工程案例

                                                          中航.沈飞民机20T/H供汽锅炉改造工程

        据环保部督查显示，中国多地发生的严重污染天气，是秸秆焚烧、采暖、燃煤排放和不利的气象条件所造成。其中，仅秸秆焚烧一项，就占PM2.5总量的14%-55%之间。，各地秸秆焚烧比例占秸秆总量的10%--50%之间，造成这种局面的根本原因，就在于秸秆的利用价值没有得到充分开发利用。

        秸秆产品的使用终端，是秸秆综合利用产业链中最核心、最重要的环节。没有大规模的秸秆产品消纳途径，秸秆禁烧问题就无法真正得到破解。为此，辽宁物源联合辽宁工程学院等科研机构，对中、大型燃煤锅炉的清洁改造核心技术进行攻关，使这些锅炉能够完全使用秸秆燃料以替代煤炭。改造后的锅炉，不仅达到了国家的排放标准，更为这些企业节约了可观的生产成本。

        在诸多锅炉改造项目中，中航沈飞民用飞机制造有限公司具有典型的示范意义。经过三个多月的努力，辽宁物源圆满完成全部改造工程。锅炉运行的各项环保指标均达到或高于国家标准。

一、二次风系统

       秸秆成型燃料与煤相比，最大的区别就是高挥发分含量和低灰熔融温度。为了降低燃料在炉排上的燃烧份额，充分利用炉膛燃烧空间，从而降低炉排上的燃烧温度，避免生物质成型燃料燃烧过程中发生严重结焦，需要设置正确的二次风系统。

       经过ANSYS分析，二次风喷口Φ50，前、后均匀错列布置，前拱、后拱二次风喷口向下倾斜，二次风喷口流速40m/s，方能满足二次风充分与生物质成型燃料挥发分混合，达到辅助燃烧的作用。

为了保证上述参数的实现，二次风分前拱和后拱两个通道进入，前、后拱二次风总管>Φ50，炉内管道均需采用耐热合金钢，二次风机流量保证8000m³/h，压力保证4500Pa，从而保证二次风喷口流速不低于40m/s。为了调节二次风流量，前后拱二次风总管上设置了孔板流量计与流量调节阀

二、炉膛燃烧系统改造

        生物质成型燃料在燃烧使用过程中，料层厚度在200mm以上，需要相应增加风室风压，因此必须调整鼓风机的功率，增加风量以满足工作要求。同时，为了保证生物质成型燃料料层厚度200mm以上，调整了煤闸板和前拱进料口高度。为了防止炉膛温度过高，避免生物质燃料严重结焦，同时降低排烟温度，炉内前拱和炉膛中部卫燃带均需做减薄处理。重新对炉排进行合理设定，调整电机、调速器和轴承等相关设备，适当提高了炉排转速比。 对流管束组的出口都做导流板和撞击式降尘处理，避免积灰和腐蚀，提高换热效率。

三、防腐工程与防积灰工程

       生物质锅炉受热面沉积是锅炉设计、燃料性质以及锅炉运行条件等共同作用的结果，经验表明，生物质在炉内燃烧时，炉膛出口以及对流受热面烟气温度过低，会在管路上形成沉积，腐蚀锅炉管路系统，影响燃烧效率。所以要尽量避免锅炉低负荷运行，并且加装强力吹灰装置，避免碱金属氯化物过度沉积。

       为了防止积灰影响换热，更重要的是避免积灰加剧腐蚀，在锅炉受热面和风道中安装激波吹灰装置。 整套吹灰系统由程控装置、测控配气装置、分配器系统、脉冲发生器和吹灰管、气源5部分以及相应的管路组成，极大地提高了气体混合均匀程度，提高火焰传播速度，增强了吹灰效果。

       炉膛出口的凝渣管束及其对面的附近的对流管束做防碱金属氯化物催化氧化腐蚀和氯气、氯化氢腐蚀的涂层。

       炉膛顶棚与前墙接合区域需要相应的防止碱金属氯化物催化氧化腐蚀的涂层。

四、除尘、防尘、防火系统

       经技术人员现场考察，并根据以往锅炉烟气的治理经验,技术部门制定了治理目标。

设计技术指标表

烟气净化部分：

        生物质压块烟气所含水汽量较大，并且灰尘轻，采用简单的旋风或水洗除尘效率较低。但生物质压块在燃烧后存在火花灰尘，易造成二次燃烧。本案根据压块灰尘的特性，设计采用旋风缓冲器+高温布袋除尘工艺，对生物质烟气进行治理。

净化工艺综述：

        生物质锅炉烟气经旋风缓冲收尘器，进行初步处理，给锅炉木屑火花一个熄灭过程。经旋风预处理后，烟气进入高温脉冲布袋收尘器进行二次净化处理。烟气由底部料斗进入布袋收尘器。布袋收尘器采用侧部一端进气。烟气首先进入缓冲烟道，由缓冲烟道向下折流。在折流离心力作用下，较大颗粒尘直接落入布袋收尘器底部料斗。烟气再向上运转，以1m/min的速度通过布袋，微细灰尘被过滤于布袋的外表面。洁净空气从上部花板洁净室排出，由引风机通过15米高的烟囱高空排放。布袋除尘器设有定时脉冲反吹装置，当布袋外表面灰尘达到一定厚度时，脉冲反吹装置会定时启动，使布袋瞬间膨胀，将灰尘抖落，向下落入集尘料斗。集尘料斗底部设有手动卸料器，每日定时开启卸料器，将料斗内的灰尘收集，与旋风收尘器收集的灰尘一起打包堆放定期出售处理。

进料系统的改造：

       在试烧实验时，发生生物质燃料杜塞现象。针对该现象对进料系统进行改造。一是炉排进料仓向外移，以增大进料口。二是取消料仓斜面，采取垂直料仓，采用三个燃料输送机强制给料，三个输送机也能实现均匀布料的效果。

进料系统防火设备和降尘设备

       为避免在上料过程中发生扬尘问题，下落口与皮带接合部位要做一些封闭，覆盖下落口与皮带结合部位并沿着皮带延伸1.5m，同时，每个独立的上料皮带间安装一台工业空气净化器，当上料皮带间浮尘过多时，启用净化装置。

       综上所述，此次改造的两台20t/h吨燃煤锅炉，其技术难度大，工艺要求高，涉及领域宽，工作强度大，质量标准严。在工程改造的百日奋战中，辽宁物源分别对锅炉的二次风系统，炉膛燃烧系统、防腐工程与防积灰工程、加装激波脉冲吹灰器系统、凝渣管束及对流管束防腐蚀处理、炉膛顶棚与前墙接合区域防腐蚀处理、除尘、防尘、防火系统，进料系统改造、进料系统防火设备和降尘设备进行了全面的改造。

       沈飞锅炉的成功改造和新购置燃气或电锅炉相比，仅对原有燃煤锅炉进行改造这一项，为企业节省开支700多万元。在锅炉运行方面，每年将为企业节约成本800万—2000万元。不仅如此，此次锅炉改造工程的圆满成功，为大规模的秸秆综合再利用提供了一个新的经营思路，它进一步拓展了生物质利用的使用终端，开启了能源托管的全新模式。