生物質(zhì)供熱項目因燃料特性受多方面因素的影響
瑞行集團生物質(zhì)供暖項目
西安瑞行城市熱力集團是陜西省大型供熱集團,旗下大荔縣熱力公司主要負(fù)責(zé)縣城區(qū)集中供熱,公司建有熱源站一座,站內(nèi)建成58MW天然氣鍋爐2臺,共敷設(shè)熱力管網(wǎng)32公里,可滿足城區(qū)400萬平方米的供熱需求,但因陜西省范圍內(nèi)氣源不足,采暖季天然氣供應(yīng)緊張,原有的天然氣鍋爐不能完全保障用熱需求。為改善供熱氣源不足的問題,大荔熱力選用我公司鍋爐產(chǎn)品,投資建設(shè)了生物質(zhì)鍋爐項目,該項目為陜西省首臺臥式循環(huán)流化床熱水鍋爐,實現(xiàn)了大荔縣雙熱源供熱保障。
01
鍋爐熱效率 三級爐膛的結(jié)構(gòu),配合循環(huán)回路關(guān)鍵部件上的發(fā)明創(chuàng)新,將一級灰循環(huán)改為兩級灰循環(huán),增加循環(huán)級數(shù),行成了多流程特征。鍋爐爐膛內(nèi)的有效燃燒行程加長,延長了燃料燃燒時間,使燃料燃燒更為充分;同時三級爐膛有利于布置鍋爐受熱面,燃燒組織和換熱面布置兩方面的改進措施提高了鍋爐的熱效率。鍋爐設(shè)計工況下的運行熱效率范圍為88%-92%,節(jié)約了客戶用熱成本。
02
燃料適應(yīng)性
臥式循環(huán)流化床鍋爐燃料適應(yīng)性廣,同爐可用燃料熱值范圍寬(6.3-25.0 MJ/kg均適用)。該技術(shù)通過高溫、低溫兩級灰循環(huán)很好地調(diào)控了鍋爐主燃室密相區(qū)床溫,兩級循環(huán)之間能實現(xiàn)返料自平衡,在燃用不同燃料時能根據(jù)燃料特性自適應(yīng)調(diào)節(jié)兩級灰循環(huán)的返料量,保證爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定,因而具有良好的燃料適應(yīng)性。臥式循環(huán)流化床鍋爐可單獨或者混合燃燒各種一般生物質(zhì)(主要指農(nóng)林廢棄物)和生物質(zhì)工業(yè)棄物(中藥渣、糠醛渣、煙梗等),降低燃料成本的同時,增加用戶燃料選用便利性和靈活性。
獨特的多流程和兩級物料循環(huán)不但適應(yīng)了燃料復(fù)雜多變的特點,同時滿足了鍋爐寬負(fù)荷運行下實現(xiàn)物料自平衡的需求。
03
鍋爐可用率
發(fā)明了適合臥式循環(huán)流化床鍋爐的排渣裝置、回料器、分離器、中心筒等關(guān)鍵部件。鍋爐整體高度降低和物料復(fù)合循環(huán),實現(xiàn)了以中溫分離代替高溫分離,降低了高溫腐蝕,并且中溫分離使分離器后灰中的堿金屬粘結(jié)性下降,避免了分離器后燃及結(jié)焦、積灰等問題,大大提高了鍋爐的可用率和安全性。在相同運維條件下,比傳統(tǒng)燃生物質(zhì)鍋爐的連續(xù)運行周期顯著延長。設(shè)備檢修間隔時間增長,運維成本降低。2021年,示范項目中的1號爐就創(chuàng)下了中小型生物質(zhì)鍋爐225日(連續(xù)5400小時)不停爐的記錄。
該技術(shù)在中溫分離器下游布置對流受熱面,省煤器入口煙溫低于堿金屬的粘結(jié)沉積溫度,能有效防止省煤器等對流管束上的積灰。常規(guī)的循環(huán)流化床分離溫度為850℃至900℃,臥式循環(huán)流化床的一級回灰溫度約為650℃,二級回灰溫度約為500℃,由于回灰溫度較低,可以有效控制密相區(qū)燃燒溫度,同時,不會發(fā)生分離器及尾部受熱面結(jié)焦現(xiàn)象;此外,由于中溫分離,分離器的工作溫度低,可增加分離器壽命。采用三級爐膛,鍋爐的輻射受熱面相對增多,對流受熱面比例變小,有效地緩解了堿金屬造成的粘結(jié)沉積。采取燃氣脈沖吹灰器(無需水沖洗),對粘結(jié)性積灰的吹灰效果好,克服了堿金屬積灰和粘結(jié)問題。
04
單層布置建設(shè)費用、周期、運維安全性 傳統(tǒng)的雙層布置鍋爐房設(shè)計,鍋爐房面積使用不合理,鍋爐房面積大,建造費用高,供暖、照明負(fù)荷大,人員巡檢路線長。熱華鍋爐采取單層布置。即鍋爐設(shè)在±0.00米平面層,取消+4.00米標(biāo)高鍋爐設(shè)備層,相應(yīng)不設(shè)鍋爐島獨立基礎(chǔ)。以一臺容量35t/h鍋爐為例,單層布置鍋爐基礎(chǔ)造價可減少30萬元,大大減少鍋爐房建筑面積,鍋爐房土建工程量少,現(xiàn)澆混凝土量少,主體結(jié)構(gòu)施工簡單,施工周期短。
05
運行費用
臥式結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)流化床對引風(fēng)機功率要求下降,節(jié)約電耗效果極為顯著,臥式流化床鍋爐每產(chǎn)一噸蒸汽的電耗約為18度,傳統(tǒng)鍋爐約為28度,以工業(yè)用電0.85元/度計算,年產(chǎn)20萬噸蒸汽時,全年僅電費一項可節(jié)約170萬元。
中溫分離灰渣顆粒大,兩級物料循環(huán)回收率更高,減少床料補充量,節(jié)約后期運行費用。
06
環(huán)保成本 針對工業(yè)鍋爐氮氧化物原始排放高的問題,將空氣分級和燃料分級統(tǒng)籌布置,基于三床多分級循環(huán)燃燒技術(shù)路線,增加燃料分級噴口,形成了三床多分級低NOx-CFB燃燒技術(shù),可將氮氧化物原始排放降低50%以上。在系統(tǒng)成套技術(shù)方面,通過氣固流態(tài)化燃燒、燃料分級燃燒、分級配風(fēng)等控制氮氧化物原始生成,氮氧化物的原始排放可低于100毫克/立方米。輔助爐內(nèi)SNCR脫除氮氧化物、爐內(nèi)鈣基脫硫劑干法脫硫、尾部煙氣堿液洗滌精脫二氧化硫,旋風(fēng)粗除塵、布袋過濾精除塵等復(fù)合手段,實現(xiàn)爐內(nèi)控制和爐外尾部設(shè)施控制的優(yōu)化組合,經(jīng)濟、高效地實現(xiàn)了超低排放。與傳統(tǒng)技術(shù)相比,達到同樣的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn),脫硫脫硝運行成本可節(jié)約一半。鍋爐顆粒物、二氧化硫和氮氧化物排放優(yōu)于《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271-2014》規(guī)定的關(guān)于重點地區(qū)燃氣鍋爐排放限制要求。
序號 | 項目 | 本產(chǎn)品排放指標(biāo) | 超低排放標(biāo)準(zhǔn) |
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1 | 顆粒物(毫克/立方米) | 1.9 | ≤5 |
2 | 二氧化硫(毫克/立方米) | 1.01 | ≤35 |
3 | 氮氧化物(毫克/立方米) | 11.13 | ≤50 |
大荔縣生物質(zhì)集中供熱項目作為大荔縣重點民生項目,已連續(xù)運行四個供暖季,有效降低區(qū)域內(nèi)天然氣消耗量,解決了大荔縣居民因天然氣不足產(chǎn)生的集中供熱問題,確保了大荔縣供熱質(zhì)量;減少了農(nóng)林廢棄物田間地頭亂堆亂放,農(nóng)民隨意燃燒的現(xiàn)象,改善了農(nóng)村環(huán)境面貌;提高了能源綜合利用效率;避免了生物質(zhì)燃料在儲運和使用過程廢水、廢氣、廢渣等“三廢”的產(chǎn)生,無散落揚塵等污染。該項目在節(jié)能減排和改善環(huán)境質(zhì)量的同時提高周邊村民收益,實現(xiàn)了經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的同步提升。
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