一、各型鍋爐燃燒特點:
1、燃?xì)忮仩t:
由于大型燃?xì)忮仩t熱效率為90%。分戶壁掛式采暖燃?xì)鉅t的熱效率也為90%。所以一般大型供熱小區(qū)都采用分戶式燃燒器安裝形式,這樣既不占用鍋爐房土地面積,也不用專職司爐工。也使的供熱方式更加靈活,各用戶可根據(jù)自身條件合理調(diào)節(jié)控制室內(nèi)溫度。
2、燃煤鍋爐:
現(xiàn)在主流的燃煤供熱主要有已下幾種:煤粉工業(yè)鍋爐、水煤漿鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐和臥式鏈條鍋爐。
①、煤粉鍋爐:特點是具有效率高、污染物排放控制水平高、投資適中、操控簡單、運行成本低廉等優(yōu)點。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上有以下特點:一是計算機(jī)自動控制和調(diào)節(jié)。煤粉磨制和輸送、分級燃燒、除塵脫硫等環(huán)節(jié)均由計算機(jī)自動控制,全封閉運行。鍋爐隨用隨點火,30秒鐘即可進(jìn)入正常運行狀態(tài)。二是節(jié)能效果顯著。從實際運行情況看,鍋爐運行效率可達(dá)90%以上,比傳統(tǒng)鍋爐高20多個百分點,可實現(xiàn)節(jié)煤30%以上。此外,由于簡化了鍋爐輔機(jī)系統(tǒng),還可以減少電耗30%左右。三是環(huán)境友好。該鍋爐系統(tǒng)全密閉運行,飛灰可用罐車集中收集作為建材原料。通過采用爐內(nèi)脫硫或尾部干法脫硫、布袋除塵等措施,二氧化硫、煙塵排放濃度分別小于150毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米、20毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米,分別為現(xiàn)行燃煤工業(yè)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的12%、20%,低于燃煤電站鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn),總體排放水平接近燃?xì)忮仩t。四是運行成本低。據(jù)測算,新型煤粉鍋爐系統(tǒng)單位投資低于25萬元/蒸噸,約為傳統(tǒng)鍋爐同等配置的1.1-1.4倍,但燃料、人工、電費等運行成本合計僅為傳統(tǒng)鍋爐的70%左右,用戶可在兩年內(nèi)收回多投入的資金。
缺點是煤粉由制粉廠集中磨制、統(tǒng)一供應(yīng)。原料供應(yīng)方面有不利因數(shù)。
②、水煤漿鍋爐:水煤漿鍋爐是指使用水煤漿為燃料的鍋爐。水煤漿是一種由70%左右的煤粉,30%左右的水和少量藥劑混合制備而成的液體,可以象油一樣泵送、霧化、儲運,并可直接用于各種鍋爐、窯爐的燃燒。它改變了煤的傳統(tǒng)燃燒方式,顯示出了巨大的環(huán)保節(jié)能優(yōu)勢。尤其是近幾年來,采用廢物資源化的技術(shù)路線后,研制成功的環(huán)保水煤漿,可以在不增加費用的前提下,大大提高了水煤漿的環(huán)保效益。在我國豐富煤炭資料的保障下,水煤漿也已成為替代油、氣等能源的最基礎(chǔ)、最經(jīng)濟(jì)的潔2
凈能源。1、水煤漿鍋爐的優(yōu)勢在于環(huán)保、節(jié)能、高效,其有效的利用煤炭資源使鍋爐燃盡率達(dá)到98%以上。
2、調(diào)整負(fù)荷方便。水煤漿鍋爐的負(fù)荷可在35%—100%的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié),可達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行的效果。
3、節(jié)約土地。燃料及粉煤灰采用罐裝密閉運輸方式,無揚塵污染,無需儲煤場和渣場,有效地提高了土地利用率,節(jié)約用地50%以上。
4、運行成本低,自動化程度高。節(jié)約人力資源,原煤鍋爐每班6-7人,而水煤漿鍋爐每班只需2名運行人員。節(jié)約燃料20%以上。職工勞動及工業(yè)衛(wèi)生條件得到大幅度改善。5、經(jīng)測試水煤漿鍋爐煙塵排放濃度為100mg/Nm3左右。國家《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB
13271-2001)規(guī)定煙塵排放濃度為200
mg/Nm3,僅為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定燃煤鍋爐的1/2。燃燒后的灰可采用密閉的干法氣體出灰系統(tǒng)收集后,可用作加氣塊和水泥的生產(chǎn)原料。缺點是需要增加水煤漿制造設(shè)備,用戶自制水煤漿。需要投入場地和人力。
③、循環(huán)流化床鍋爐:
該爐基本構(gòu)造:鍋爐本體構(gòu)造由燃燒設(shè)備、給煤裝置、布風(fēng)系統(tǒng)、高溫旋風(fēng)分離器、[外循環(huán)]對流管束、省煤器、空氣預(yù)熱器等組成。該型鍋爐結(jié)構(gòu)布局簡單、緊湊,爐膛出口處配置有平行的高溫旋風(fēng)分離器,分離效率高;在可在較短時間內(nèi)啟、停鍋爐。并具有一定的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力,返料器進(jìn)料量與回料量自動平衡,運行中無需人為調(diào)節(jié),自動化程度高,雙鍋筒橫置式自然循環(huán),運行平穩(wěn)高效,故障率低。循環(huán)流化床鍋爐脫硫是一種爐內(nèi)燃燒脫硫工藝,以石灰石為脫硫吸收劑,燃煤和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入。石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。氣流使燃煤、石灰顆粒在燃燒室內(nèi)強烈擾動形成流化床,燃煤煙氣中的SO2與氧化鈣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被脫除。為了提高吸收劑的利用率,將未反應(yīng)的氧化鈣、脫硫產(chǎn)物及飛灰送回燃燒室參與循環(huán)利用。鈣硫比達(dá)到2~2.5左右時,脫硫率可達(dá)80%~95%,NOx排放比一般鍋爐可減少50%;生產(chǎn)工期:該鍋爐生產(chǎn)周期約為90個工作日,安裝調(diào)試工期約為85個工作日。司爐工配備:需經(jīng)正規(guī)培訓(xùn)后持證上崗工人10-12人。
運行費用:鍋爐制造費用:若選用兩臺40噸循環(huán)流化床鍋爐,不含土建費用造價約為:520萬元/臺。兩臺合計大約為1036萬。
循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點。⑴、燃料適應(yīng)性廣:這是循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點之一。在循環(huán)流化床鍋爐中按重量計,燃料僅占床料的1~3%,其余是不可燃的固體顆粒,如脫硫劑、灰渣等。因此,加到床中的新鮮煤顆粒被相當(dāng)于一個“大蓄熱池”的灼熱灰渣顆粒所包3
圍。由于床內(nèi)混合劇烈,這些灼熱的灰渣顆粒實際上起到了無窮的“理想拱”的作用,把煤料加熱到著火溫度而開始燃燒。在這個加熱過程中,所吸收的熱量只占床層總熱容量的千分之幾,因而對床層溫度影響很小,而煤顆粒的燃燒,又釋放出熱量,從而能使床層保持一定的溫度水平,這也是流化床一般著火沒有困難,并且煤種適應(yīng)性很廣的原因所在。(2)燃燒效率高:循環(huán)流化床鍋爐的燃燒效率要比鼓泡流化床鍋爐高,通常在95~99%范圍內(nèi),可與煤粉鍋爐相媲美。循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率高是因為有下述特點:氣固混合良好;燃燒速率高,其次是飛灰的再循環(huán)燃燒。
(3)高效脫硫:由于飛灰的循環(huán)燃燒過程,床料中未發(fā)生脫硫反應(yīng)而被吹出燃燒室的石灰石、石灰能送回至床內(nèi)再利用;另外,已發(fā)生脫硫反應(yīng)部分,生成了硫酸鈣的大粒子,在循環(huán)燃燒過程中發(fā)生碰撞破裂,使新的氧化鈣粒子表面又暴露于硫化反應(yīng)的氣氛中。這樣循環(huán)流化床燃燒與鼓泡流化床燃燒相比脫硫性能大大改善。當(dāng)鈣硫比為1.5~2.0時,脫硫率可達(dá)85~90%。而鼓泡流化床鍋爐,脫硫效率要達(dá)到85~90%
,鈣硫比要達(dá)到3~4,鈣的消耗量大一倍。與煤粉燃燒鍋爐相比,不需采用尾部脫硫脫硝裝置,投資和運行費用都大為降低。(4)氮氧化物(NOX)排放低:氮氧化物排放低是循環(huán)流化床鍋爐另一個非常吸引人的特點。運行經(jīng)驗表明,循環(huán)流化床鍋爐的NOX排放范圍為50~150ppm或40~120mg/MJ。循環(huán)流化床鍋爐NOX排放低是由于以下兩個原因:一是低溫燃燒,此時空氣中的氮一般不會生成NOX
;二是分段燃燒,抑制燃料中的氮轉(zhuǎn)化為NOX
,并使部分已生成的NOX得到還原。(5)燃燒強度高,爐膛截面積?。籂t膛單位截面積的熱負(fù)荷高是循環(huán)流化床鍋爐的另一主要優(yōu)點。其截面熱負(fù)荷約為3.5~4.5MW/m2,接近或高于煤粉爐。同樣熱負(fù)荷下鼓泡流化床鍋爐需要的爐膛截面積要比循環(huán)流化床鍋爐大2~3倍。(6)負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大,負(fù)荷調(diào)節(jié)快:當(dāng)負(fù)荷變化時,只需調(diào)節(jié)給煤量、空氣量和物料循環(huán)量,不必像鼓泡流化床鍋爐那樣采用分床壓火技術(shù)。也不象煤粉鍋爐那樣,低負(fù)荷時要用油助燃,維持穩(wěn)定燃燒。一般而言,循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)比可達(dá)(3~4):1。負(fù)荷調(diào)節(jié)速率也很快,一般可達(dá)每分鐘4%。(7)易于實現(xiàn)灰渣綜合利用:循環(huán)流化床燃燒過程屬于低溫燃燒,同時爐內(nèi)優(yōu)良的燃盡條件使得鍋爐的灰渣含炭量低(含炭量小于1%),屬于低溫?zé)福子趯崿F(xiàn)灰渣的綜合利用,如作為水泥摻和料或做建筑材料。同時低溫?zé)敢灿欣诨以邢∮薪饘俚奶崛 ?8)床內(nèi)不布置埋管受熱面:循環(huán)流化床鍋爐的床內(nèi)不布置埋管受熱面,因而不存在鼓泡流化床鍋爐的埋管受熱面易磨損的問題。此外,由于床內(nèi)沒有埋管受熱面,啟動、停爐、結(jié)焦處理時間短,可以長時間壓火等。(9)燃料預(yù)處理系統(tǒng)簡單:循環(huán)流化床鍋爐的給煤粒度一般小于13mm,因此與煤粉鍋爐相比,燃料的制備破碎系統(tǒng)大4
為簡化。(10)給煤點少:循環(huán)流化床鍋爐的爐膛截面積小,同時良好的混合和燃燒區(qū)域的擴(kuò)展使所需的給煤點數(shù)大大減少。既有利于燃燒,也簡化了給煤系統(tǒng)。
④:臥式鏈條鍋爐:鏈條鍋爐主要有以下特點:適應(yīng)煤種廣泛、運行穩(wěn)定,操作簡單、結(jié)構(gòu)相對簡單,工藝要求較低、鍋爐運行參數(shù)較低、占地面積較小、鍋爐效率較低、初投資相對較少、后期維護(hù)容易、附屬設(shè)備很少、安全措施較易掌握。
由于鏈條鍋爐燃煤是在鏈條爐排上燃燒,鏈條緩慢移動,帶動燃燒的燃煤運行,燃煤的燃盡程度與鏈條運行的速度有很大關(guān)系,鏈條鍋爐主要是燃煤在鏈條上燃燒,所以該型鍋爐相對與電站鍋爐適應(yīng)煤種更加廣泛。但正因為燃燒方式的不同,該型鍋爐效率最高可達(dá)70%左右,效率較低,爐渣含碳量很高,燃燒褐煤較容易燃盡。褐煤發(fā)熱量一般較低,達(dá)不到鍋爐蒸發(fā)量的要求,所以鏈條爐還是以煙煤為主。一般煙煤和褐煤混合燃燒,效果較好。爐溫控制很重要,如果爐溫較低,褐煤和煙煤容易結(jié)焦,兩種煤的混合比例必須按1∶3的比例為好,還可以采取添加爐渣的方式,防止鍋爐水冷壁結(jié)焦??傊?,該型鍋爐燃煤的選擇與鍋爐穩(wěn)定運行密切相關(guān)。對于不同的煤種必須采取一定的措施,才能保證管理的安全穩(wěn)定運行。鏈條鍋爐由于燃煤在爐排上燃燒,燃燒時間較長,控制調(diào)節(jié)相對容易。為了控制鍋爐效率,根據(jù)不同的煤種,調(diào)節(jié)鏈條爐排的運行速度很重要。對于揮發(fā)份大的煤種比如褐煤,鏈條爐排運行速度可以快些,因為褐煤揮發(fā)份高,容易燃燒,爐排速度快些,這樣既可以保證燃煤燃盡,又可以保證鍋爐的運行參數(shù)。而對于揮發(fā)份小的煤種,爐排運行速度應(yīng)該較低,這樣可以盡量保證燃煤燃盡。揮發(fā)份很少,發(fā)熱量大的煤種,例如無煙煤必須添加褐煤等揮發(fā)份高的煤種,才可能使無煙煤燃燒并且盡量燃盡。一般鏈條鍋爐負(fù)荷較低,送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)功率較小,運行操作較容易。運行時以微負(fù)壓為宜,如果出現(xiàn)斷火結(jié)焦情況時,處理時可以適當(dāng)正壓,但不能長時間正壓,正壓利于燃燒,但對環(huán)境和人體的傷害很大。鏈條鍋爐主要結(jié)構(gòu)分燃燒室和尾部煙道。燃燒室體積較小,熱風(fēng)從鏈條爐排底部吹入,燃燒室呈拱形,喉部有拉稀管束,主要是為了減小煙氣流速,防止飛灰顆粒沾粘管壁??諝忸A(yù)熱器和省煤器布置在尾部煙道,一般為一級,也有兩級布置的。由于安全系數(shù)較小,所以材質(zhì)可以選擇相對便宜,安全性能低一些的材質(zhì),工藝要求也可以較電站鍋爐適當(dāng)放寬。工業(yè)鍋爐的運行參數(shù),一般滿足工業(yè)加工需要即可,所以設(shè)計運行參數(shù)較低,一般20~30個大氣壓,300℃~400℃,相對于電站鍋爐的運行參數(shù)低很多,這也是鏈條鍋爐能夠存在的原因。現(xiàn)在大多數(shù)鏈條爐在獨立工業(yè)區(qū)存在,應(yīng)用前景一般。鏈條爐結(jié)構(gòu)簡單,蒸發(fā)量小,運行參數(shù)較低,單位爐膛體積發(fā)熱量較低,因而它的占地面積小,不必如電站煤粉爐用很大面積布置附屬設(shè)備,這也是5
鏈條鍋爐的優(yōu)點之一。
由于采用的是鏈條爐排上燃燒方式,燃燒很難完全燃盡。煤粉爐效率可達(dá)98%,而鏈條鍋爐最高就是70%左右,這也是鏈條鍋爐應(yīng)用前景不容樂觀的原因之一。但通過調(diào)節(jié)燃燒添加助燃劑等措施,鏈條鍋爐效率有了一定的提高。鏈條鍋爐設(shè)施簡單,造價較低,初始投資較少。鏈條鍋爐沒有磨煤機(jī)、排粉機(jī)、粗粉分離器、細(xì)粉分離器、給煤機(jī)等附屬設(shè)備因而結(jié)構(gòu)相對簡單,后期維護(hù)容易。檢修重點在水冷壁和尾部煙道。一般大小修主要維護(hù)鍋爐本體、引送風(fēng)機(jī)等,而且由于工作環(huán)境參數(shù)較低,設(shè)備磨損主要在尾部煙道,所以日常維護(hù)較容易。鏈條鍋爐的安全措施主要有安全閥和向空排汽等措施。這樣才能保證鍋爐安全運行。如果安全閥啟動正常,一般都可以保證鍋爐的安全。
如果選用4臺(20噸/小時)臥式鏈條采暖鍋爐。費用約為150萬元/臺,四臺合計約為580萬元。