峨眉山市文龙清洁燃煤服务有限公司

新型生物质燃料锅炉改造

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文章附图

一、生物质燃料锅炉简介  
   生物质能源或生物质燃料锅炉并不神秘,从理论上说燃煤锅炉都能燃烧生物质燃料,但由于生物质燃料内在的特性决定了它在燃烧过程中的特殊性:一是生物质燃料密度比较小、挥发份高、着火点低,因此生物质在燃烧过程中(尤其是引风力强的大锅炉)很容易造成不完全燃烧而产生大量黑烟,因此必须让生物质燃料充分燃烧并进行有效的除烟;

  二是生物质燃料中含有一般燃烧环境不易燃烧的焦油,因此必须改善燃烧环境有效促使焦油燃烧,并防止焦油恶化燃烧环境甚至无法燃烧;

  三是相当部分的生物质燃料含硅量较高,在较高温度、缺氧的燃烧环境中(尤其是大型锅炉)很容易造成结渣而无法正常运行。因此决定生物质燃料锅炉正常运行与发展的关键在除烟、除焦油(让焦油在特殊燃烧环境中充分燃烧)和有效防止结渣。一般锅炉厂生产的生物质燃料锅炉基本上能够解决除烟问题,但同时基本上没有解决除焦油和防止结渣的问题,因此造成了生物质燃料锅炉发展褒贬不一。
   四川峨眉山市文龙清洁燃煤服务有限公司将传统燃煤锅炉改造成燃生物质燃料锅炉的核心技术是专门针对目前传统燃煤锅炉普遍不环保(冒黑烟)、不节能(能耗高)以及传统燃煤锅炉改造成燃生物质燃料锅炉后普遍冒黑烟、锅炉蒸汽压力出力、热载体锅炉油温、热风炉风温不能满足用户需求、焦油堵塞、草酸腐蚀的现状而设计的专利技术,该锅炉改造后主要使用以树皮、林业废弃物、废边角料、木屑、农作物秸秆、工业固废物等加工的成型燃料。生物质燃料燃烧后的主要污染物为烟尘、氮氧化物,根据目前国家环保政策的规定,只需要对烟尘和氮氧化物进行治理,无需配套脱硫设施。实践证明,采用我公司的生物质燃料清洁燃烧专利技术对原燃煤锅炉进行消烟节能技术改造后 ,不仅能充分燃烧上述生物质燃料,而且提高了锅炉的能效。烟尘治理后烟尘浓度得到有效控制,排放烟气黑度稳定达到《锅炉大气污染物排放标准》(GB1327-2001)小于I级。

二、生物质成型燃料直接燃烧难以推广的原因  
   由于技术问题,生物质成型燃料能源化及商品化处置率不到10%,造成目前生物质成型燃料未能进行资源化处理的主要原因是缺乏实用具有一定回报率的生物质能源燃烧处理技术。生物质成型燃料作能源直接燃烧转换成热能必须使用专用生物质工业锅炉,目前传统燃煤工业锅炉燃烧生物质成型燃料面临五大难题:
   (1)烟筒冒黑烟,环保排放不达标。
   (2)生物质燃料燃烧效率低,锅炉热效率低产能不足,导致用户不能正常使用。
   (3)锅炉对生物质成型燃料中的氯化物及碱性物质消化不了,致使残余草酸腐蚀锅炉,使得锅炉使用寿命短,不超过2年,很多厂家的生物质锅炉在一年内就报废。
   (4)生物质燃料燃烧过程中产生的焦油和硅盐没有被充分燃烧掉,时间一长,炉内结焦结渣堵塞,锅炉无法正常运行。
   四川峨眉山市文龙清洁燃煤服务有限公司以“节约能源 保护环境”为己任,自2004年以来组织科研工程设计人员开展了“生物质锅炉”的专题攻关。经过多年不断改进试验,终于全面有效的解决了困扰生物质锅炉快速发展的五大技术难题,并走出了一条先改造后制造的生物质锅炉发展之路。
   文龙新一代清洁燃烧技术为国家专利产品,专利号ZL200720080513.3,作为生物质燃料锅炉的配套设备,具有国内领先的除烟效果,并有效的解决了困扰中国生物质锅炉改造与制造多年的除焦油、防止结渣的二大难题,成为迄今为止国内唯一同时解决了生物质燃料除烟、除焦油、防止结渣改造与制造生物质锅炉的企业。
   文龙新一代清洁燃烧技术不仅具有以上三项核心技术功能,同时能够提高热功能5%以上,节约燃料10%以上。在燃煤锅炉改造成生物质燃料锅炉的实践应用上已经整整4年,证明改造成功的生物质燃料锅炉具有燃料适应性广、燃烧无黑烟,燃烧充分,炉膛温度高,锅炉热效率高,锅炉无腐蚀,无焦油堵塞,不结渣、可靠性高,寿命长等明显优点,自2007年以来在四川、江西、福建、浙江、河南等地已有500多台燃煤锅炉改造成生物质燃料锅炉在使用,为用户带来极大的经济价值和环保效益。得到了四川、江西、福建、河南、浙江的江山、嘉善、宁波等环保部门的充分肯定与支持。最近在全国500强企业宁波北仑申洲集团大千织造公司的14000KW大型锅炉改造中取得可喜的成果:环保达标、多种生物质燃料单烧和混烧均达到除烟、除焦油、防止结渣的效果,并节约燃料25%以上。本公司承诺:生物质燃料锅炉配套使用该专利技术和水式除尘器后,保证林格曼黑度一级以下,整体环保果相当于燃油或超过燃油锅炉。
   本公司改造的生物质燃料锅炉,可以享受低于市场价格的长期稳定供应相关生物质成型燃料,同时也可以使用其它燃料,一次简单的购置与改造,让您拥有不一样的环保节能多用锅炉!

三、改造工程承诺
   1、确保锅炉改造后达到与原燃煤时的同等压力和出力,满足客户生产要求;
   2、烟气黑度长期稳定达到林格曼黑度≤I级,节约燃料5%以上,烟尘浓度得到有效控制。(如当地环保政策有特殊要求时免费设计,免费技术指导用户在投资少无运行费用的前提下达标);
   3、设备安装人员按合同约定时间进场安装,安装时间为3-5天,调试时间为3-6天,对我公司提供的设备,按合同约定实行“三包”。所用液体(药水)第一年无偿提供,第二年起每公斤6元,浓缩液体每公斤100元(20吨锅炉一年3000元左右),收到货款后3天内发货。
   4、燃料配套供应:河南济源王屋山再生能源有限公司(3万吨/年)、江苏徐州生物燃料公司(5万吨/年)、安徽阜阳生物燃料公司(3万吨/年)

四、改造工程设计原理

(1)改善炉膛燃烧室环境,使生物质燃料充分完全燃烧,从源头消除黑烟焦油等。
   (2)编制依据:《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《锅炉大气污染物排放标准》(GB1327-2001);
   (3)风机及电机选型:CZR-L75-370W-1.3m³/S;CZR-L80-550W-2m³/s;CZR-L90-750W-2m³/S;
   (4)动力设计:交流电压220V,电流量小于5A;
   (5)控制系统:控制系统主要有控制按钮(CA19-11)、空气开关(Cx2-01)、交流接触器、变频器(VFD-F500)组成。

(6)消烟除尘工艺示意图


五、改造工程技术特点

1、烟气长期稳定达标排放(林格曼黑度<1级),无二次污染;

2、改造费用低(5-35万元);

3、投资少运行费用低(30KW/d)。

4、设施运行可靠,操作和管理简便;

5、节能效果明显,初步测试节能5%以上,并大大提高锅炉的热效能,有明显的环境效益、经济效益和社会效益。


六、改造工程投资概算
   根据锅炉型号和现场情况,锅炉改造总投资5-35万元。


七、测试结果与国家限排标准相关指标对比

经过对比:改造生物质燃料锅炉烟尘排放浓度大于国家标准燃气锅炉限排指标,与国家标准燃煤锅炉限排指标基本等量;二氧化硫排放浓度是国家标准燃煤锅炉限排指标的百分之一,是国家标准天燃气锅炉限排指标等量,氮氧化物排放浓度小于国家标准天燃气锅炉限排指标。


八、生物质燃料锅炉与燃油气电锅炉的燃料成本运行分析

(一)、计算标准:
   各种燃料的热值以低位热值作为计算成本的基准,每小时总热量以1200万大卡理论设计功率作为计算标准;天然气低位热值按每标准立方8400大卡计算,每标准立方4.5元(各地所供的天然气低位热值都不一样,价格悬殊很大,此价格为浙江某地的参考价格),热效率90%;0#柴油按低位热值每公斤11000大卡计算,每吨8680元(江苏7.29元/公升,密度0.84), 热效率90%;木质生物质颗粒燃料按低位热值每公斤4000大卡计算,每吨1050元, 热效率85%;花生壳生物质压块燃料按低位热值每公斤3800大卡计算,每吨940元, 热效率85%;玉米桔杆生物质成型燃料按低位热值每公斤3800大卡计算,每吨920元, 热效率85%;其中生物质燃料低位热值如果低于标准值,则每降低100热值每吨燃料降价30元,同理生物质燃料低位热值如果高于标准值,则每升高100热值每吨燃料加价30元;所有计算成本燃料除0#柴油为油库价格,其它均为到厂含税价格。
   (二)、每小时各种燃料成本计算
   天 然 气:4.5×[12000000÷(8400×90%)]=7144(元)
   0# 柴 油: 8680×[12000000÷(11000×90%×1000)]=10520(元)
   木质颗粒: 1050×[12000000÷(4000×85%×1000)]=3706(元)
   花生壳料: 940×[12000000÷(3800×85%×1000)]=3494(元)
   玉米桔杆: 920×[12000000÷(3800×85%×1000)]=3416(元)
   (三)、其它成本
   1200万大卡的导热油锅炉使用生物质燃料与天然气每小时约需要增加120度电,人工费14-21元,机械设备损耗费8-16元,合计每小时需要多开支142-157元,加上不可预见的开支,每小时其它成本最多增加180元(燃油则按生物质的50%计算);另外需要增加一次性环保投资40万元(仅仅是燃烧核心技术和水式水膜除尘器投资)。如果按贵公司1200万大卡导热油锅炉连续24小时运行,每年按300天生产期计算,则可预见使用燃油燃气锅炉与生物质燃料锅炉的年使用成本差价。
   (四)、各种燃料的年使用成本
   天 然 气:(7144×24×300)÷10000=5144(万元)
   0# 柴 油: [(10520+90)×24×300] ÷10000=7639(万元)
   木质颗粒: [(3706+180)×24×300] ÷10000=2798(万元)
   花生壳料: [(3494+180)×24×300] ÷10000=2645(万元)
   玉米桔杆: [(3416+180)×24×300] ÷10000=2589(万元)
   注:燃柴油(气)锅炉与生物质燃料锅炉的运行成本比较,生物质燃料锅炉比燃油锅炉节省4994万元(节省燃料费用65.4%);比燃气锅炉节省2499万元(节省燃料费用48.6%)。
   以上计算与分析仅供决策参考,我们真诚希望为贵公司节省大量的生产成本,同时也为我们的子孙后代多留下一些不可再生的能源。使用生物质燃料利国利民利社会,也符合低碳持续发展的能源战略方针!
   (五)、各种方案对比(初略估算)
   (1)、按贵单位每小时制蒸汽20吨,平均每天生产24小时,不考虑到管道的损失,按单位一年用蒸汽300天计。
       方案Ⅰ:采用燃柴油(气)蒸汽锅炉
           ① 主机、辅机及安装费用等总投资:165万元
           ② 最低燃料年运行费用:5144万元
       方案Ⅱ:采用现有燃煤锅炉改造生物质燃料锅炉
           ① 改造投资费用:35万元
           ② 燃料年运行费用:2645万元
   (六)、投资效益比较
   与燃柴油(气)锅炉相比:35÷(5144–2645)=0.02年,不到一个月的时间就完全收回投资改造费用,以后当年可节省费用2400多万元。


九、社会经济环保效益分析
   (以20吨锅炉每天运行24小时,全年300天为例)
   (1)、直接经济效益:挤压成型后的生物质颗粒、压块燃料进入生物质锅炉燃烧,不需煤炭做辅助燃料即可燃烧干净,其经济效益比用任何一种能源的经济价值要好得多。(每年消耗生物质燃料2.68万吨,约节省标煤1.45万吨,与燃油锅炉对比节省4994万元,与燃油锅炉对比节省2499万元)
   (2)、直接环保效益:采用生物质燃料后每年直接减少1.45万吨标煤消耗,直接少排粉尘0.36万吨、二氧化硫0.036万吨、二氧化碳3.63万吨,(每年可申请国家节能减排奖励补贴资金)。
   (3)、间接经济效益:2.68万吨生物质颗粒压块燃料燃烧后的炉灰只需添加粉粹包装机械设备进行加工处理, 直接收集包装作为有机钾肥销售,其经济效益比处理煤炭灰渣要经济的多。
   (4)、燃烧过程更高效、更环保:生物质成型颗粒压块燃料直接利用生物质锅炉燃烧,全部经高温燃烧成炉灰,草酸(氯化物、碱金属)、焦油经高温裂解分解化合成盐类物质, 焦油经高温燃烧后发出8600大卡/公斤的热量,各项污染物排放指标远远优于国家对燃油(气)锅炉规定的限排指标,二氧化碳、二氧化硫趋近于零排放。(每年可申请国际欧美碳交易)
   (5)、直接社会效益:生物质颗粒压块燃料直接燃烧做能源利用后再做有机肥的模式,不仅解决了贵公司目前生产耗能面临和承受的环境和经济的双重压力,而且能够大规模的消纳农林废弃物,科学有效地处置农林废弃物良性发展,变废为宝,减轻当地政府环境压力。做到低消耗、低排放、高效率,把资源负效率变资源正效率,替代锅炉煤炭满足贵公司的供热需求,体现出极大的社会经济效益。
   综上所述:四川峨眉山市文龙新一代清洁燃烧技术作为一种新型的节能环保尖端技术,在核心技术、性能设计、燃料来源、燃料价格、运行费用、废气排放……等方面与传统的锅炉产品相比较都有着巨大的优势,其运行费用更是具有无可比拟的优势!根据贵公司利用生物质成型燃料能源化综合利用方案的实际情况仅从直接经济效率一项来分析当月收回全套设备系统改造投资费用!