工业用热的各个领域均采用链条炉排锅炉
数量多
工业锅炉中绝大多数为链条炉排锅炉，占锅炉热功率的百 分比为57.87％
可靠性高
运行故障率低，维护工作量小
煤种适应性广
不同煤种采用不同的前后拱与之相配，达到合格的燃烧效 率
燃煤链条炉排锅炉改烧生物质 系统总体改造内容
生物质燃料与煤电燃料在流动性、能源密度、化学成分存 在巨大的差别，导致生物质直燃发电工程在
改造后达到的效果
1、锅炉百分之百燃烧生物质； 2、锅炉出力达到额定负荷； 3、调负荷能力强； 4、锅炉能够安全、稳定、连续运行； 5、锅炉热效率高于原燃煤锅炉，达到 82.86％； 6、各项环保指标均高于原锅炉。
链条炉排锅炉直燃生物质发电的意义
1、为我国生物质直燃发电提供了新的技术和途 径； 2、新技术不仅可用于新建电厂，还可用于燃煤 小火电厂的改造； 3、新技术的应用大大降低了直燃发电的工程造 价； 4、锅炉改造后各项技术经济指标均高于原锅 炉，有显著的经济和社会效益。
生物质直燃发电的新技术 链条炉排锅炉
报告人：李瑞扬 教授
哈尔滨工业大学 兰溪市热电有限公司 2010.04.2主要内容 锅炉改造情况 改造后达到的效果
链条炉排锅炉直燃发电的意义
直燃发电概况
一、国内生物质直燃发电状况
生物质发电的主要技术： 1、生物质直接燃烧发电 2、生物质与煤混合燃烧发电 3、热解气化发电 4、沼气发电 其中生物质直接燃烧发电是 利用方式最简单 热量利用最彻底的能源转化方式 具有较高的能量效益
生物质直燃的方式
锅炉燃烧系统目前在生物质直燃技术上主要采用： 流化床锅炉
生物质燃料与煤矸石等劣质煤燃料存在明显差异，其比重轻，能量密 度小，灰熔点低，其适合的燃烧方式与流化床燃烧方式有较大的出 入，存在严重结焦、床温维持等问题。流化床技术更适合生物质燃料 和煤混烧。
生物质成型燃料
生物质压块技术对生物质水分范围有严格的要求，而生物质制成颗粒 需要添加黏合剂等，其在工业化产量、成品价格上存在难以逾越的障 碍而未能推广应用，只能用于规模很小的小型锅炉上。