背景簡介
江蘇興化生物質集中供熱項目
江蘇興化興東鎮脫水蔬菜工業園區集中供熱項目是由興化市熱華能源有限公司投資、建設和運營的擁有30年特許經營權的供熱項目。 脫水蔬菜生產是園區主導產業,有大大小小的脫水蔬菜生產企業近20家。項目以燃生物質的臥式循環流化床鍋爐替代了用汽企業自建的小型燃煤、燃氣和燃稻殼的鏈條爐。 項目占地面積19.53畝,建設規模為2臺45t/h臥式循環流化床純燃生物質鍋爐,替代園區內總計120蒸噸分散于各生產企業的燃煤小鍋爐,為園區內脫水蔬菜生產企業提供高品質工業用蒸汽。 項目所在地毗鄰全國最大的稻米加工集散地戴窯,通過水陸運輸稻殼有著天然的地理位置優勢。鍋爐設計為純燃稻殼,后期隨著稻殼被用于加工成生物質顆粒、飼料、肥料等用途,稻殼的采購單價明顯上升。綜合考慮燃料可獲取性和采購成本,目前選擇純燒或摻燒稻殼、木片、枝丫材等多種生物質燃料。
熱華方案
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鍋爐可用率
發明了適合臥式循環流化床鍋爐的排渣裝置、回料器、分離器、中心筒等關鍵部件。鍋爐整體高度降低和物料復合循環,實現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性下降,避免了分離器后燃及結焦、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,比傳統燃生物質鍋爐的連續運行周期顯著延長。設備檢修間隔時間增長,運維成本降低。2021年,示范項目中的1號爐就創下了中小型生物質鍋爐225日(連續5400小時)不停爐的記錄。
該技術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沉積溫度,能有效防止省煤器等對流管束上的積灰。常規的循環流化床分離溫度為850℃至900℃,臥式循環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燃燒溫度,同時,不會發生分離器及尾部受熱面結焦現象;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沉積。采取燃氣脈沖吹灰器(無需水沖洗),對粘結性積灰的吹灰效果好,克服了堿金屬積灰和粘結問題。
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環保成本
針對工業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籌布置,基于三床多分級循環燃燒技術路線,增加燃料分級噴口,形成了三床多分級低NOx-CFB燃燒技術,可將氮氧化物原始排放降低50%以上。在系統成套技術方面,通過氣固流態化燃燒、燃料分級燃燒、分級配風等控制氮氧化物原始生成,氮氧化物的原始排放可低于100毫米/立方米。輔助爐內SNCR脫除氮氧化物、爐內鈣基脫硫劑干法脫硫、尾部煙氣堿液洗滌精脫二氧化硫、旋風粗除塵、布袋過濾精除塵等復合手段,實現爐內控制和爐外尾部設施控制的優化組合,經濟、高效地實現了超低排放。與傳統技術相比,達到同樣的環保排放標準,脫硫脫硝運行成本可節約一半。鍋爐顆粒物、二氧化硫和氮氧化物排放優于《鍋爐大氣污染物排放標準GB13271-2014》規定的關于重點地區燃氣鍋爐排放限制要求。
工藝流程
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