概述:
改燃壓縮成型生物質(以下簡稱生物質)是鍋爐清潔能源改造的重要途徑。由於生物質成本相比天然氣、柴(chai)油(you)有(you)著(zhe)明(ming)顯(xian)優(you)勢(shi),相(xiang)同(tong)的(de)出(chu)力(li),生(sheng)物(wu)質(zhi)鍋(guo)爐(lu)所(suo)需(xu)成(cheng)本(ben)隻(zhi)有(you)燃(ran)氣(qi)鍋(guo)爐(lu)的(de)一(yi)半(ban)左(zuo)右(you),得(de)到(dao)廣(guang)大(da)使(shi)用(yong)單(dan)位(wei)的(de)歡(huan)迎(ying),甚(shen)至(zhi)出(chu)現(xian)部(bu)分(fen)企(qi)業(ye)把(ba)燃(ran)氣(qi)鍋(guo)爐(lu)改(gai)為(wei)燃(ran)生(sheng)物(wu)質(zhi)鍋(guo)爐(lu)。但(dan)由(you)於(yu)改(gai)造(zao)管(guan)理(li)的(de)缺(que)失(shi)或(huo)滯(zhi)後(hou),鍋(guo)爐(lu)改(gai)造(zao)後(hou)在(zai)安(an)全(quan)、能效、環保、使用性等幾個方麵都表現出不甚理想的結果,甚至存在嚴重的事故隱患,這應引起有關部門的高度重視。
1、常見的鍋爐改燃生物質形式
當前,鍋爐改燃生物質形式多樣,以燃料改變分類可分為燃煤改為燃生物質與燃油燃氣改為燃生物質,其中以前者居多;以燃燒方式分類可分為改變燃燒方式與不改變燃燒方式兩種,改變燃燒方式的主要為層燃變室燃;以改造鍋爐部位來分類可分為改變爐膛結構和改變燃燒設備。
(1)改燃生物質的層燃鍋爐
改燃生物質的層燃鍋爐以燃煤層燃鍋爐為藍本,不改變鍋爐的燃燒方式,根據生物質的燃燒特性進行改造,改造的主要內容為爐膛、燃燒設備以及煙(風)道等部位的改造。
(2)改燃生物質的室燃鍋爐
改燃生物質的室燃鍋爐主要包括:燃煤層燃鍋爐改為燃生物質的室燃爐以及燃油燃氣室燃爐改燃生物質的室燃爐。
①燃煤層鍋爐改為燃生物質的室燃爐
②如圖1所(suo)示(shi),為(wei)目(mu)前(qian)比(bi)較(jiao)典(dian)型(xing)的(de)一(yi)種(zhong)改(gai)造(zao)方(fang)式(shi),在(zai)原(yuan)有(you)燃(ran)煤(mei)層(ceng)燃(ran)爐(lu)的(de)爐(lu)門(men)前(qian)加(jia)裝(zhuang)一(yi)台(tai)燃(ran)燒(shao)機(ji),生(sheng)物(wu)質(zhi)在(zai)燃(ran)燒(shao)機(ji)內(nei)進(jin)行(xing)點(dian)火(huo)燃(ran)燒(shao),然(ran)後(hou)用(yong)鼓(gu)風(feng)機(ji)將(jiang)火(huo)焰(yan)噴(pen)人(ren)到(dao)鍋(guo)爐(lu)爐(lu)膛(tang)內(nei),火(huo)焰(yan)在(zai)爐(lu)膛(tang)內(nei)完(wan)成(cheng)燃(ran)燒(shao)與(yu)換(huan)熱(re)過(guo)程(cheng)。
③燃油燃氣室燃爐改燃生物質的室燃爐
改造的主要內容是把燃油(氣)燃ran燒shao器qi後hou更geng換huan為wei生sheng物wu質zhi燃ran燒shao機ji,保bao留liu原yuan有you鍋guo爐lu控kong製zhi櫃gui對dui鍋guo爐lu的de水shui位wei與yu壓ya力li的de進jin行xing控kong製zhi。生sheng物wu質zhi燃ran燒shao機ji配pei有you控kong製zhi櫃gui與yu鼓gu風feng機ji,由you控kong製zhi櫃gui對dui燃ran燒shao機ji進jin行xing控kong製zhi,成cheng型xing生sheng物wu質zhi在zai燃ran燒shao機ji內nei進jin行xing點dian火huo燃ran燒shao,然ran後hou由you鼓gu風feng機ji將jiang火huo焰yan噴pen入ru到dao鍋guo爐lu爐lu膽dan內nei,火huo焰yan在zai爐lu膽dan內nei繼ji續xu燃ran燒shao並bing完wan成cheng換huan熱re過guo程cheng。
2、存在的問題
根據《鍋規》要求“鍋爐發生結構變化或者燃料方式發生變化的改造”需要通過特檢機構的監督檢驗,則上述除燃煤層然鍋爐改生物質室燃爐以外,都不屬於《鍋規》範圍內的“改造”,無wu需xu經jing過guo監jian督du檢jian驗yan。各ge地di對dui此ci理li解jie執zhi行xing不bu一yi,即ji使shi同tong檢jian驗yan機ji構gou的de不bu同tong檢jian驗yan人ren員yuan之zhi間jian也ye存cun在zai較jiao大da差cha異yi,造zao成cheng鍋guo爐lu改gai燃ran生sheng物wu質zhi後hou出chu現xian一yi係xi列lie問wen題ti。
(1)鍋爐熱效率不達標
由於技術標準的滯後,目前我國尚缺乏統一的生物質鍋爐熱效率標準,生物質鍋爐定型測試也隻是參照《鍋爐節能技術監管規程》中所要求的不低於設計要求;國guo家jia也ye未wei對dui改gai造zao後hou的de鍋guo爐lu應ying進jin行xing熱re效xiao率lv詳xiang細xi測ce試shi方fang法fa還hai是shi簡jian單dan測ce試shi作zuo出chu規gui定ding。由you於yu未wei進jin行xing科ke學xue的de改gai造zao設she計ji,部bu分fen鍋guo爐lu改gai造zao後hou熱re效xiao率lv低di下xia。圖tu2所示為本地區某企業在完成燃煤鍋爐改燃生物質後,鍋爐熱效率不到60%。
(2)對爆燃風險防範不足
加jia裝zhuang燃ran燒shao機ji的de燃ran生sheng物wu質zhi室shi燃ran爐lu,生sheng物wu質zhi在zai燃ran燒shao機ji內nei進jin行xing點dian火huo燃ran燒shao,然ran後hou由you鼓gu風feng機ji將jiang火huo焰yan噴pen入ru到dao鍋guo爐lu內nei,由you於yu生sheng物wu質zhi揮hui發fa分fen含han量liang較jiao高gao,在zai點dian火huo、壓火時會因為燃燒不充分,而產生大量CO,極易發生爆燃。傳統燃煤層燃鍋爐無防爆門、點火程序及熄火保護裝置等安全保護裝置,加大了改燃生物質鍋爐發生爆燃幾率與危害程度。而《鍋規》等技術規範又未對生物質燃燒機作出要求,無類似於燃油(氣)燃燒器需要型式試驗的要求,生物質燃燒機的產品質量與安全保護設置均參差不齊,與鍋爐的匹配度也有待驗證。
(3)有機熱載體鍋爐改燃生物質存在安全隱患
ranmeiyoujirezaitilugaichengranshengwuzhiguolu。youyushengwuzhideranshaotexingyuranmeiguolucunzaijiaodachabie,gaibianlelutangjiemianrefuheherongjirefuhe,shenzhichuxianhuoyanzhijiechongshuashouremiandexianxiang.導致有機熱載體最高液膜計算溫度超過最高允許液膜溫度,容易出現有機熱載體快速劣化,甚至結焦,嚴重影響鍋爐安全運行。
此ci外wai,由you於yu生sheng物wu質zhi燃ran料liao中zhong含han有you相xiang對dui較jiao多duo的de堿jian性xing物wu質zhi,有you機ji熱re載zai體ti爐lu的de爐lu溫wen相xiang較jiao於yu蒸zheng汽qi爐lu更geng高gao,在zai高gao溫wen燃ran燒shao環huan境jing下xia,堿jian性xing物wu質zhi及ji其qi相xiang關guan的de無wu機ji元yuan素su可ke能neng在zai爐lu膛tang內nei形xing成cheng熔rong渣zha或huo以yi蒸zheng汽qi和he飛fei灰hui顆ke粒li的de形xing式shi沉chen積ji與yu受shou熱re麵mian,影ying響xiang鍋guo爐lu的de熱re效xiao率lv,同tong時shi對dui換huan熱re麵mian造zao成cheng嚴yan重zhong腐fu蝕shi。目mu前qian,絕jue大da部bu分fen的de改gai造zao案an例li,未wei考kao慮lv該gai方fang麵mian因yin素su。
(4)立式鍋爐加裝生物質燃燒機存在安全隱患
bufenqiyezailishiguoludelumenweizhijiazhuangshengwuzhiranshaoji,ranshaojixingchengdegaowenhuoyan,zhijiewanglutanglipen。huoyanqianduanzhijiechongshualudan,huipohuaiyuanyouzhengchangdeguolushuixunhuan,daozhichengyashouremianyinchaowenerguoreshenzhigubaokailie,yanzhongyingxiangguoluanquanyunxing。
(5)燃油(氣)鍋爐改燃生物質存在安全隱患
部分企業將原有的燃油(氣)燃(ran)燒(shao)器(qi)更(geng)換(huan)為(wei)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)燒(shao)機(ji),新(xin)裝(zhuang)的(de)生(sheng)物(wu)質(zhi)燃(ran)燒(shao)機(ji)一(yi)般(ban)具(ju)有(you)獨(du)立(li)的(de)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi),該(gai)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)與(yu)鍋(guo)爐(lu)原(yuan)配(pei)的(de)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)置(zhi)各(ge)自(zi)為(wei)獨(du)立(li)的(de)係(xi)統(tong),並(bing)未(wei)進(jin)行(xing)有(you)效(xiao)鏈(lian)接(jie),致(zhi)使(shi)改(gai)造(zao)後(hou)的(de)鍋(guo)爐(lu)部(bu)分(fen)報(bao)警(jing)與(yu)聯(lian)鎖(suo)裝(zhuang)置(zhi)解(jie)列(lie)(如高低水位報警裝置,點火程序控製與熄火保護,超壓報警及聯鎖裝置等),降低鍋爐的安全性。此外該類鍋爐結構緊湊,在生物質燃燒機高負荷運行時,容易發生爐膛爆燃,鍋爐幹燒等安全隱患。
對部分由燃油(氣)改gai為wei燃ran生sheng物wu質zhi的de蒸zheng汽qi鍋guo爐lu內nei部bu檢jian驗yan時shi發fa現xian,鍋guo爐lu承cheng壓ya部bu件jian發fa生sheng損sun傷shang,存cun在zai安an全quan隱yin患huan。由you於yu生sheng物wu質zhi燃ran料liao灰hui分fen中zhong含han有you較jiao多duo的de二er氧yang化hua矽gui,改gai裝zhuang後hou的de鍋guo爐lu,設she計ji工gong作zuo的de不bu到dao位wei,燃ran燒shao機ji的de進jin風feng量liang往wang往wang過guo大da,風feng速su較jiao高gao,配pei風feng不bu合he理li導dao致zhi生sheng物wu質zhi燃ran料liao並bing未wei充chong分fen燃ran燒shao,極ji易yi產chan生sheng結jie焦jiao與yu磨mo損sun,尤you其qi是shi爐lu膽dan尾wei端duan下xia部bu至zhi後hou管guan板ban之zhi間jian的de平ping直zhi段duan往wang往wang是shi磨mo損sun最zui嚴yan重zhong區qu域yu。此ci外wai,生sheng物wu質zhi燃ran料liao中zhong含han有you一yi定ding量liang的deK、Na、Cl,在燃燒過程中會生成氣態的HCl與Cl2,HCl與Cl2可(ke)穿(chuan)透(tou)金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)而(er)形(xing)成(cheng)的(de)保(bao)護(hu)膜(mo)並(bing)與(yu)內(nei)部(bu)金(jin)屬(shu)直(zhi)接(jie)發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying)形(xing)成(cheng)金(jin)屬(shu)氯(lv)化(hua)物(wu)爐(lu),這(zhe)種(zhong)腐(fu)蝕(shi)都(dou)會(hui)隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)升(sheng)高(gao)而(er)使(shi)腐(fu)蝕(shi)速(su)度(du)加(jia)快(kuai)。膽(dan)底(di)部(bu)與(yu)煙(yan)管(guan)內(nei)均(jun)易(yi)產(chan)生(sheng)腐(fu)蝕(shi)坑(keng)如(ru)圖(tu)3所示。
(6)鍋爐改燃生物質後環保指標存在問題
改造後的生物質鍋爐硫排放明顯下降,但仍存在一些排放問題。例如,未對風機係統進行合理、係統的改造,導致送風量不足,生物質成型顆粒燃燒不充分,灰渣中含碳量較高,還使得一部分CO在zai爐lu膛tang中zhong沒mei有you燃ran燒shao就jiu隨sui煙yan氣qi排pai出chu。此ci外wai,爐lu膛tang的de結jie構gou改gai造zao不bu合he理li,風feng機ji係xi統tong的de不bu匹pi配pei也ye會hui使shi生sheng物wu質zhi成cheng型xing燃ran料liao在zai爐lu膛tang中zhong停ting留liu時shi間jian太tai短duan,導dao致zhi燃ran料liao沒mei有you足zu夠gou的de時shi間jian燃ran燒shao,產chan生sheng不bu完wan全quan燃ran燒shao,嚴yan重zhong的de會hui直zhi接jie出chu現xian黑hei煙yan排pai放fang。
3、建議與對策
(1)總體要求
①鍋guo爐lu如ru果guo進jin行xing燃ran生sheng物wu質zhi改gai造zao,對dui於yu改gai變bian燃ran燒shao方fang式shi或huo有you可ke能neng降jiang低di原yuan有you能neng效xiao指zhi標biao或huo有you可ke能neng影ying響xiang安an全quan性xing能neng的de改gai造zao,必bi須xu嚴yan格ge執zhi行xing改gai造zao程cheng序xu要yao求qiu,應ying由you專zhuan業ye單dan位wei的de進jin行xing改gai造zao(專業的改造單位包括取得相應資質的鍋爐製造、安裝以及改造單位),gaizaoqianyinggaozhidangdijianchabumen,gaizaoguochengyingjingjianjian。guolugaizaoyingkexueheli,youxitongdeshejizuozhidao,gaizaoqian,gaizaodanweiyingbianzhixiangxidegaizaofangan,chujuxiangyingdetuzhi,fanganhetuzhiyingjingqudexiangyingzizhidezhizaodanweiquerenbingduiguoluxinghaojinxinggenggai。gaizaohoudeshengwuzhiguolu,anquanxingneng、能效狀況、排(pai)放(fang)指(zhi)標(biao)應(ying)符(fu)合(he)相(xiang)關(guan)要(yao)求(qiu)。改(gai)造(zao)單(dan)位(wei)應(ying)整(zheng)理(li)改(gai)造(zao)竣(jun)工(gong)資(zi)料(liao),特(te)檢(jian)中(zhong)心(xin)根(gen)據(ju)改(gai)造(zao)監(jian)檢(jian)情(qing)況(kuang)結(jie)合(he)鍋(guo)爐(lu)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)熱(re)效(xiao)率(lv)詳(xiang)細(xi)測(ce)試(shi)報(bao)告(gao),出(chu)具(ju)改(gai)造(zao)監(jian)檢(jian)報(bao)告(gao)。使(shi)用(yong)單(dan)位(wei)在(zai)改(gai)造(zao)結(jie)束(shu)後(hou),應(ying)根(gen)據(ju)改(gai)造(zao)驗(yan)收(shou)資(zi)料(liao)和(he)監(jian)檢(jian)報(bao)告(gao),向(xiang)當(dang)地(di)特(te)種(zhong)設(she)備(bei)安(an)全(quan)監(jian)察(cha)機(ji)構(gou)辦(ban)理(li)鍋(guo)爐(lu)使(shi)用(yong)證(zheng)變(bian)更(geng)手(shou)續(xu)。
②jianyanjigoudejianyanrenyuanzaidingqijianyanshi,rufaxianguoluyinqingjienengyuangaizaoerchuxiananquanhuojienengfangmiandequexianyuwenti,yingdangjishiyaoqiushiyongdanweijinxingzhenggai,faxianyanzhongshiguyinhuanshiyingdangjishigaozhijianchabumen,zaiquexianyuwentizhenggaiqian,shiyongdanweibudeshanzitouyungaiguolu。
(2)專項要求
①涉及燃燒方式改變的改造,鍋爐改造的設計應當由有相應資質的鍋爐製造單位進行;鍋爐改造方案應當包括必要的計算資料、設計圖樣和施工技術方案;安全附件、fuzhuzhuangzhiheshuichulicuoshiyingdangjinxingjishuxiaohe,guolubentideshejiwenjianyingdangjingguoguojiazhijianzongjuhezhundeshejiwenjianjiandingjigoujiandinghege。shejianzhuangshengwuzhiranshaoqishi,xuanzederanshaoqiyingfuhexiangguandeguojiabiaozhun,bingqudexiangyingdexingshishiyanbaogao,gaizaohoudeguoluyingquebaoyuanyouanquanbaohuzhuangzhilingminkekao,bingfuhe《鍋規》中對於室燃鍋爐安全保護裝置的相關要求。
②立(li)式(shi)鍋(guo)爐(lu)改(gai)造(zao),由(you)於(yu)立(li)式(shi)鍋(guo)爐(lu)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan),在(zai)不(bu)改(gai)變(bian)承(cheng)壓(ya)部(bu)件(jian)的(de)前(qian)提(ti)下(xia),沒(mei)有(you)有(you)效(xiao)的(de)改(gai)造(zao)方(fang)式(shi)方(fang)法(fa),隻(zhi)是(shi)簡(jian)單(dan)地(di)改(gai)變(bian)了(le)燃(ran)料(liao),這(zhe)種(zhong)所(suo)謂(wei)的(de)改(gai)造(zao)流(liu)於(yu)形(xing)式(shi),因(yin)此(ci)需(xu)有(you)鍋(guo)爐(lu)設(she)計(ji)文(wen)件(jian)鑒(jian)定(ding)機(ji)構(gou)鑒(jian)定(ding)合(he)格(ge)的(de)設(she)計(ji)文(wen)件(jian)指(zhi)導(dao)改(gai)造(zao)。