生物质锅炉计划书

生物质锅炉计划书（精选6篇）

篇1：生物质锅炉计划书

天津××××有限公司

6t/h、1.25Mpa燃煤蒸汽锅炉

改燃生物质成型燃料

技 术 方 案

盐城博联环保科技有限公司

地

址：江苏省盐城市盐南机电产业园 电

话：0515-传

真：0515-

联系人：蔡伟民 183

目

录

一、项目概况………………………………………………………………………………01

二、基础数据………………………………………………………………………………01

三、改造原则………………………………………………………………………………02

四、设计依据………………………………………………………………………………02

五、生物质成型燃料介绍………………………………………………………………02

六、技术介绍………………………………………………………………………………05

七、改造技术措施………………………………………………………………………10

八、技术特点………………………………………………………………………………13

九、改造后锅炉主要参数…………………………………………………………………14

十、工程报价………………………………………………………………………………15

十一、工程周期……………………………………………………………………………15

十二、售后服务承诺………………………………………………………………………16

十三、运行费用比较………………………………………………………………………16

十四、配套布袋除尘器……………………………………………………………………17

专心 专注 专业

一、项目概况

天津市××××有限公司位于天津市××区，专业生产××××××××××××等系列产品。××公司为满足生产、生活需求，现安装有1台燃6t/h燃煤蒸汽锅炉。现应天津市燃煤锅炉整治工作要求，10吨以下锅炉需进行清洁燃料变更，××公司拟对这台燃煤锅炉进行改造，考虑到该锅炉使用年限短，运行状况好，拟对其实施改造，实现燃用低成本清洁燃料，同时避免重复投资。

目前，可用于锅炉的清洁能源主要有天然气、轻质燃料油、生物质成型燃料和电等，其中，生物质成型燃料是成本最低、也是目前国家大力鼓励的清洁能源。为此，建议××公司对该台锅炉实施改燃生物质成型燃料，以实现节能、环保之目的。

二、基础数据

锅炉型号：

DZL6-1.25-AⅡ 锅炉形式：

单锅筒、纵置式

链条炉排

燃料：

II类烟煤 额定蒸发量：

6t/h 额定蒸汽压力：

1.25Mpa 运行压力：

1.0Mpa 蒸汽温度：

194℃ 设计热效率：

75% 除尘方式：

水膜除尘 出厂时间：

20××年×月

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三、改造原则

1、适用燃料由II类烟煤改造为生物质成型燃料。

2、仅对燃烧部分进行改造，不变动承压部件。

3、出力、效率等参数不低于原燃煤指标。

4、能连续运行，便于负荷调节。

5、适应生产用热量变化，满足压火、封炉要求。

6、烟气排放符合环保要求。

四、设计依据

1、TSG G0001-2012-《锅炉安全技术监察规程》；

2、JBT 10094-2002-《工业锅炉通用技术条件》；

3、TSG G3001-2004-《锅炉安装改造监督管理规则》；

4、GB 50211-2004-《工业炉砌筑工程施工及验收规范》； 5、2014版《中华人民共和国环境保护法》；

6、GB13271-2014-《锅炉大气污染物排放标准》；

7、GB50131-2007-《自动化仪表工程施工质量及验收规范》；

8、GB50168-2006-《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》。

五、生物质成型燃料介绍

1、生物质成型燃料

生物质颗粒燃料是应用农业、林业废弃物（如木屑、甘蔗渣、棉花秆、稻秆、麦秆）作为原料，经过粉碎、混合、烘干、挤压成型等工艺制备而成的新型清洁燃料。其主要参数如下（以某木屑基生物质成型燃---------------------YANCHENG BOLIAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD

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料为例）：

发热量Qgr

17.02 MJ/kg 固定碳FC

15.99% 挥发份V

74.29% 碳C

46.88% 氧O

37.94% 氢H

5.27% 硫St

0.05% 氮N

0.14% 灰分A

1.81% 水分Mt

9.91%

2、燃料特点 ○ 更环保

含硫极低，燃烧时几乎不产生SO2；燃料中含氧38%，燃烧时耗氧低，产生的NOX少;生物质燃料C链短、H链长，燃烧时释放CO2少,同时，生物质排放和吸收CO2构成自然碳循环，实现CO2零排放。○ 热值高

生物质成型燃料发热量大，热值在3900~4800kcal/kg，可媲美化石燃料。

○ 成本低

原料及加工、运输费用低，使用生物质成型燃料比天然气节省---------------------YANCHENG BOLIAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD

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45%，比轻柴油节省65%。

○ 更安全

生物质成型燃料储运方便，消防要求低。○ 总量大

生物质能源是世界第四大能源，其年生产量远远超过全世界总能源需求量，原料供应基本不受地域限制，特别适合于传统能源缺乏地区。

○ 可再生

生物质成型燃料通过植物光合作用可以再生，能保证能源的永续利用。

3、燃烧原理

生物质成型燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程, 又是生物质成型燃料和空气间的传热、传质过程。生物质成型燃料的燃烧必须有足够温度的热量供给和适当的空气供应。它可分作预热、干燥(水分蒸发)、挥发分析出（含气体挥发份和焦油挥发份）、固定碳燃烧等过程。

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六、改造技术介绍

在制定改造方案时，应充分考虑煤炭和生物质成型燃料的不同特性，改造后的锅炉才能达到安全、稳定运行之目的。

1、煤炭与生物质成型燃料的主要特性比较（1）含碳量

煤炭的含碳量可以达到×～×%，而生物质成型燃料的含碳量较少，低于×%。因此，生物质成型燃料与煤炭相比燃烧过程短，明显不耐烧。（2）挥发份

高达×%的挥发份是生物质成型燃料的一大特点，而煤炭的平均挥发份在×%左右。气体挥发份在一定温度下（一般×℃左右）热分解而快速析出，所以生物质成型燃料易被引燃，在燃烧初期需氧量远大于煤炭。

（3）含焦油量

煤炭中的焦油含量在×%以下，生物质成型燃料中的焦油含量达到25%，焦油在温度达到×～×℃时才能变为气体析出，如不能将其充分燃烧，在对流受热面降温后将恢复成液态，随烟气流动沾粘在管壁上，烟气中的灰分也会迅速被其粘附。（4）含氧量

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煤炭的含氧量在一般×%以下，生物质成型燃料的含氧量在×～×%，因此生物质成型燃烧时耗氧量要小于烟煤，原有燃煤锅炉的鼓风量能够满足生物质成型燃料燃烧需求。（5）含硫量

煤炭的含硫率在×%以上，生物质成型燃料的含硫率只有×%，燃用生物质成型燃料不需要安装烟气脱硫装置，同时烟气露点降低，设备后部的对流受热面和省煤器低温腐蚀显著减轻，延长锅炉使用寿命。（6）发热量

锅炉用煤的发热量在×kcal/kg左右，生物质成型燃料的发热量在×～×kcal/kg，煤炭的热值高于生物质成型燃料，但生物质成型燃料的燃烬率高达×%以上，其耗量与煤炭基本相当。（7）灰熔点

煤炭的灰熔点在×℃左右，生物质成型燃料含有较多的K+、Na+离子，灰熔点较低，易结焦。相对于固定炉排锅炉，生物质成型燃料更适合在链条炉排锅炉上燃用。（8）灰分

煤炭中的灰分占到×%以上，生物质成型燃料中的灰分在×%左右，燃用生物质成型燃料产生的灰渣量小，仅为燃煤的×左右，降低了司炉工劳动强度。（9）密度

煤炭的密度在×～×，而生物质成型燃料的密度在×左右，两者相差不大。

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2、燃煤锅炉改造注意事项

中小型燃煤锅炉一般均为层燃式固定炉排和链条炉排锅炉，锅炉本体的主体结构、辐射受热面布置、对流受热面布置、燃烧设备和配风等均按燃煤特性设计，如果对其实施的改造不符合生物质成型燃料特性，将引起有锅炉热力特性、传热特性、水循环及烟气阻力的变化，运行中会出现下列现象并影响到锅炉的安全运行。

（1）高挥发份的生物质成型燃料着火性能好，进入炉膛即迅速燃烧，高温区大幅提前，火焰高于燃煤，紧贴着锅炉前拱直接加热前端锅筒和水冷壁，导致辐射受热面受热不均，锅炉介质动力特性随之变化。（2）生物质成型燃料在炉膛前端剧烈燃烧，原配风系统与之不匹配，易引起高温区局部供氧不足，燃料燃烬率下降，烟气飞灰严重，热效率降低。

（3）由于高温区偏离和火焰中心相对高度的变化，炉膛内各温度区间也随之产生较大变化，导致锅炉出汽不稳定。

（4）焦油挥发份在×℃以上温度窗口析出后，由于缺氧和燃烧行程缩短而不能充分燃烧，气态焦油随烟气进入对流受热面后温度下降，还原为液态后极易粘附于管壁表面。管壁上的液态焦油捕集烟气中的飞灰形成垢层，影响热力传导，局部高温导致的结焦使传热进一步恶化，最终管壁和焊接部位因应力不均产生扭曲甚至撕裂，极易发生安全事故。（5）生物质成型燃料引燃性能较好，在便于点火的同时也带来了压火和封炉困难，如改造时未充分考虑该因素，锅炉需要频繁点火，在压火和封炉时将产生倒烟、回火现象，恶化锅炉房环境甚至发生安全事故。

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3、炉膛容积热负荷的变化

炉膛容积热负荷是燃烧设备的主要特性参数之一，对于燃煤的层燃炉来说，由于煤炭的热量主要在炉排面上放出，从燃烧的角度来看，炉膛容积热负荷只是一个控制性的指标，炉膛容积并不是影响燃烧效率的最主要因素。

但是，燃煤锅炉改造为燃生物质成型燃料后，由于燃料特性的不同，在保留层燃炉的特性之外兼具了部分室燃炉的特征，炉膛容积热负荷就显得重要起来，它影响着燃料在炉内的停留时间和炉膛的出口温度。

炉膛容积热负荷取得过高，部分燃料来不及燃尽就排出炉膛，许多颗粒和炭黑无法燃烬，不但降低了燃料利用率，严重的甚至会引起尾部受热面部位二次燃烧。

根据我司多年设计和改造锅炉经验，层燃锅炉的炉膛容积热负荷一般在×kw/m3左右，室燃炉的炉膛容积热负荷一般在×kw/m3左右。燃煤层燃锅炉在同样负荷条件下改为具有部分室燃特征的固气复合燃烧方式，炉膛容积热负荷要比设计值大×%左右，必须采取相应技术措施予以调整。

炉膛出口烟气温度θ”一般按下式计算： θ”=Tn/[M(σ0ΨF1α1T3n/φBjCpj)0.6+1]-273 Tn——理论燃烧温度

σ0——辐射常数 Ψ——炉壁热有效系数

F1——炉壁面积 α1——炉膛黑度

φ——炉墙保温系数 Bj——燃料量

Cpj——烟气平均热容量

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在炉膛形状、容积和锅炉负荷一定时，炉膛出口温度主要由表征炉内温度分布特性系数M决定，M值取决于炉内最高火焰温度的相对位置Xmax以及燃料和燃烧方式。

M=B-C(Xmax+ΔX)B——燃烧方式系数 C——燃料种类系数

ΔX——室燃炉火焰中心位置修正值 Xmax——火焰中心高度与炉膛高度比值

4、锅炉改造热力计算

（1）实际燃料消耗量计算按下式确定：

B为锅炉燃料实际消耗量；Q1为锅炉工质吸收的热量，即锅炉出力；为燃料收到基低位发热量；η为锅炉热效率。

锅炉改造前后要求保证正常出力，即Qq=Qh，假定锅炉改造前后热效率不变，即ηq=ηh，则

（2）炉排面积和炉膛容积计算按下式确定：

Ar为炉排有效面积；B为锅炉燃料实际消耗量；qr为炉排面积热---------------------YANCHENG BOLIAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD

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负荷；Vl为炉膛有效容积；qv为炉膛容积热负荷（qr和qv可根据锅炉设计手册或设计、运行经验确定），所以

换算可得

由以上计算可知，燃煤锅炉改燃生物质成型燃料前后的有效炉排面积和有效炉膛容积只与锅炉改造前后的炉排面积热负荷和炉膛容积热负荷有关。燃煤锅炉改燃生物质成型燃料后，由于生物质成型燃料75%左右的挥发份含量，容易造成燃烧不完全，所以改造后需采用分级配风措施保证燃料的充分燃烧，由此决定改造前后的qr和qv。

七、改造技术措施

在确定改造具体方案前，应由我司技术人员对用户的燃煤锅炉进行现场勘查，并根据锅炉图纸和随机资料进行相应热力复核、炉排面积热负荷计算、炉膛容积热负荷计算和配风计算后，确定具体施工方案。

1、前拱（辐射拱）改造

前拱的作用是通过辐射和反射的方式，将火床面的辐射热和部分火焰辐射热传递到新燃料的引燃（着火）区，提供新燃料的着火所需热量。投射到前---------------------YANCHENG BOLIAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD

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拱顶上的热量中有80%左右被前拱吸收，这部分热量提高了前拱的温度后重新被前拱辐射出去，其余20%左右通过前拱表面漫反射传递热量。

燃煤锅炉前拱是根据煤炭的着火特性进行设计的，而生物质成型燃料的着火特性与煤炭差别较大，如不进行合理改造，原锅炉的引燃区将变成主燃区，炉内温度场发生较大变化。

根据现有锅炉前拱的形状和尺寸，结合生物质成型燃料燃烧特性，同时为了增加炉膛容积，将原锅炉抛物线型前拱改造为直线型前拱，取消反射焦线或将其大幅后移，前拱与炉排面的夹角通过计算确定，前拱两侧的炉墙随之作相应调整。

2、后拱（对流拱）改造 后拱的作用主要是促进新燃料引燃和炉内烟气混合，它通过改变烟气的流速和方向，将大量高温烟气和炽热的燃料颗粒向前输送，以增强前拱的引燃能力。同时，锅炉后拱的倾角小，覆盖面大，可以有效保持炉膛中、后部温度，提高燃料燃烬率。

由于生物质成型燃料的---------------------YANCHENG BOLIAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD

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着火点低，燃烧过程短，燃用生物质成型燃料时，不需要过长的辐射拱来增强引燃功能和提高燃料燃烬率，一般需要将锅炉对流拱缩短以延缓燃料引燃和增加炉膛容积，其烟气扰动功能改由分级配风实现。由于不同厂家、不同燃料种类的锅炉后拱形状和尺寸差别较大，一般根据具体拱型和长度来确定对流拱是否需要改造。

3、卫燃带调整

燃煤锅炉为提高所设计煤种的燃烬率，一般会在炉膛内壁相应部位布置卫燃带，用来调整炉膛高温区。锅炉改造时必须根据生物质成型燃料在炉膛内的温度场分布特性，对原有卫燃带进行调整，否则温度将发生较大变化。

4、分级供风

燃煤锅炉的风室一般布置在炉排下方，沿炉排纵向分为多个独立风室，采用单侧或双侧进风，各风室间内有独立的调风装置，可分别调节各风室的风量大小，以达到煤炭的最佳燃烧效果。

燃用生物质成型燃料时，需更换鼓风机，在保留原有风室的基础上，关闭前、后端一个或数个风室，在炉排两侧分级供应二次风。

分级供风能很好的满足各燃烧阶段的需氧量，确保焦油挥发份在750℃以上温度窗口析出后充分燃烬，并显著降低NOx产生量。

5、控制系统更新

燃煤锅炉改造为燃用生物质成型燃料后，将新增更换的鼓风机、二---------------------YANCHENG BOLIAN ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO.,LTD

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级供料等控制项目，在原有锅炉控制系统上增加新的控制项目。

6、上料系统改造

燃煤锅上煤机的输送量与生物质成型燃料基本匹配，不用更换。

更换新的煤斗，并安装二级供料系统，采用调速控制，在低负荷和停炉时调低或阻断料斗内燃料供应，防止倒火烧料。

7、除尘系统改造（可选）

在2014年6月国家能源局、环保部联合印发的《关于开展成型燃料锅炉供热示范项目建设的通知》和2014年9月环保部回复山东省环保厅的《关于界定生物质成型燃料类型有关意见的复函》中都提出燃用生物质成型燃料须配置布袋除尘器。

燃煤锅炉后部一般已经配有旋风除尘和水膜除尘装置，烟气排放基本满足环保要求。如更换布袋除尘器，要增加较大投资，原有引风机的压头也过低，须更换×Pa以上的引风机。所以，除尘系统是否需要改造由用户自行确定。

八、改造特点

1、只改造燃烧部分，不动承压部件。

2、锅炉运行稳定，各项指标优于燃煤。

3、一次性投资省，改造工期短。

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4、易点火，升温快。

5、燃料燃烬率高，杜绝浪费。

6、便于负荷调节，能实现压火、封炉。

7、烟气腐蚀性小，延长锅炉使用寿命。

8、灰渣量少，降低司炉工劳动强度。

9、出现燃料供应问题时可迅速切换为燃煤。

10、环保效果好，烟气排放符合环保要求。

九、改造后锅炉主要参数

1、热工指标

适用燃料：

生物质成型燃料

水分＜15%

热值＞3600kcal/kg 额定蒸发量：

6t/h 实际出力：

大于燃煤出力 燃料燃烬率：

＞×% 额定工作压力：

1.25Mpa 蒸汽温度：

194℃ 热效率：

＞×%

2、烟气排放指标

SO2排放浓度

＜×mg/Nm3 NOX排放浓度

＜×0mg/Nm3

烟尘浓度

＜×mg/Nm3（布袋除尘后）林格曼黑度

Ⅰ级

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十、工程报价

十一、工程周期：

十三、配套布袋除尘器价格（可由用户自购）

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篇2：生物质锅炉计划书

摘要：为改善环境，减少污染，郑州北建筑段陆续将燃煤锅炉改造为燃烧生物能(生物质固体成型燃料)锅炉。改造方案主要为利用原有或闲置的链条炉排燃煤锅炉本体以及锅炉附属设备：鼓风机、引风机、出渣机、省煤器、减速器、除尘器、锅炉控制柜以及仪表阀门等，增加1套螺旋式生物质颗粒燃料上料机、1套二次送风设备及二次送风管等，以减少锅炉以及附属设备的投资费用。

郑州铁路局管内郑州地区各铁路单位用于生产和生活供热的锅炉多为4t以下的燃煤锅炉。为改善环境，减少污染，郑州铁路局于2009年和2010年各将1台2t／h链条炉排燃煤蒸汽锅炉改造为生物质燃料蒸汽锅炉，用于冬季供暖用汽和日常生产用汽。

1、生物质燃料的特点

生物质燃料是可再生的碳源，具产量巨大、分布广泛、低硫、低氮、生长快、二氧化碳排放低的特点。

生物质燃料燃烧主要由下面几个条件控制：(1)一定的温度；(2)一定量的空气(氧气)；

(3)燃料与空气(氧气)的混合程度；

(4)燃料中的可燃物与空气中的氧气进行剧烈的化学反应时间。

生物质燃料的着火温度为250—400~C，比煤低(煤的着火温度为400～500~C)，其温度的提高由点火热供给。生物质燃料的燃烧过程是其可燃成分与空气中的氧剧烈化合并放出热量的过程，因而氧气的供给量决定燃烧反应的过程。通过对供氧量的控制，可以很好地控制其燃烧反应。现运行的生活及工业锅炉的结构若不加改造直接使用生物质颗粒燃料，锅炉将出现严重冒黑烟、效率低、有粉尘污染等现象。因此，燃用生物质颗粒燃料锅炉需要加装专门的二次送风设备，增强进氧，使其能充分燃烧，有效提高炉堂温度，减少一氧化碳和烟尘的排放及热量的流失。

2、锅炉改造方案

(1)利用原有的链条炉排燃煤锅炉本体以及锅炉附属设备：鼓风机、引风机、出渣机、余热回收装置、减速器、布袋除尘器、锅炉控制柜以及仪表阀门等等，减少锅炉以及附属设备的投资费用。

(2)把原来进燃料用的煤斗改制作成密闭式料斗。(3)安装1个生物质颗粒燃料输送储料斗。

(4)安装1套螺旋式生物质颗粒燃料上料机，并在螺旋式上料机最上端与密闭式料斗连结的输料管最上端位置开一个检查孔，并安装一个行程开关对螺旋式上料机电动机的启动、停止进行自动控制。螺旋式上料机安装时，输料管与地面输送储料斗连接要有一定的倾斜角度。为了节约锅炉房占地面积，同时又符合锅炉房设计规范的工艺布置要求，输料管的倾斜角≤60。为宜。螺旋式上料机安装如图1。

(5)在锅炉侧部安装1套二次送风设备及二次送风管。二次送风管一根通向锅炉炉膛，一根通向密闭式料斗，以保证燃料燃烧所需足够的氧气，达到完全燃烧的目的。二次送风设备安装如图2。

(6)锅炉改造应注意的问题

①炉前端净距不得小于3m。因为螺旋式上料机安装后，地面输送储料斗与锅炉前段之间的距离为1．9m(以2t／h链条炉排燃煤蒸汽锅炉为例)，如果小于3m，不便于操作和检修。

②生物质燃料不宜露天存放，应有防雨、防风、防腐等措施。另外，生物质燃料在储存过程中，要经常检查燃料的温度，以防温度过高引起自燃。

3、环保除尘的选用

目前，在工业尾气排放时使用的除尘形式主要有：湿式除尘和干法除尘两大类，生物质燃料锅炉出口的粉尘很细、温度高。考虑到部分粉尘直接从烟囱排出。为避免以上现象，本系统除尘工艺选用布袋除尘器，该除尘器维护费用低，使用寿命相对较长，目前使用长寿命布袋除尘器已经成为趋势。

4、烟气余热回收装置

在运行过程中排烟的排烟温度一般在200℃以上，排烟热损失在锅炉热损失中大约占到5%-8%左右，对这部分余热的回收能有效的提高能源利用率，是节能的重要部分。翅片管换热器因其具有耐高温性、耐腐蚀性以及容易除垢性等优良的换热性能，成为了余热回收中的常用类型换热器。生物质锅炉烟气余热回收圆形翅片管换热器传热参数进行了测试分析建立了翅片管换热器壳程侧烟气流动的三维模型，利用翅片管换热器的周期性和对称性模拟了翅片管换热器壳程侧烟气的流动过程与传热特性，得出温度、速度和压力场，并与实测数据相比较。在此基础上分析了烟气进口速度、翅片高度和翅片间距对换热过程的影响，具体包括：

（1）烟气进口速度、翅片间距和翅片高度三个影响因素中，烟气进口速度对换热的影响要远远大于其它两个因素，而翅片间距的影响次之，翅片高度对换热的影响较小。

（2）只改变烟气进口速度时，得到随着进口烟气速度由2.6m/s增大到6.6m/s，壳程侧的以最小截面处烟气速度计算的Re数从10176上升到25207，平均换热系数变大，但流动过程的压降由248Pa增加到1407Pa，说明增大进口速度能提高换热效率同时也带来了能耗的增大；改变翅片间距时，翅片间距变小则使得翅片管换热器的换热性能增强；单单改变翅片管高度，得出翅片高度对换热性能的影响并非单调，其影响和翅片间距有关。

（3）通过三参数三水平三参数全部实验模拟，可以得到在同一速度水平下，翅片间距和翅片高度比s/hf=0.4时，换热器的壳程侧换热系数达到最佳，说明这样的结构有利于传热的进行，同时还得到当速度Vin=6.6m/s，换热器的平均换热系数为138.75W/m~2K，达到最大值。

（4）为研究翅片类型对换热过程的影响，本文通过在不同进口流速下整体板状翅片和圆形翅片的模拟对比，得出整体板状翅片管换热器在烟气进口速度为4.6m/s的工况下，换热系数K为100.42W/m~2K，小于圆形翅片管换热器，且流动阻力系数f为0.1125，相对于圆形翅片管要大，说明整体板状翅片管换热器阻力损失较大。

5、生物质燃料锅炉的优缺点

5.1优点

(1)生物质燃料锅炉燃烧稳定，起火快、火焰高、上气快，运行状态良好，锅炉热效率高。

(2)改变以往的燃烧方式，sO：、烟尘和氮氧化物的排放量小，燃料的燃烬率比煤的燃烬率高，渣排量小。

(3)生物质燃料为可再生能源产品，有利于 国家能源结构调整和节能环保政策的落实。5.2缺点

(1)由于生物质燃料的着火温度比煤低得多，锅炉暂时停炉时不能压火，锅炉点火后需要连续运行，锅炉每日运行的时间比燃煤锅炉运行的时间长，因此，燃料消耗量比煤多。

(2)当接到减少用汽或暂停用汽的通知需要暂时停炉时，必须将炉排上的燃料烧尽，并排渣干净，否则容易引起倒燃而使燃料斗里的燃料着火。

6、生物质燃料锅炉运行时的注意事项

从生物质燃料锅炉运行3年来的情况来看，生物质燃料锅炉运行时应注意以下几点：

(1)根据锅炉运行时实际燃料的消耗量调整螺旋式上料机的燃料供给量。(2)炉膛内的燃料未燃尽，鼓、引风机不得停止运行。(3)运行中突然停电时，必须及时清除炉膛内的燃料。(4)停炉前，不得再添加生物质燃料。

(5)停炉时，无需封火，炉排上燃料燃尽后，鼓、引风机方可停止运行。(6)由于生物质燃料灰渣中含有较高的硅、氯及钾、钠等碱金属，灰熔点较低，容易在炉膛内结渣、结焦或沉积于受热面，严重影响燃烧生物质锅炉的传热，甚至造成腐蚀，影响锅炉的运行。因此，需要定期清理炉膛、折烟室和烟管内的积灰和灰渣。

5、费用分析

生物质燃料锅炉改造就是利用原有或闲置的链条炉排燃煤锅炉本体进行改造，减少了锅炉本体的投资费用，其附属设备如鼓风机、引风机、出渣机、省煤器、减速器、除尘器、锅炉控制柜以及仪表阀门等等与链条炉排燃煤锅炉相同。

由于生物质颗粒燃料是是经过压缩成型的，水分大、密度高、挥发分溢出速度慢，不易着火燃烧，容易冒黑烟，所以要保证生物质燃料燃烧完全，需要提高炉膛的温度并充分供氧。因此，需要增加一些设备来提高炉膛温度，便于生物质燃料的挥发分迅速溢出，确保生物质燃料燃烧充分，最大限度的提高锅炉的热效率。

表1为生物质燃料锅炉改造与购置锅炉费用的比较。

表2数据燃料价格以2011年价格为准，生物

质燃料锅炉：每日运行24h，运行时间为1个采暖期120d，生物质燃料价格600元／t；燃煤锅炉每日运行19h，运行时间为1个采暖期120d，煤燃料价格：752元／t，水费价格：5．1O／m。，电费价格：0．83元／kW·h，排污费以2011年数据为准。

6、结论

通过将原有或闲置的燃煤锅炉改造为生物质燃料锅炉，一方面可以减少S0的排放量，有效的保护大气环境；另一方面可以减少锅炉用煤和锅炉设备的投资费用。尽管生物质燃料锅炉的运行费用比燃煤锅炉的运行费用稍高，但与燃气锅炉、燃油锅炉和电锅炉的运行费用相比较，还是较低的。

篇3：生物质锅炉计划书

随着人口的大幅增长和社会经济的快速发展，中国已成为世界第一大能源消费国，能源安全及环境污染问题受到国内外的高度关注，并已成为影响我国全面建设小康社会的重要因素。因此，关注能源问题，探索非化石能源的开发利用具有重要意义。

随着经济快速发展，我国对煤、石油、天然气资源需求量不断增加，能源消费总量从2009年的306647万吨标准煤增加到2013年的375000万吨标准煤；其中2013年煤炭占消费总量的66.00%，石油占18.40%，天然气占5.8%，水电、核电和风电等非化石能源仅占9.8%。可见，能源消耗日益增长，能源需求的不断增加将导致常规能源供需矛盾日益突出。

2 国内外生物质燃烧替代燃煤技术的情况

2.1 炉排层燃技术

由于大多数工业企业采用的都是层燃锅炉，所以开发适用于生物质的层燃锅炉受到国内外广泛关注。

丹麦开发出一种专门燃烧成捆秸秆的燃烧炉，起重机将秸秆捆放入防火通道中，用传送装置将其运至料箱中，随后预热室的炉门打开，秸秆进入预热室，在预热室内被已燃烧的燃料点燃，根据烟气温度和浓度来控制空气量。安装在预热室底部的传输设备将正在燃烧的秸秆捆向前运送直至灰室。

我国针过对秸秆本身特性的进行分析研究，在秸秆直燃热水锅炉燃烧室的设计中，采用双燃烧室结构。第一燃烧室为主燃区，设置于炉膛前部；第二燃烧室为辅助燃烧区，设置于炉膛后部，两者间由挡火拱分隔。该布置方式加强了秸秆与高温烟气、空气的相互混合，同时延长了燃料在炉内燃烧的停留时间，确保了秸秆燃烧的充分完全，取得了良好的运行效果。

福建某锅炉有限公司研制的卧式三回程水火管自然循环链条锅炉，燃料以废木料为主，烟煤为辅。木屑、碎木从前面进入炉膛，木条、树皮从两侧炉门进入炉膛，木粉通过喷射系统从炉前木粉喷管送入炉膛，需助燃时烟煤从煤斗进入炉膛。运行实践表明该锅炉符合设计规范的要求，具有出力足、调节方便、水循环运行良好等特点。

2.2 浮悬燃烧技术

浮悬燃烧方式主要适用于稻壳、锯屑、砂光木粉等细小生物质燃料的燃烧。

南京林业大学研究开发的燃烧木粉等散碎木废料的旋风燃烧炉，由主燃烧室和相邻的二次燃烧室组成，木粉由罗茨鼓风机的压气管向下喷入燃烧炉的主燃烧室，在炉体圆周切向有3对喷气管，左右相对地向炉膛喷射空气，以鼓动木粉螺旋式旋转并充分燃烧。二次燃烧室圆周切向也设有喷气管，以推动气流继续旋转。出口处设有第二道扼流圈，进一步阻挡未烧完的火星。高温烟气经调温调湿处理后，可直接作为干燥纤维、刨花的干燥介质，也可作为间接加热的载热体。

华中科技大学研制出一种生物质粉体燃烧技术，将农业废弃物用破碎机破碎成粉体后，由进料装置喷入立式双回旋燃烧炉中燃烧。一次风为输料进风，与粉体均匀混合形成风粉气流；二次风切向进入，主要用于改善炉内气流状态。此装置能最大限度地提高燃烧温度和燃烧效率，并能减轻结渣腐蚀对燃烧产生的不利影响。

2.3 流化床燃烧技术

流化床燃烧方式最适合含高水分生物质燃料的燃烧。西方发达国家研究生物质循环流化床锅炉(CFB)已经很多年了。20世纪80年代末，美国就开发出大型燃烧废木料的CFB锅炉。同一时期，我国哈尔滨工业大学与长沙锅炉厂等锅炉制造企业合作，研制了多台生物质流化床锅炉，可燃烧甘蔗渣、稻壳、碎木屑等多种生物质燃料，锅炉出力充分，低负荷运行稳定，热效率高达80%以上。

3 生物质能源替代工业燃煤锅炉的技术现状

目前生物质替代工业燃煤锅炉主要有两个关键节点：一是生物质成型燃料技术；二是生物质替代燃煤供热或发电。

3.1 生物质成型燃料技术现状

由于生物质密度较低、不耐烧，堆放体积较大，因此需要将生物质预制成成型燃料以降低其堆放体积并提升其耐燃性和热值，这是生物质替代燃煤锅炉的重要前置条件。

在生物质（秸秆）成型燃料的制备中，生物质（秸秆）成型燃料在不添加任何粘结剂条件下成型，并保证较高强度是国内一大技术难题。国内有多家公司对此进行了技术研发和创新，其中四川生物环保工程有限公司通过多年技术攻关，从工艺和装备技术上创新，研发出一套新型工艺装备并获得多项知识产权。该工艺技术成套设备的优点是：能一次性将高湿秸秆生物质加工成符合标准的生物质锅炉的燃料，该成套设备对生物质物料的适应范围广，前处理粉碎采用无筛结构和生物质物理调质后再采用该公司专利造粒机成型，提高了成形效果，节约了能量消耗，吨（秸秆）成型燃料综合生产成本比传统加工技术装备下降了30﹪，为生物质（秸秆）成型燃料的低成本加工提供了技术装备。该公司研发的单机生产线年产可达2万吨生物质（秸秆）成型燃料。

3.1.1 生物质成型燃料技术类别

生物质成型燃料加工技术按成型加压的方法不同来区分,目前国内外技术较为成熟、应用较多的生物质成型燃料加工机有螺旋挤压式、活塞冲压式(包括机械式、液压式)、有辊模碾压式(包括环模式和平模式)等。按照其成型过程是否对原料辅助加热，上述三种加工方式又分为冷成型和热成型两类工艺；螺旋挤压式、活塞冲压式都属于热压成型工艺，辊模碾压式采用的是冷压成型工艺。

3.1.2 生物质成型燃料制备存在的问题

在生物质成型燃料的制备过程中也暴露了一些问题。总体来说，目前我国的生物质固化成型装备在设备的实用性、系列化、规模化上还很不足,距国际先进水平还有不小的差距。表现在生产率低、成型能耗高、主要工作部件寿命短、机器故障率多、费用高等方面。

3.2 生物质替代燃煤供热和发电技术现状

3.2.1 生物质秸秆发电及供热概况

据不完全统计，到2010年底，由国家发展和改革委和各省发展和改革委核准的生物质规模化发电项目超过50个，总装机容量超过150万千瓦；其中，仅2006年就核准39个，总投资100亿元以上。全国已经建成投产的生物质直燃发电项目已经超过10个，在建项目30个左右（其中，国能占10个）。可以预见，在今后一段时期，我国的生物质发电产业将保持快速发展的势头。

3.2.2 生物质发电及供热应用技术优势

由于生物质发电项目到目前推广较为缓慢，锅炉制造厂商对大型生物质锅炉资源投放较少，在国际上没有较为明显的技术及实力优势。

而在小型供热用生物质锅炉的制造上，目前有多家制造商具有较好的技术优势和实力，例如长生能源科技有限公司的小型生物供热锅炉具有较好的代表性，其研发的“生物质常压锅炉”，有较为完善的技术，耗能小、电耗低、通过二次燃烧达到自然除尘，采用半气化燃烧、烟气纵向横向冲刷对流管束，提高的热转化率。其生产的“生物质燃料立式蒸汽锅炉”，给料系统变频调节、热效率高、蒸汽输出稳定。同时设计较为科学，全方位燃烧室，结构紧凑，占地面积小，基建投资省，对燃料的选择性广，既可以燃烧生物质燃料，也可以燃烧煤、木材等燃料。打破了同行业中的设备磨损大、技术要求高、生产成本高、费用昂贵的局限性。

4 生物质能源替代工业燃煤锅炉的技术壁垒

4.1 生物质的特性壁垒

生物质燃料中大量的挥发分析出后，如果空气不足或温度较低，挥发分易裂解析出碳黑，使炉子冒黑烟；

固体燃料燃烧后期主要是固定碳的燃烧，而生物质固定碳含量少，因此，其燃烧过程持续时间较短，不耐烧；

生物质水分含量较多，且水分随生物质加工过程和储存条件显著变化，燃烧潮湿生物质燃料时，炉内温度场偏低，组织稳定的燃烧比较困难，排烟热损失增加。

生物质(尤其是农作物秸秆)中含有较多的碱性物质，在高温燃烧环境下，碱性物质及其相关无机元素可能在炉膛内形成熔渣或以蒸气和飞灰颗粒的形式沉积于受热面，影响锅炉的热效率，同时对换热面造成严重腐蚀；

生物质(尤其是农作物秸秆)原料来源呈现很强的季节性，而且来源地分散，这给生物质的规模化、工业化利用造成了很大的困难。

4.2 锅炉生物质燃烧方式存在的壁垒

生物质燃料在锅炉中可以采用炉排层燃、浮悬燃烧、流化床燃烧以及层燃与浮悬复合燃烧等燃烧方式。

4.2.1 炉排层燃

燃烧生物质的层燃锅炉一般采用链条炉或往复推饲炉排炉，小型燃烧设备也可采用固定炉排。由于生物质中的灰分较低，易使炉排片烧损。往复炉排可在燃尽区采用耐热钢材作为炉排材料，固定炉排和往复炉排还可以采用风冷或水冷方式对炉排进行冷却，这些在链条炉排上很难实现，所以，链条炉排在燃用灰分过低的生物质燃料时，到燃烧后期炉排上残留的灰渣较少，容易烧损炉排片。

炉排燃烧主要适用于大颗粒及块状生物质燃料，而细小生物质燃料在炉排上燃烧时，由于易从炉排孔隙中漏下或被炉排下的一次风吹起，因而一般不适合单独在炉排上燃烧。

4.2.2 浮悬燃烧

生物质在进行浮悬燃烧时，一旦炉子熄火，极易发生爆燃，所以必须安装火焰探测或炉温探测装置，炉子熄火时必须立即中断供料或立即点火，同时还须设置可靠的防爆装置。

5 生物质能源替代工业燃煤锅炉存在的问题

5.1 认识问题

生物质能源正处在一个很尴尬的境地。可再生能源中生物质能源是最重要的，但相比而言，它的产业化程度，发展规模都是最差的。这其中有一些客观原因，也有一些属于认识问题。

除了客观上发展规模受限以外，对生物质能的认识各不相同，对其投资的额度，与地方的GDP增长是不相符的，资源的分散性导致生物质能源在一地的投资较低；这在某些政府那来看，生物质能源有点像“鸡肋”。

5.2 补贴门槛过高

对生物质能源的支持，国家采取了多种补贴手段。但补贴门槛过高，手续繁琐、先垫付后补贴也困扰着不少企业。

由于受到生物质资源的自身特性和地理条件的限制，决定许多地区了无法进行大规模的集中收割和处理资源，也导致了无法建设大型的规模以上的生物质燃烧企业和设备。这也导致了很多企业无法申请到财政相关补助。受制于这些现实难题，财政部的万吨补贴政策遭遇落地难。

5.3 布局不合理

西南地区由于受地理条件的制约没法建大厂，但东北垦区就比较适合建大型电厂，有条件上规模，成本才越低，效益才越高。一定要因地制宜。密集地区可以建气化发电，做成型燃料，不一定去建发电厂。

企业要多方考虑，合理布局，否则很容易陷入发展困局。建生物质能电厂首先要考虑可持续发展，原料分散，就需要分散性利用，要考虑水资源、电力、人文环境是不是可以支撑这个项目。

5.4 成本价格难控

受耕作制度和地理条件的限制，许多省农村土地高度分散，从资源的收集储存运输带来很大不利因素，在后续的环节上会放大很多倍。

所以准备入行的企业首先要考虑的是原料资源的可获得性，如果不成熟千万不要贸然进入地方政府可以进行协调，比如利用示范效应，鼓励农民种植秸秆作物，做好企业加农户的结合，平衡好企业和农户之间的利益。

5.5 技术投入过小

目前存在的问题是，有些研究成果与生产有些脱节，并没有转化为生产力。一方面技术部门因缺少资金，无法进行规模化生产；另一方面为了尽可能多地收回技术成本，企业有意拉长新技术向市场投放的周期。

5.6 缺少专业技术人才

生物质燃料多种多样，性质也有很大差别,所以不同生物质燃料的炉型和燃烧技术也不尽相同，需要专业人员研究开发和改造，生产运行中不断完善管理和操作方法，只有这样才能使这一技术成熟和发展，制造出不同炉型和配套设备，并完善燃烧技术。

5.7 可研阶段所得结果过于理想化

可研报告所有取值和结果太理想化，和实际有较大出入。例如，收购的分散性、难度及价格就是很大的变数，天气以及干旱、洪涝灾害粮食及秸秆减收，都将得不到充足的燃料供应，还有技术及设备原因等都将造成减产、停产损失，影响回收年限，将对生物质发电产业的发展产生不利的影响。

6 建议

6.1 利用技术方面的建议

应根据不同种类生物质燃料的燃烧特性，开发不同类型的燃烧技术，并研制相应的燃烧设备。

在继续加大对生物质直接燃烧的研究同时，加强研究干燥、破碎等前期加工处理，以及真正适用的、值得推广的能源化利用总成本最低，从收集到燃烧前期加工处理过程耗能最少，对环境影响最小的技术。

目前在生物质燃烧技术开发研究领域对生物质收集、处理技术和设备的研究较少。重视生物质燃烧技术研究的同时，也应重视生物质收集、干燥、粉碎等技术的研究，关键是要研究开发简便适用、运行乘便低廉的相关设备。

6.2 政策支持及其他建议

建议各省根据自身作物种类和土地特性超前制定出符合本省基本情况的生物质分析测试标准方法。

制定更多针对生物质能源开发利用的相应优惠及补贴政策，进一步加大该技术的扶持力度。

加快建立健全生物质燃料的收集、预处理及配送体系。

加强对生物质资源的管理，科学规划和优化布局。

切实加强生物质能源化利用的能力建设和人才培养，积极促进科技研发和设备国产化。

目前生物质直燃的生态环境效益由于没有内部化造成了收益外泄；而化石能源产生的环境成本也没有内部化，结果影响了生物质能的发展。国家需要加大环境立法，使生物质能利用的生态环境效应转化为货币，体现到产品价格中去。

篇4：生物质颗粒燃料特性及锅炉设计

【关键词】生物质颗粒燃料；燃料特性；燃烧特性；锅炉设计

生物质能源资源丰富，是仅次于煤炭、石油和天然气的世界第四大能源。生物质能源通过光合作用可再生，与风能、太阳能等同属可再生能源。

1.生物质颗粒燃料特性及燃烧特性

生物质颗粒成型燃料属低炭化度、高挥发份、高含氧物料，是以木屑、秸秆、稻草、稻壳等农林剩余物为原料，在经粉碎、筛选、软化、挤压、烘干等工艺，压缩成颗粒状且质地坚实的成型物，其粒度通常为?6-?15，长度小于30mm，密度0.8-1.4t/m3，便于贮存和运输。其燃烧特性如下：

（1）CO2零排放，生物质通过光合作用吸收的CO2量与生物质颗粒燃料完全充分燃烧生成CO2量相当，即CO2零排放。

（2）S含量是煤的1/10[1]，绝大部分生物质燃料燃烧时 SO2 的排放浓度非常低，污染物排放水平较低，基本为零[2]，烟气不需脱硫处理。

（3）N含量低，燃烧过程中生成的NOX较少。

（4）灰分为烟煤的1/4-1/10，燃烧特性优于煤炭[3]，灰渣量很小，出渣费用低。

（5）挥发分在350℃时就析出约80%， 其中含有大量氢气、甲烷、不饱和烃（CmHn）、一氧化碳等可燃气体，析出及燃烧时间短，只占燃烧时间的10%左右，有利于燃烧。

（6）在燃料中添加适当的添加剂，能够有效降低生物质颗粒燃料的结渣趋势。

生物质颗粒燃料具有高效、洁净、点火容易、CO2零排放等优点，中国的生物质资源产量丰富，其中农作物秸秆年产量约为6亿吨左右，而且可再生，生物质颗粒燃料具有极大的发展潜力。

2.生物质颗粒燃料锅炉设计

生物质颗粒燃料锅炉专门燃用生物质颗粒成型燃料，生物质颗粒燃料与煤的燃烧机理十分相似，但由于生物质的挥发分析出温度低而易着火，所以生物质颗粒燃料锅炉的燃烧方式、结构等必须有别于燃煤锅炉，设计时主要区别如下：

（1）炉膛过量空气系数：α=1.5时为好，炉膛空间要比燃煤锅炉大，炉膛容积热负荷取小型室燃炉的下限。

（2）布置二次风系统：二次风进风口布置在炉墙的不同位置，再以不同的角度向炉内供风，保证主燃区充足的氧气，使燃料挥发分充分燃烧；同时将主燃区火焰向炉膛后部吹，扰动气流，保证燃烧区域有适合的温度水平，延长燃料可燃物与高温烟气在炉内停留时间。

（3）气体不完全热损失q3：合理配置二次风后，q3取值可以较低值。

（4）固体不完全热损失q4：生物质颗粒燃料固定碳含量低，在α=1.5时q4在3%左右[4]，远远小于层燃燃煤锅炉的固体不完全燃烧热损失。

（5）玉米秸秆等生物质燃料灰中SiO2含量高，在设计中受热面结构采用大节距、顺列布置、低烟速（约5～6m/s）、对流受热面布置高效吹灰器等手段，以减少管壁积灰和结渣、减轻磨损，提高对流受热面的使用寿命。

（6）辅机采用变频电机：鼓、引风机、二次风机、炉排都应采用变频电机，随时调整风量、风压、炉排速度，在燃料层厚度一定的情况下，使生物质颗粒燃料充分燃烧，保证锅炉经济运行。

（7）料斗处加装易于操作的隔料挡板，在锅炉负荷变小或间歇运行时，关闭挡板隔离料斗与炉膛，防止火床前移，反烧料斗。

3.结束语

生物质颗粒燃料锅炉在合适的炉膛过量空气系数、燃烧工况稳定情况下，要比燃煤锅炉的效率高约 10%，其结构简单、操作方便、投资和运行费用都相对燃油、燃气锅炉较低。随着环保排放指标的日益严格，大中城市禁煤区不断设立，由于改用燃油、天然氣或用电的成本问题，大多数燃煤锅炉用户更倾向于燃生物质的锅炉更新或改造。

目前生物质颗粒燃料成型设备主要以加热成型为主，存在能耗较高、成型部件易磨损、产量低等问题。随着技术的进步及国家政策的支持，生物质颗粒燃料产量必能逐步提升，生物质颗粒锅炉也会大量的推广，彻底解决大量露天焚烧秸秆导致大气污染的问题，同时缓解化石能源供应紧张，促进可再生能源的利用和循环经济的发展，将产生显著的社会效益。 [科]

【参考文献】

[1]毕慧杰.区域供热锅炉房燃煤改烧生物质颗粒燃料的工艺改造.区域供热，2010（1）.

[2]罗娟.典型生物质颗粒燃料燃烧特性试验.农业工程学报，2010，5.

[3]王小聪.生物质颗粒层燃工业锅炉节能减排技术分析与测试研究.环境工程，2012（第30卷）增刊.

篇5：生物质锅炉计划书

刘琨

对于食用植物油脂行业的精炼生产领域而言，在每吨精炼油成品的成本里，重油燃料成本占有很大比例，重油燃料用于蒸汽锅炉燃烧产生蒸汽，提供给生产车间作为动力使用，见下图：

精炼辅料费用成本类别 的 Pareto 图******200费用类别数额百分比累积 %费费修料维材助辅他其74.4625.8414.7512.999.548.5849.417.19.88.66.35.749.466.576.384.991.296.9油重费电油柴土白费水它其用费检费验2.561.798.62.030.121.30.199.9100.0百分比数额 经过分析现有可用的锅炉燃料技术，期间穿插了与具有地方国资办背景的燃气集团多次协商谈判，以及与政府环保管理单位沟通，最后选择了成型生物质燃料锅炉技术方案，如下图：

经过技术论证和商业论证，确定以成型生物质能源合作方式签订合同购买蒸汽以替代原有的自行买燃料烧锅炉产蒸汽的业务模式，将原有3套重油锅炉系统，拆除1#、2#系统，重新安装2套生物质蒸汽锅炉系统，为将来生产运营提供动力；余下3#重油锅炉改为柴油锅炉作为应急备用。新的生物质蒸汽锅炉系统由蒸汽供应商投资，有关配套工作由公司投资和负责执行，包括有：政府立项申报审批、尾气处理技术方案评估审批、拆迁旧锅炉、设备土建基础工程、料仓与遮阳防雨棚工程、配套动力设施、安防监控工程、油池清洗、油池清洗检测、备用锅炉改柴油燃料技改、烟气在线监测等11项工作，因此该蒸汽项目工作范围是统筹管理上述工作任务，实现新系统投入运行，并获得政府的环保验收。

该蒸汽项目实施只为实现蒸汽外包商业模式提供运营条件，不改变蒸汽技术参数，不涉及对蒸汽使用端和原有分汽缸外送蒸汽管网的任何改动。

由于涉及能源合作合同的金额巨大，最终需要并通过集团董事局主席审批才可以执行，因此蒸汽项目的级别属于公司级别。在考虑到为了顺利实施和管理，对于项目团队成员方面，在制定项目章程时，明确提出：在项目启动会议起至锅炉拆迁进场前，项目成员为兼职工作人员，生产部门保证其每天不少4小时参与项目工作；在锅炉拆迁进场后自项目结束期间，项目成员为全职项目工作人员；项目成员在项目工作内对项目经理负责，不能擅离岗位，未经项目经理许可，任何人无权对其调用，否则皆视为阻碍项目；同时项目成员在项目中的表现、绩效评分对其后连续2年的绩效评分占50%比例权重。

蒸汽项目顺利实施完成，投入运营后，同比为公司降低费用30％以上，同时获得了政府的环境保护补贴。

现场图片1：拆除旧的重油锅炉

现场图片2：新的成型生物质燃料锅炉

自我介绍

本人刘琨，为世纪卓越2010年3月PMP, PMP ID号1686604。同时为注册六西格玛黑带。

篇6：锅炉可燃物质的爆炸及其预防

可燃气体或粉尘与空气形成的混合物在短时间内发生化学反应，产生的高温、高压气体与冲击波，超过周围建筑物、容器、管道的承载能力，使其发生破坏，导致人身、设备事故，称为爆炸事故，

通常说，发生爆炸要有三个条件，一是有燃料和助燃空气的积存;二是燃料和空气的混合物的浓度在爆炸极限内;三是有足够的点火能源。天然气的爆炸下限约为 5%，煤粉的爆炸下限是20～60g/m3，爆炸产生的压力可达0.3～1.0MPa。就锅炉范围而言，可燃物质是指天然气、煤气、石油气、油雾和煤粉;构成爆炸事故的有炉膛放炮、煤粉仓爆炸及制粉系统爆炸。

1979年3月，某厂一台1025t/h微正压燃油炉，因烟道出口挡板运行中自行关闭，炉膛燃烧恶化，汽压下降。由于没有正确处理，自动装置又由于汽压下降而自动加风加油，反向调节进一步恶化燃烧。炉膛内形成了可燃油气聚集火爆炸的条件，导致锅炉烟、风道及炉膛损坏，停用半年，仅修理费用就高达50万元。

1982年8月，某厂在检修后启动制粉系统时，煤粉仓爆炸，仓顶9块水泥板被掀起，一名输煤值班工被火、热烟烫伤，抢救无效死亡。

其他诸如制粉系统防爆门爆破引燃电缆架上积粉的火灾事故电缆及其它可燃物的火灾事故及煤粉管内爆燃使风管断裂的事故都说明锅炉可燃物质的爆炸威胁人身设备安全，修复困难应予重视。

二、防止炉膛放炮事故对策

据统计自1980年以来，至少有30台锅炉发生炉膛放炮事故，以致水冷壁焊缝开裂，刚性梁弯曲变形(见图4-3-5)，顶棚被掀起，烟道膨胀节开裂等设备损伤屡屡发生。究其原因：①设计上缺乏可靠的灭火保护和可靠的联锁、报警、跳闸装置;②炉膛刚性梁抗爆能力低;③运行人员处理燃烧不稳或熄火时方法不对，错误采用“爆燃法”抢救，导致灭火放炮;④燃料质量下降、负荷调节失当、给粉装及控制机构突然失灵等。防止锅炉灭火放炮已列入部颁二十项反措，包括炉膛安全监控系统(FSSS)在内的灭火保护装置已经在许多电厂推广使用，本文不再重复相关反措。以下强调说明几个观点

(1)关于灭火放炮的提法。部颁二十项重点反措之五，称为防止锅炉灭火放炮事故。正确的提法是炉膛爆炸(Furnace explosion)，因为炉膛发生爆炸而致炉膛损坏不仅发生在运行中灭火时，检修动火点燃聚集的可燃物及点火时吹扫不够同样会发生爆炸而导致炉膛损坏。

常见炉膛中造成爆炸条件的情况是：①运行中灭火，进入炉膛的燃料没有切，经过一估时间聚集的可燃物达至爆炸浓度并点燃;②一个或几个燃烧器火焰熄灭，而其余燃烧器仍正常燃烧。从未点燃的燃烧器进入燃烧造成可燃物聚集;③燃料漏入停用中的炉膛造成可燃物聚集;④燃料或空气瞬时中断又恢复，造成可燃物聚集。可燃物聚集后引燃造成的炉膛压力升高超过炉膛承压设计强度，以致发生损坏，称为炉膛放炮或炉膛爆炸。不发生损坏的俗称“反正”或“打抢”。

正确的提法为的是有利于完整的引入以下反事故措施。①一旦全炉灭火，应立即切断进入锅炉的全部燃料，包括给煤、给粉和点火用油、气等。即所谓主燃料切断(MFT);②锅炉点火前必须通风，排除炉膛、烟风道及其他通道中的可燃物聚集。通风时必须将烟风挡板及调风器打开到一定的位置，风量应大于满负荷风量的 25%，时间不少于5min，以保证换气量大于全部容积的5倍(德国TRD规定是3倍);③点火时要维持吹扫风量;一个燃烧器投运10s内(不包括投煤及煤粉达到燃烧器所需的延滞时间)点不着，就应切断该燃烧器的燃烧。有一些锅炉不具备单个燃烧器自身点燃及火焰监视的条件，除了需明了其保护功能的局限外，我们还是应强调灭火保护及吹扫联锁的两个必要性，不可偏废。[next]

(2)关于保护定值。为了避免爆炸，近年来必须装设炉膛安全保护装置的观点已取得了一致的认可。《火力发电厂设计技术规程》1994年版本已明确：“锅炉燃烧系统应设置炉膛火焰监视、炉膛灭火保护、炉膛压力保护和炉膛吹扫闭锁”。虽然此提法与美国防火协会(NFPA)的标准还有差别，但毕竟大大控制了炉膛爆炸事故，

当前作为安全工作者要解决的是：①监督保护装置的投用，越是燃烧不稳、低负荷运行、或是新炉投煤运行，就越要投用保护装置。在投用过程中发现问题、解决问题。作为厂技术负责人要清醒地看到退出保护可能带来的后果;②关于保护定值问题。当前不论火焰监视相关的熄火保护和黑炉膛保护，单就炉膛压力保护而言，动作值的确定并不规范。从原则上讲随炉膛结构强度的提高以及燃烧方式的变化，定值不应相同。但有一种观点认为炉膛负压保护是为防止内爆的，而正压保护是防止炉膛爆炸的，这不对的。实际测量表明，正常情况下一旦锅炉灭火，炉膛负压先增大(即负值增大)，而后由于吸风自动调节的作用以及煤粉爆燃而炉膛负压反正，所以炉膛负压保护对于火焰熄灭时迅速切断进入炉膛的燃料，从而减少爆炸威力有先期制止的作用。《电力锅炉监察规程修订说明》写明：“炉膛压力保护报警值视炉膛安全监控系统的功能而异，平衡通风锅炉炉膛压力报警值一般可取±0.4kPa;动作值应避开炉膛压力的正常波动(如吹灰、投停燃烧器及一些小的坍焦等等)，当然庆远低于炉膛抗爆强度，以保证保护动作后炉膛压力继续升高时，炉膛各部分不发生永久变形”。“动作值应通过试验确定，作为试运行阶段的初始值，动作值可取+1.5kPa和-0.75kPa。”过高的值也许可以防止误动，但冒拒动或保护动作过迟的风险似乎没有必要。

(3)关于炉膛防爆门。事实已经证明大型锅炉炉膛防爆门不能防止炉膛爆燃时炉膛损坏。原苏联防爆规程已明确规定：60t/h以上的锅炉不装防爆门，在此必须予以明确，以利于炉膛安全保护装置的推广使用。

(4)使用气体燃烧的锅炉要执行GB6222《工业企业煤气安全规程》的规定，防止可燃气体在炉膛内聚集、爆炸。

三、防止制粉系统煤粉爆炸

正常运行中制粉系统中的煤粉浓度在较大的范围内波动，制粉系统中具备爆炸浓度条件几乎不可避免。因此制粉系统防爆对策包括：①防止点火源(如积粉自燃)，②提高结构抗爆强度，③加设爆炸卸压装置，④惰性化处理。

(1)防止点火源自燃。其反措主要指积粉自燃，如煤粉仓壁的平滑，风粉管道及挡板的布置要避免煤粉聚集，运行中控制风粉温度及检修前放粉等。

(2)提高煤粉仓及制粉系统的结构强度。虽然制粉系统防爆反事故措施的基点是防止爆炸，但从防爆门爆破的发生率看，制粉系统的爆炸实际上没有根绝。要避免事故扩大，当前结构强度的问题应引起各方面的重视。前面提到的煤粉仓掀顶事故，就是结构强度不足的结果。粉仓顶是由9块厚6cm的水泥预制板加2～4cm 水泥抹面(并无钢筋、螺栓固定)组成，计算表明2kPa的压力即可掀顶，而粉仓防爆门的爆破压力却为10kPa，足见其结构强度严重不足。苏联防爆规程规定装防爆门的制粉系统的部件计算压力为150kPa，而美国防爆规程规定，除制粉系统启动、运行中均匀充满惰性气体的情况外，制粉系统的设计压力应大于 344kPa，按NFPA68“爆炸排放指南”所规定的原则设爆炸排放口的不在比例，作为电厂检修、运行工作者应注意制粉系统入孔门螺栓的完整以及煤粉管道法兰或抱箍的连接强度。

(3)保持防爆门的防爆功能。试验表明容器中可燃粉尘点燃引爆后，防爆门动作压力、卸压面积，可燃粉尘特性值与爆后实际压力值有关。防爆门排气管的长度也与卸压能力有关。有的资料甚至断定，当容器的抗爆强度小于0.1MPa时，有长排气管的防爆门已不能达到防止容器损坏的目的。因此必须按设计要求布置足量的防爆门，并控制防爆门的卸压动作压力。此外，多数磨煤机防爆门与排粉机出口风箱防爆门位于零米层上部，一旦动作后从排放口喷出的火焰极易烧损附近的电缆，应注意防范。