4噸以上燃煤鍋爐改造生物質(zhì)可行性報告

第第#頁共13頁4噸以上燃煤鍋爐改造生物質(zhì)可行性報告Feasibilityreportonbiomasstransformationofcoal-firedboilersover4tons匯報人：JinTaiCollege4噸以上燃煤鍋爐改造生物質(zhì)可行性報告前言：研究報告分為研究的對象和方法、研究的內(nèi)容和假設(shè)、研究的步驟及過程以及研究結(jié)果的分析與討論。研究報告內(nèi)容的邏輯性是整個研究思路邏輯性的寫照。本文檔根據(jù)研究報告內(nèi)容要求展開說明，具有實踐指導(dǎo)意義，便于學(xué)習(xí)和使用，本文檔下載后內(nèi)容可按需編輯修改及打印。第一部分生物質(zhì)現(xiàn)狀生物質(zhì)作為生物質(zhì)能的載體，生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能的形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，它是以動物、植物、微生物及其排泄物（或廢棄物）等有機物為原料，可以轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，具有資源豐富、可再生、清潔環(huán)保、二氧化碳凈排放、儲存和運輸便利等優(yōu)點。地球上每年植物光合作用固定的碳達2X10111，含能量達3X1021J，因此每年通過光合作用貯存在植物的枝、莖、葉中的太陽能，相當(dāng)于全世界每年耗能量的10倍。生物質(zhì)遍布世界各地，其蘊藏量極大，僅地球上的植物，每年生產(chǎn)量就相當(dāng)于現(xiàn)階段人類消耗礦物能的20倍，或相當(dāng)于世界現(xiàn)有人口食物能量的160倍。中國擁有豐富的生物質(zhì)能資源，中國理論生物質(zhì)能資源50億噸左右。液體生物燃料、氣體生物燃料和固體生物燃料，作為生物質(zhì)燃料的“三劍客”，有足夠的潛力彌補“煤、油、氣”傳統(tǒng)燃料的不足。據(jù)中國工程院可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略咨詢報告資料顯示，中國生物質(zhì)能源的資源量是水能的2倍和風(fēng)能的3.5倍，且分布靠近東部沿海高能耗地區(qū)。近期，每年可開發(fā)的生物質(zhì)能源約合12億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，超過全國每年能源總耗量的1/3。近年來，中國政府及有關(guān)部門對生物質(zhì)能源利用也極為重視，己連續(xù)在四個國家五年計劃將生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與應(yīng)用列為重點科技攻關(guān)項目，開展了生物質(zhì)能利用技術(shù)的研究與開發(fā)，如薪炭林、生物質(zhì)壓塊成型、生物質(zhì)燃料、氣化與氣化發(fā)電等，取得了多項優(yōu)秀成果。政策方面，20xx年4月1日起實施的《中華人民共和國節(jié)約能源法》、20xx年8月起實施的《2000-20XX年新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃要點》、20xx年11月國家發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄》的通知中均將生物質(zhì)能源的發(fā)展列為重點?！犊稍偕茉捶ā芬延?0xx年1月1日起正式實施，陸續(xù)出臺了相應(yīng)的配套措施，并于20xx年底進行修訂。在今年3月16日國家公布的“十二五”規(guī)劃綱要中明確提出：“新能源產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展新一代核能、太陽能熱利用和光伏光熱發(fā)電、風(fēng)電技術(shù)裝備、智能電網(wǎng)、生物質(zhì)能?！辈ⅰ按罅Πl(fā)展沼氣、作物秸稈及林業(yè)廢棄物利用等生物質(zhì)能”。這表明中國政府已在法律上明確了可再生能源包括生物質(zhì)能在現(xiàn)代能源中的地位，并在政策上給予了巨大優(yōu)惠支持。生物質(zhì)能源已經(jīng)成為世界第四大能源和首屈一指的可再生能源,排位僅次于煤炭、石油和天然氣。它具有可再生和環(huán)境友好的雙重屬性，發(fā)展生物質(zhì)能，既有利于實現(xiàn)能源多元化，緩解能源緊張，又有利于保護生態(tài)環(huán)境，減少溫室氣體排放，因此，生物質(zhì)能在中國未來的能源結(jié)構(gòu)中具有舉足輕重的地位。第二部分生物質(zhì)燃料1、生物質(zhì)燃料特性生物質(zhì)燃料是采用木屑、秸稈等農(nóng)林廢棄物作為原材料，經(jīng)過粉碎、混合、擠壓、烘干等工藝，制成顆粒狀的可直接燃燒的一種新型清潔燃料。一般農(nóng)林廢棄物秸稈、木屑都具有疏松、密度小、單位體積的熱值低等缺點，作為燃料使用很不方便，這是造成人們不愿用秸稈作為燃料的主要原因之一。成型技術(shù)不僅能有效地解決這一問題，而且能有效地改變木屑、秸稈等燃燒特性，實現(xiàn)快速、潔凈燃燒。生物質(zhì)成型技術(shù)是通過粉碎、干燥、機械加壓等過程，將松散、細碎的農(nóng)林廢棄物壓成結(jié)構(gòu)緊密顆粒狀燃料，其能量密度較加工前要大十倍左右，這種生物質(zhì)成型燃料BMF便于貯運，燃燒后排放的煙灰和SO2達標(biāo)國家環(huán)保限定標(biāo)準(zhǔn)，是一種適合于工業(yè)鍋爐使用的新型潔凈能源高品位燃料。2、生物質(zhì)燃料的成分構(gòu)成生物質(zhì)燃料由可燃質(zhì)、無機物和水分組成，主要含有碳（0、氫（H）、氧（O）及少量的氮（N）、硫（S）等元素，并含有灰分和水分。各種成分構(gòu)成見下圖：項目發(fā)熱量固定碳揮發(fā)份碳氧指標(biāo)17.25MJ/Kg16.66%73.12%47.90%37.9%項目氫硫氮灰分水分指標(biāo)5.27%0.06%0.24%1.8%7.44%碳：屬于低碳燃料，含碳量少（約為45-50%），尤其固定碳的含量低（約為16%），因此燃燒時碳排放低。氫：含氫量多（約為5-8%），揮發(fā)分高（約為73%），因此燃燒特性好。氧：含氧量高（約35-40%）。生物質(zhì)燃料含氧量明顯地多于礦物質(zhì)煤，它使得生物質(zhì)燃料易于引燃。硫：含硫量少于0?08%，環(huán)保特性好，燃燒時不必設(shè)置煙氣脫硫裝置。氮：含氮量少于0?3%。環(huán)保特性好，燃燒時不必設(shè)置煙氣脫硝裝置?；曳郑翰捎酶咂焚|(zhì)的木質(zhì)類生物質(zhì)為主作為原料，含灰分極低，只有1?5-3%。密度：1?1.2，熱值4,000?4,200Kcal/Kg，約2-2?5kgBMF替代1Kg燃料油或1立方天然氣。3、生物質(zhì)燃料的優(yōu)點生物質(zhì)燃料除具有生物質(zhì)燃料的一般特點外,還具有以下優(yōu)點：作為高品質(zhì)的均質(zhì)燃料，顆粒在輸送、儲存、傳動和燃燒方面都可以自動控制，其方便程度可以與輕質(zhì)燃油相媲美；固體顆粒，密度大，體積小，閃點高，貯存安全方便，清潔干凈。燃料揮發(fā)分高，燃燒特性好，燃盡率高;含硫量極低，僅為燃料油的1/20左右，不用采取任何脫硫措施即可達到環(huán)保要求；含氮量極低，燃燒時不用采取任何脫硝措施即可達到環(huán)保要求;含灰分低，常規(guī)除塵裝置即可滿足環(huán)保要求。“0”能耗：BMF燃料來自于農(nóng)林廢棄物，使用不計能耗，因此單位GDP能耗為0?！?”排放：生物質(zhì)燃燒排放的CO2與其在生長過程中吸收的CO2相同，且替代了化石能源，減少了凈排放，根據(jù)《京都議定書》機制，生物質(zhì)燃料CO2為生態(tài)“0”排放。第三部分生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)介紹BMF燃料成分主要是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素。先用點火裝置將燃料引燃，當(dāng)達到一定溫度時，纖維素和半纖維素首先釋放出揮發(fā)分物質(zhì)，木質(zhì)素最后轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。揮發(fā)分物質(zhì)（占75%左右）以氣態(tài)形式燃燒，然后將碳點燃。生物質(zhì)燃料的熱解和燃燒過程可以分為以下幾個階段：引燃：BMF鍋爐配備專用的燃燒器，通過燃燒器預(yù)熱引燃，使燃料中的水分（約占7-10%）受熱蒸發(fā)汽化，從燃料中逸出,點火燃燒。揮發(fā)分的析出與燃燒：燃料受熱后，低分子量的物質(zhì)首先分解氣化導(dǎo)致?lián)]發(fā)分析出，到達著火溫度后即生成氣相火焰。揮發(fā)分占75%左右，是BMF燃料最主要的燃燒成分。過度階段：此時纖維素的熱分解速度下降，而揮發(fā)分物質(zhì)仍能保持燃燒火焰。焦炭的表面燃燒：燃料中的木質(zhì)素已全部碳化，表面生成光輝炙熱的火焰。生物質(zhì)燃料的燃燒應(yīng)用系統(tǒng)給料系統(tǒng)給料系統(tǒng)由燃料提升機、料倉、刮板給料機、爐前給料系統(tǒng)（包括星型給料器）等部件組成。在工廠中加工成型的燃料通過提升機轉(zhuǎn)存到料倉中，然后再通過刮板給料機把料倉中的燃料供給爐前日用料倉中，通過給料機定量給料，再利用二次風(fēng)的輸送到爐膛氣化解熱室燃燒。為保證連續(xù)下料及物料輸送的穩(wěn)定性，在輸送物料途中裝有檢測報警裝置，及時反饋輸送物料的穩(wěn)定性。燃燒系統(tǒng)燃燒系統(tǒng)由下部燃燒室、風(fēng)機、點火器等部件組成。生物質(zhì)燃料在燃燒器中首先有一個預(yù)熱過程，然后通過風(fēng)機把燃料輸送到爐膛進行燃燒。BMF燃料含有很高的揮發(fā)份，當(dāng)爐膛內(nèi)溫度達到其揮發(fā)分的析出溫度時，在給風(fēng)的條件下啟動點火器燃料就能夠迅速著火燃燒。燃燒溫度控制是以爐膛內(nèi)部溫度為準(zhǔn)，其溫度與燃料氣化時空氣供給的量有關(guān)。鍋爐負荷的調(diào)整通過給料量的調(diào)整來進行控制。燃燒后的煙氣通過爐膛進入對流煙道進行換熱，然后進入除塵器進行凈化處理，最后排出完成整個燃燒和傳熱過程。吹灰系統(tǒng)鍋爐配有吹灰裝置，可以定時對爐膛和煙管進行吹掃，保證煙管表面不出現(xiàn)積灰，從而實現(xiàn)鍋爐的安全高效運行。煙風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)系統(tǒng)：鍋爐送風(fēng)系統(tǒng)與燃燒一體化布置，空氣經(jīng)鼓風(fēng)機通過空預(yù)器到燃燒室送至爐膛，來達到輸送燃料及助燃的作用。引風(fēng)除塵系統(tǒng)：在引風(fēng)機作用下，燃燒完成后產(chǎn)生的咼溫?zé)煔饨?jīng)過在煙管中的對流換熱進入除塵器凈化，最后經(jīng)引風(fēng)機由煙囪排出。自控系統(tǒng)控制系統(tǒng)采用高亮度、全中文顯示，以PLC控制系統(tǒng)為中央控制單元；以人機對話方式與鍋爐用戶交換信息，實現(xiàn)鍋爐全自動操作運行。第四部分生物質(zhì)鍋爐特點一、生物質(zhì)鍋爐的特點鍋爐采用先進的生物質(zhì)燃料燃燒技術(shù)一一氣化+懸浮燃燒技術(shù)。鍋爐采用最適合生物質(zhì)燃料燃燒的燃燒系統(tǒng)以及布風(fēng)系統(tǒng)。鍋爐設(shè)計燃料為BMF燃料，采用氣化室燃燒燃料析出的揮發(fā)份和爐排上半懸浮狀態(tài)燃燒殘?zhí)嫉娜紵绞?。鍋爐采用臥式布置，爐膛布置一定的風(fēng)量及氧量,利用二次風(fēng)擾動爐膛煙氣，達到燃燒充分效果。鍋爐尾部布置有空預(yù)器、利用煙氣余熱加熱熱風(fēng)送至爐膛，提高爐膛溫度。二、燃燒方式選擇根據(jù)環(huán)境保護、潔凈燃燒的要求，以及燃料的燃燒特性，選用氣化+懸浮燃燒的燃燒方式。由氣化室、風(fēng)室、爐排、支撐件和爐拱組成。燃料被輸送進入氣化室，，在此處由于高溫?zé)煔夂鸵淮物L(fēng)的作用逐步預(yù)熱，干燥、著火、燃燒。已完全氣化的燃料邊燃燒邊向爐排前部運動，直至燃盡，最后灰渣落入后部除渣口。鍋爐的環(huán)保排放燃燒產(chǎn)生的飛灰約占燃料的1?8%左右，為方便排灰，鍋爐的底部布置有螺旋出渣機，實現(xiàn)連續(xù)清灰。鍋爐尾部煙道布置除塵器，保證煙塵排放符合環(huán)保要求。第五部分經(jīng)濟效益分析一、節(jié)能效益根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)所需熱能，使用生物質(zhì)鍋爐替代油、氣后可節(jié)約熱量成本約20%。降耗效益：以農(nóng)林廢棄物為原料制備的生物質(zhì)成型燃料屬可再生能源，使用不計能耗，單位GDP能耗為0。按國家發(fā)改委現(xiàn)行政策，每減少使用一噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可申請200元國家財政資助。減排效益：由于生物質(zhì)燃料含硫量極低，僅為燃料煤的1/50左右，符合清潔燃料指標(biāo)，燃燒時不用采取任何脫硫措施即可達到國家環(huán)保要求。另外，生物質(zhì)清潔燃料含硫量極低，不需設(shè)置脫硫設(shè)備就可實現(xiàn)SO2減排。環(huán)保效益：據(jù)媒體報道，我國“十二五”期間，將限定NOx的排放和溫室氣體的排放。因此使用BMF燃料，不需脫硝且溫室氣體排放為0，可提前解決此問題。政策效益：面對全球經(jīng)濟變冷、空氣變暖，國家針對節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、使用清潔能源、實施清潔生產(chǎn)、建設(shè)生態(tài)工業(yè)園區(qū)，出臺了一系列的補貼/獎勵/資助/減免等財稅優(yōu)惠政策，根據(jù)國家現(xiàn)行政策，使用BMF生物質(zhì)能源，完全符合國家現(xiàn)行政策。二、經(jīng)濟效益燃料用量測算：我們以一臺10噸蒸汽鍋爐做一個初步的計算比較，滿負荷運作，每小時耗生物質(zhì)為1?681,一天工作20小時，一月按照30天計算，一臺10噸蒸汽鍋爐每月使用煤的量為：999.61根據(jù)上述綜合因素分析，該鍋爐如用柴油、生物質(zhì)、天然氣、煤等燃料每月的燃料總成本大致如下：柴油8500元/噸249萬元生物質(zhì)110.9萬元天然氣209.2萬元98.3萬元，煤104.96萬元。綜合上述：生物質(zhì)鍋爐雖然比燃煤鍋爐燃料成本高出8%左右，但生物質(zhì)主要以揮發(fā)份（木質(zhì)纖維）燃燒，完全燃燒后產(chǎn)出只有極少的灰渣，鍋爐也可以自動給料和出灰渣，降低鍋爐工成本，不需要脫硫等裝置，并延長對鍋爐的壽命等優(yōu)點，兩者真正對比可以達到相等成本，再說生物質(zhì)燃燒后產(chǎn)生的、木灰（渣）是農(nóng)民種菜種花的好肥料（鉀肥），可以與自然生態(tài)分解。綜合以上結(jié)論：生物質(zhì)能鍋爐不僅低碳、綠色、再生、環(huán)保，而且具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，與煤燃料成本相當(dāng)，達到利國利民，節(jié)能減排的要求，符合國家的十二五規(guī)劃及法律法規(guī)。第六部分改造方案敘述針對燃煤鍋爐改燒生物質(zhì)成型顆粒的鍋爐原理敘述!、下部爐膛改造：因為煤燃燒需要一定的輻射熱量溫度燃燒，在燒煤的爐膛都有設(shè)計前后壓火爐拱，生物質(zhì)燃燒最大的成分是揮發(fā)分占75%，需要足夠的氧量和爐膛煙氣的擾動燃燒，針對生物質(zhì)的燃燒特性，提高前、后爐拱，增加燃燒空間。、輸送燃料系統(tǒng)改造:原有的煤斗給料系統(tǒng)，給料與爐排傳動同時啟動，因為燃生物質(zhì)的弊端是停爐時回火，煤倉燃料容易著火，很容易把煤斗燒壞，把原有的煤斗撤除，更換成專用燃燒生物質(zhì)成型顆粒的給料器，料斗上并配有專用的二次風(fēng)降溫系統(tǒng)，杜絕煙氣溫度往回輻射導(dǎo)致引燃燃料