煤锅炉改生物质粉体锅炉设备节能技术研究

煤锅炉改生物质粉体锅炉设备节能技术研究

黄兴辉

（广东省公路管理局茂名沥青储运中心广东茂名525000）

摘要：目前，由于把煤锅炉技术用于生产中会消耗大量的能源，生产成本高，市场竞争力低，环境污染严重。所以很多企业用户都对煤锅炉进行了生产技术的改造，把煤锅炉改造成生物质粉体锅炉设备。本文主要阐述了生物质粉体这种燃料，对本单位煤锅炉改生物质粉体锅炉设备的项目进行了具体的描述。把本单位煤锅炉改造成生物质粉体锅炉设备并投放于生产工作中，可以大大的提高锅炉的工作效率，节省能源，保护环境。由此可见，这项改造的工程对于单位节能减排工作有非常大的促进作用。

关键词：煤锅炉；生物质粉体；节能技术

引言

目前，全球都在倡导节能减排，保护绿色环境，保护大气层，避免温室效应。在我国，节能减排工作是一项非常艰巨而又伟大的项目，需要有长期奋战的精神。针对这种情况，国家颁布了一系列的节能减排的政策，如限塑令、绿色出行、煤锅炉改造等。为了响应国家的号召以及把煤锅炉技术用于生产中会消耗大量的能源，提高生产成本，污染大气环境。所以很多企业用户都对煤锅炉进行了生产技术的改造，把煤锅炉改造成生物质粉体锅炉设备。把煤锅炉改造成生物质粉体锅炉设备并投放于生产工作中，可以大大的提高锅炉的工作效率，节省能源，保护环境。由此可见，这项改造的工程对于我国的节能减排工作有非常大的促进作用。在企业的生产过程中，若煤锅炉的工作量不是太大，可以直接把煤锅炉升级成立式生物质粉体锅炉。若煤锅炉的工作量较大，就需要对其进行技术上的改造。本文主要研究的就是后者，在煤锅炉的基础上利用相关的技术，改造成生物质粉体锅炉设备。

1.锅炉改造的内容

1.1生物质粉体的品种

生物质是指光合作用所产生的各种生物有机体总称，主要含有：氧、氢、氮、碳、硫等元素。生物质粉体属于易燃材料，且燃烧速度、挥发速度都非常快，燃烧时间较短，在整个燃烧过程所耗费的时间中只占十分之一。在本单位的生产中，煤锅炉的工作强度较大，那它所使用的燃料最好是颗粒形状的生物质粉体材料。这种燃料具有质地坚固，燃烧速度平缓，能产生较高的热量，且颗粒匀称，燃烧状态平稳，便于操控等特点。大量实验也证明，只有这种颗粒状的生物质粉体燃料才能被改造后的锅炉设备使用。而其他类型的燃料，特别是块状或粉末状等产生热量较低的燃料都不能用于改造后的锅炉设备。

1.2生物质粉体材料的相关计算

煤锅炉在没进行改造时，在它投入到企业生产中前，要按照该煤锅炉产生的最大热量来估量燃料的使用数量以及链条炉排上盛放的燃料高度。燃料的使用数量可以选择逆推法来估量，估量公式为B=Q/nQdw。其中，B是生物质粉体燃料的使用数量；Q代表的是锅炉产生的最大热量；n代表的是锅炉产生热量的速度；Qdw代表的是生物质粉体燃料的低位发热量。根据这个公式可以容易的估量出燃料的使用数量，并以此来计算炉排速度和燃料堆放的高度：B=plsvh。其中，B代表的是生物质粉体燃料的使用数量；p代表的是生物质粉体材料的堆放密度；l、s代表的是炉排的长宽；v代表的是炉排的速度；h代表的是堆放燃料的厚度。

1.3炉膛改造

在针对煤锅炉的整个改造过程中，炉膛改造是最重要也是技术要求最高的工作。改造方法是：增加前拱高度、减少后拱高度、缩短后拱长度。

增加前拱高度是想要为后期二次风设备的装置扩大空间，装置二次风设备和三次风设备，一是为主燃区燃料的燃烧提供丰富的氧气，二是把主燃区的火苗吹向炉膛后面，使炉内的气流产生浮动，保障主燃区的温度适中，增加燃料和高温烟气在煤锅炉内存在的时间。

减少后拱高度、缩短后拱长度是想要增加煤锅炉内部高温烟气的存在空间。煤锅炉后拱的作用是控制烟气，把炉排后端出现的高温烟气产生浮动，从而提高煤锅炉内燃料燃烧的效率。生物质粉体在煤锅炉后端已经呈现燃烧殆尽的状态，如图1，所以，煤锅炉后拱已经不再需要去控制烟气。减少煤锅炉后拱的高度和长度能够增加煤锅炉内部的空间，再与二次风设备和三次风设备相结合，可以让火苗覆盖在整个煤锅炉内部，从而加大煤锅炉内部的热能承载量，加快燃料燃烧的速度，提高煤锅炉的工作效率。

1.4风机改造

想要在煤锅炉改造后实现生物质粉体燃料能够燃烧殆尽的目的，就要对煤锅炉的风机加装一个智能化变频调速控制系统。通过智能化控制算法，根据生物质燃料的不同，精确地对锅炉的风量、风压、燃料和烟压进行控制，保持风量有一定的余量，确保生物质粉体燃料能够燃烧殆尽，避免燃料的浪费，节省成本。

1.5炉排改造

当煤锅炉的燃料种类确定后，在煤锅炉的承载量不发生重大改变时，燃料堆放的厚度不用经常调动，只要调动炉排速度和配风即可。煤锅炉在正常工作状态中，炉排降速机转速大概为300-500r/min。在对煤锅炉进行改造后，想要炉排降速机的转速达到600-800r/min。这就要求炉排的转速要是改造前煤锅炉炉排转速的1.5-1.8倍。提高炉排速度可以延伸炉排的长度，增加炉排的受热面积，从而加大煤锅炉内部热量的承载力度，提高煤锅炉的制热性能。

1.6除尘系统改造

煤锅炉在正常工作过程中，燃烧生物质粉体所产生的灰尘要比燃烧煤炭产生的灰尘多。所以，对于改造后的煤锅炉，需要加强其的除尘能力。除尘设备有：电除尘、布袋除尘和水膜除尘。本单位选择水膜除尘设备进行除尘，除尘干净，但需要除尘水池的面积较大，对除尘的水池、水经常进行检查检验，安装自动调酸调碱控制系统，确保水质排放达标。

2.改造后的煤锅炉在使用中要注意的事项

改造后的煤锅炉在实际使用时，要先提前存储能够供应一周的生物质粉体燃料。相关企业要建立面积为200平方米的仓库，用来盛放生物质粉体燃料，避免遭受风吹雨淋。煤锅炉改造后，司炉相关的员工要熟练掌握有关知识，知道生物质粉体燃料的特性，能够熟练操作煤锅炉。尤其是煤锅炉在起炉升压、承载量的转变、保压、关炉时，要根据实际需要调控一次风设备和二次风设备的风量，操控炉排速度，操控煤闸门和挡板。这些都要求司炉的相关人员在平时的工作中要细心谨慎，勤学好问，积累经验，确保能安全熟练的操控煤锅炉。

3.改造后煤锅炉的节能效果

经过一段时间的使用和研究可以发现：2015年-2016年，燃烧生物质粉体燃料的成本会比燃烧煤炭的成本低，这是因为市场上生物质粉体燃料的单价要比煤炭的单价低13%-20%，但生物质粉体燃料的消耗量要比煤炭的消耗量略高。但在改造后的煤锅炉生产中，选择电机变频技术或智能化控制系统，从而降低了用电的费用，确保生物质粉体燃烧殆尽。同时，改造后的煤锅炉提高了工作效率，增加了烟气的产量。相关数据显示，改造后的煤锅炉在使用过程中，每小时的综合费用如燃料成本、电费、水费、工人薪资、机器折旧费用和其他费用等全部加在一起，煤锅炉的成本费用比改造前的成本费用降低10%。综合考虑，煤锅炉的改造费用大概为18000元/吨，节省了大量的能源，保护了绿色环境，对国家甚至是全球的节能减排工作都做出了巨大的贡献。所以，很多企业或单位都把改造后的煤锅炉投入到生产活动中。

4.结论

在企业或相关单位的生产活动中，把传统的煤锅炉改造成生物质粉体锅炉设备是可行的。在改造煤锅炉的过程中，不对它的承压部件进行改造，在选择相关的改造技术后，传统的煤锅炉可以燃烧生物质粉体燃料，且可以提高煤锅炉的工作效率。而燃烧生物质粉体所产生的有害气体很少，响应了国家的节能减排政策。但是，司炉人员要熟练掌握改造后的煤锅炉操作方式，确保安全生产。另外，生物质粉体燃料属于可再生能源，它不能完全取代传统能源的位置。但生物质粉体燃料作为一种污染较小、节能较好的能源，在煤锅炉的工作中一定会受到有关单位或企业的使用。

参考文献：

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