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生物質(zhì)鍋爐的特點

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生物質(zhì)鍋爐的特點

生物質(zhì)鍋爐的特點范文第1篇

關(guān)鍵詞:鍋爐;生物質(zhì)顆粒

引言

生物質(zhì)鍋爐是鍋爐的一個種類,就是以生物質(zhì)能源做為燃料的鍋爐叫生物質(zhì)鍋爐,分為生物質(zhì)蒸汽鍋爐、生物質(zhì)熱水鍋爐、生物質(zhì)熱風爐、生物質(zhì)導熱油爐、立式生物質(zhì)鍋爐、臥式生物質(zhì)鍋爐等。鍋爐采用最適合生物質(zhì)燃料燃燒的燃燒設(shè)備----往復爐排。鍋爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計上,相對傳統(tǒng)鍋爐爐膛空間較大,同時布置非常合理的二次風,有利于生物質(zhì)燃料燃燒時瞬間析出的大量揮發(fā)分充分燃燒。

采用高效保溫材料,鍋爐表面溫度低,散熱損失可以忽略不計。嚴格按中國國家規(guī)范和標準生產(chǎn),所有受壓部件均采用優(yōu)質(zhì)鍋爐鋼材。每臺鍋爐出廠前都要經(jīng)過嚴格的檢驗和測試,包括水壓試驗、X射線檢測和能效測試。設(shè)置有人孔、檢查門、觀火孔等,維護保養(yǎng)十分方便。生物質(zhì)鍋爐的最大特點是:節(jié)能、環(huán)保且燃料成本低。

1.生物質(zhì)顆粒鍋爐燃燒試驗

1.1生物質(zhì)鍋爐

試驗中采用的生物質(zhì)顆粒燃燒器,爐膛面積為1.05m×0.65m,其長寬比為1.6∶1,該鍋爐在爐膛上下方各有一組風機,見圖1。

圖1生物質(zhì)顆粒鍋爐縱向剖面

1.2數(shù)值計算模型

由于模型結(jié)構(gòu)比較簡單,在幾何結(jié)構(gòu)和流場特點簡單的區(qū)域,使用結(jié)構(gòu)化體網(wǎng)格,而在燃燒很集中的區(qū)域,對網(wǎng)格進行生物質(zhì)顆粒直燃預燃室采用上給料下送風(定義為一次風)布置方式,進料和主配風位于預燃室的一側(cè),進料斜向插入預燃室,依靠重力和流化風助流進料。配風點包含為自爐排底部進入的風量;流化物料的流化風;預燃室出口煙道冷卻周界風;爐側(cè)壁觀察孔保護風,出口高溫煙氣則位于另外一側(cè)。預燃室內(nèi)壁有保溫裝置,材料為粘土,厚度為200mm。

圖2數(shù)值模擬生物質(zhì)鍋爐結(jié)構(gòu)

由于模型結(jié)構(gòu)比較簡單,在幾何結(jié)構(gòu)和流場特點簡單的區(qū)域,使用結(jié)構(gòu)化體網(wǎng)格,而在燃燒很集中的區(qū)域,對網(wǎng)格進行了部分的密化,應(yīng)用了分區(qū)劃分的思想,這也是精簡計算的重要手段。

采用三維穩(wěn)態(tài)的形式來建立數(shù)值模擬,并用QUICK格式進行方程的離散,而流場計算采用SIMPLEC算法,它可以增加收斂性,也是目前使用較多的算法,而邊界條件直接由速度入口和壓力出口可知。其元素分析與工業(yè)分析見表1

表1生物質(zhì)顆粒的元素分析與工業(yè)分析

1.3生物質(zhì)鍋爐燃燒生物質(zhì)顆粒試驗分析

對生物質(zhì)鍋爐進行了燃燒試驗,從試驗可知:在100%工況下該鍋爐煙道出口處CO2和O2的分別只有302.53mL/m3和23.5mL/m3,而CO為8437mL/m3。

1.4生物質(zhì)燃燒鍋爐爐內(nèi)流場分析

在煙道口出口處的速度達到最高,流速高達70m/s,在爐排處的速度由于受到爐排的阻擋,流速在10m/s以下。分析原因,一次風射流進入爐膛后,與從進料口處出來的二次風相互作用,使得在煙氣出口處的一次風速度進一步提升。

根據(jù)實驗測得,在100%工況下,一次風所占總風量比例在85%以上。數(shù)值模擬結(jié)果,在爐膛下方貼爐壁處的速度較大,并且一直延伸到煙氣出口處的速度也很大。進料口同時也可看做是二次風噴口,生物質(zhì)顆粒從進料口斜向下高速射出后,有從煙氣出的趨勢,并且靠近壁面的速度較小,二次風中心速度較大。與一次風相互作用后,射流速度還會繼續(xù)增大。

圖3俯視流場分布

1.5生物質(zhì)鍋爐爐內(nèi)溫度場分析

從圖4可見,爐膛上方燃燒強烈,溫度較高,從上向下,溫度迅速減小,所以最上方的橫截面在燃燒的主要區(qū)域內(nèi),并且發(fā)現(xiàn)最高溫度并不是在中心處,而是圍繞中心的一個邊界。由于煙氣出口靠近主燃燒區(qū)域,使得高速運行的一部分燃料在還未完全燃燒的情況下,就沿著煙氣出出。

受一次風射流過大的影響,燃燒區(qū)域過于靠上,且在其中心處周圍的某邊界線上溫度達到最高,達2000K左右,靠近煙氣出口處溫度為1500K左右,與試驗測得的煙氣出口附近溫度1555K非常接近。這也驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的正確性。

圖4俯視溫度分布(單位:K)

豎直截面正面溫度分布見圖5,從圖中可見,上爐膛為燃燒的主要區(qū)域,并且燃燒的充滿度不好,主燃區(qū)域只占爐膛部分的三分之一。在煙氣出口處的溫度較高,主要是受一次風的影響,導致從二次風射出的氣流和顆粒無法再向下運動,而在上爐膛部分發(fā)生了回流。同時,使得燃燒區(qū)域靠近煙氣口,使得煙氣出口處溫度過高。

圖5豎直截面溫度分布(單位:K) 圖6側(cè)面截面溫度分布(單位:K)

鍋爐的側(cè)面截面溫度分布見圖6,從圖中可以看出在上爐膛的渦流部分為主要燃燒區(qū)域,這主要是由于從進料入的二次風向下運行遇到高溫煙氣,煙氣把溫度傳導給了生物質(zhì)顆粒,使得它達到著火點,生物質(zhì)顆粒燃燒。

1.6生物質(zhì)鍋爐燃燒分析

根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果,在進料口處的顆粒停留時間較長,這也與燃燒的主要發(fā)生區(qū)域相一致,而越往下顆粒的停留時間越短。顆粒在剛進入爐膛后很快就發(fā)生熱解,析出揮發(fā)分;而在爐膛中部及下方的停留時間較短,迅速到達鍋爐底部。這與一次風的大小與位置有關(guān),如果一次風越往下,風量越小,火焰的下沖深度就越大,顆粒的停留時間就越長,這樣更有利于內(nèi)部燃燒的穩(wěn)定。

2.結(jié)語

在爐膛內(nèi),爐內(nèi)溫度場略呈菱形,并在出料口下方存在一定的傾斜,在一次風和二次風的作用下,兩相流沿煙氣出口處射出,使得煙氣出口處溫度較高,容易結(jié)焦,而在爐膛內(nèi)部的火焰充滿度不高,燃燒區(qū)域靠上,爐膛上部容易燒壞。

在煙氣出口附近,由于靠近主燃燒區(qū)域,溫度較高,特別是靠近出口上方,溫度比爐膛內(nèi)的部分區(qū)域還要高,此時溫度達到1555K,數(shù)值模擬結(jié)果為1500K,與試驗測得的最高溫度較吻合。

生物質(zhì)顆粒運行速度迅速衰減的時間只有毫秒的數(shù)量級,最終速度與爐內(nèi)主氣流基本一致;在進料口截面上,靠近后墻附近,顆粒運行速度較慢,停留時間是下爐膛部分的一倍。此處的揮發(fā)分析出的速度也較快;同時此處也是高溫區(qū)域,由此表明顆粒停留時間與溫度有很大的關(guān)系。

參考文獻:

[1]孫志華,劉紅,郭亮,邢立云.鍋爐燃燒調(diào)整及優(yōu)化運行[J].民營科技,2011(08).

生物質(zhì)鍋爐的特點范文第2篇

關(guān)鍵詞:生物質(zhì)燃料;循環(huán)流化床鍋爐;適應(yīng)

煤、石油、天然氣等化石燃料從20世紀70年代就開始大規(guī)模的開采,其存儲量急劇減少。據(jù)預測,地球上蘊藏的可開發(fā)利用的煤和石油等化石能源將分別在200年和30~40年以內(nèi)耗竭,而天然氣按儲采比也只能用60年。目前,尋找替代能源已經(jīng)引起全社會的廣泛關(guān)注。生物質(zhì)能是一種可再生的清潔能源,來源十分豐富。它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源。當前,生物質(zhì)燃料的消耗已占世界總能源消耗的14%,在發(fā)展中國家這一比例達到38%。據(jù)世界糧農(nóng)組織(FAO)預測,到2050年,以生物質(zhì)能源為主的可再生能源將提供全世界60%的電力和40%的燃料,其價格低于化石燃料。生物質(zhì)燃料的開發(fā)利用已經(jīng)成為全世界的共識。在眾多的生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)中,直接燃燒是高效利用生物質(zhì)資源最為切實可行的方式之一。

循環(huán)流化床CFB(Circulating Fluidized Bed)燃燒技術(shù)由于在替代燃料、處理各種廢棄物和保護環(huán)境三方面具有其它燃燒技術(shù)無可比擬的獨特優(yōu)勢而逐漸受到各國的關(guān)注。在我國能源與環(huán)境的雙重壓力下,近幾年,循環(huán)流化床鍋爐在我國得到了快速發(fā)展。了解生物質(zhì)燃料對CFB鍋爐的影響,采取有針對性的設(shè)計方案和相應(yīng)的運行調(diào)整,對延長鍋爐的使用壽命、提高鍋爐的效率具有良好的促進作用。

1 生物質(zhì)燃料種類

生物質(zhì)能是植物通過光合作用將太陽能以化學能的形式存儲在生物質(zhì)中。我國擁有豐富的生物質(zhì)資源,但目前可供開發(fā)利用的生物質(zhì)資源主要為農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、經(jīng)濟作物廢棄物、牲畜糞便、城市和工業(yè)有機廢棄物等。生物質(zhì)燃料是一種清潔燃料,含硫量低,含碳量不高,燃燒后NOx和SO2的含量很低;生物質(zhì)中灰分一般也很小,所以充分燃燒后煙塵含量很低。生物質(zhì)燃料在燃燒過程中具有二氧化碳零排放的特點,這對于緩解日益嚴重的“溫室效應(yīng)”有著特殊的意義。隨著能源危機的加劇,生物質(zhì)能越來越受到人們的重視。目前國內(nèi)已開發(fā)了單一生物質(zhì)燃料和多種生物質(zhì)燃料混合燃燒的系列化生物質(zhì)鍋爐,目前已經(jīng)運行過的生物質(zhì)燃料多達30多種,農(nóng)業(yè)廢棄物主要包括稻草、麥草、玉米秸稈、棉花桿、油菜桿、稻殼、花生殼、紅薯藤等;林業(yè)廢棄物主要包括樹皮、樹枝、樹根、木材加工廢料等;經(jīng)濟作物廢棄物主要包括甘蔗渣、菌類作物的培養(yǎng)基等;牲畜糞便主要來源于養(yǎng)殖場。

2 燃料對鍋爐的影響與適應(yīng)措施

2.1生物質(zhì)成型技術(shù)

實踐已經(jīng)證明,由于各種生物質(zhì)燃料自身特性的原因,即使經(jīng)過簡單破碎的秸稈、廢木材、稻殼等生物質(zhì)廢棄物仍然具有熱值較低、形狀很不規(guī)則的特點。因此,它的爐前熱值經(jīng)常發(fā)生很大的變化,若將其直接送入CFB鍋爐里進行燃燒,會出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定的現(xiàn)象。另外,由于空隙率很高,這些體積龐大的生物質(zhì)廢棄物也不利于長距離的運輸。為了解決上述矛盾,生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)應(yīng)運而生。生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)是把生物質(zhì)與經(jīng)過除氯的添加劑混合后被鑄造模型制成具有統(tǒng)一尺寸、所含熱值均勻并易于輸送的衍生燃料。將生物質(zhì)加工成成型燃料是利用CFB鍋爐燃燒生物質(zhì)的重要方式。成型燃料代替原生物質(zhì)燃料進行燃燒,可以減少大量的化學不完全燃燒熱損失與排煙熱損失。而且燃燒速度均勻適中,燃燒相對穩(wěn)定。在生物質(zhì)壓縮成型的過程中,一般都會加入一些添加劑(石灰石等)和其他輔助燃料(煤、污泥等)。這種方式充分發(fā)揮了生物質(zhì)燃料易著火和其他輔助燃料燃燒穩(wěn)定的優(yōu)點,是當前生物質(zhì)燃料進行燃燒利用的重點,各國學者的研究也大都集中于此。

2.2生物質(zhì)含水量

目前國內(nèi)在運行的生物質(zhì)流化床鍋爐其入爐生物質(zhì)燃料普遍含水量高,特別是秸稈類和樹皮類目前入爐水分在30%~50%之間,高水分燃料入爐后,著火相應(yīng)延遲,爐內(nèi)流化速度大,燃料在爐內(nèi)的有效停留時間短,造成燃燒效率下降,燃料熱值偏低,燃料消耗量更大;著火滯后引起的爐膛上部溫度偏高使過熱蒸汽超溫,過熱器管壁溫度偏高,帶來安全上的隱患;鍋爐密相區(qū)床溫控制變得困難,鍋爐低負荷穩(wěn)燃水平下降;另由于燃燒產(chǎn)生的煙氣量增加,排煙溫度升高,增加鍋爐的排煙損失,降低鍋爐效率。因此,要達到良好的效益必須盡量控制入爐燃料的水分在合理范圍內(nèi),首先應(yīng)控制收購的燃料含水率,杜絕人為加水,其次生物質(zhì)流化床鍋爐應(yīng)建足夠的防雨料庫,從源頭上控制燃料入爐含水率。

2.3生物質(zhì)含灰量

循環(huán)硫化床需要大量的床料顆粒在循環(huán)回路中循環(huán),使爐膛的熱量分布更均勻,傳熱更快,燃燒更充分,因此,生物質(zhì)燃料的含灰量對循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計和運行非常重要。一般生物質(zhì)燃料中本身含灰量在3%~10%之間,但由于生物質(zhì)燃料的外帶雜質(zhì)較多,特別是農(nóng)、林廢棄物,在鍋爐實際運行中尾部灰濃度實測值是理論值的3~5倍。應(yīng)控制收購的燃料灰分,杜絕人為加沙加土。

爐膛的灰濃度對循環(huán)流化床鍋爐的負荷和爐膛床溫的均勻性影響較大。在燃燒木材加工廢棄物等生物質(zhì)燃料含灰量低時,靠自身的灰量無法滿足床料的要求,則在運行中一般采取添加床料,所以床料成為循環(huán)物料的主體。在設(shè)計上采用可調(diào)試返料系統(tǒng)的循環(huán)灰量,保證物料循環(huán)系統(tǒng)的暢通,穩(wěn)定爐膛溫度。在運行上當燃料含灰量較高時,則需放灰,一般采取放底渣的方式。

生物質(zhì)鍋爐床層的高度受燃料的含灰量影響非常大,床層的過高、過低都會影響流化質(zhì)量,引起結(jié)焦。燃料灰分和雜質(zhì)影響尾部飛灰的濃度,尾部的吹灰裝置應(yīng)設(shè)置到位。

2.4爐內(nèi)結(jié)渣、積灰、腐蝕

生物質(zhì)因鉀、氯含量較高,所以燃燒后灰中含有大量堿金屬鹽,作為肥料是很好的,但是在燃燒過程中因為這些堿金屬鹽熔點低,容易在爐排、水冷壁以及尾部受熱面上結(jié)渣、積灰,應(yīng)引起設(shè)計者和運行人員的高度重視。采用循環(huán)流化床燃燒方式時,這些鉀鹽會與砂床料或秸稈夾帶的泥土(含砂子)反應(yīng)生成硅酸鉀一玻璃,容易造成床料結(jié)焦或顆粒長大,因此運行過程中應(yīng)及時排除燃燒過程中形成的大顆粒物,補充合適的床料,維持爐內(nèi)物料粒度的相對均勻。

由于灰中堿金屬含量高,導致對流受熱面的積灰嚴重,一方面需要采用合適的管子節(jié)距,同時需要選擇合適的吹灰方式。從目前的運行效果來看,脈沖吹灰、蒸汽吹灰、機械振打方式是有效的清灰方式,效果較好,而超聲波除灰效果不佳。

此外,生物質(zhì)灰中富含鉀和鈉等堿金屬,熔點低,在爐膛內(nèi)為汽相,在500℃左右以灰污形式凝結(jié)于高溫過熱器受熱面上,對過熱器造成高溫腐蝕。解決方法為可以將高溫過熱器放置在外置換熱器中,也可像其他燃燒方式一樣采用抗腐蝕材料如奧氏體不銹鋼材料(0Cr17Ni12Mo2)或?qū)⑦^熱器放置于650℃以內(nèi)的煙氣中,采用12CrlMoVG或表面噴涂耐腐蝕材料;解決省煤器腐蝕的方法是使省煤器人口水溫高于HC1露點溫度20~30℃。避免或減輕空氣預熱器腐蝕的方法是采用考登鋼或熱空氣再循環(huán),保證空預器人口溫度在80~100℃;也可以采用暖風器將空氣加熱到80~100℃以上再送入空氣預熱器。

2.5輔機的選擇

由于生物質(zhì)燃料的灰量和水分的變化隨季節(jié)性和地域的變化非常大以及生物質(zhì)燃料實際外帶灰量較多,在實際運行中許多生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐因引風機和除塵器選小導致鍋爐出力不足,爐膛冒正壓等問題。因此,選擇一次風機、引風機、布袋除塵器等設(shè)備時應(yīng)充分考慮裕量。

3 結(jié)語

3.1生物質(zhì)燃料對CFB鍋爐的設(shè)計與運行有很大影響。生物質(zhì)燃料不僅有效提高了CFB鍋爐燃料供應(yīng)的安全度,提高了CFB鍋爐對燃料的定價權(quán),也使當?shù)氐纳镔|(zhì)資源得到充分利用。但由于不同生物質(zhì)燃料有所差別,這對CFB鍋爐設(shè)備和運行人員提出了更高要求。只有對生物質(zhì)燃料的特殊性進行充分了解,在設(shè)計和運行中采取必要的措施,提高鍋爐及其系統(tǒng)設(shè)備的適應(yīng)性和可靠性,以使生物質(zhì)流化床鍋爐產(chǎn)生更高的社會和經(jīng)濟效益。

生物質(zhì)鍋爐的特點范文第3篇

關(guān)鍵詞:生物質(zhì)鍋爐;高溫腐蝕;堿金屬;氯;對策

中圖分類號:TK6;TK224 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)12-0083-02

稻麥秸稈、農(nóng)林廢棄物、稻殼、工業(yè)加工的邊角木料以及蔗渣等生物質(zhì)能是人類自古以來生火做飯的燃料,作為一種清潔而又可再生的原料,是可代替石油、煤炭等礦石能源,以及為化工行業(yè)提供碳元素。生物質(zhì)直燃發(fā)電項目是生物質(zhì)能大規(guī)模運用的模式之一,是可再生能源發(fā)電一類重要方式。生物質(zhì)電廠鍋爐受熱面腐蝕是廣泛存在的,特別是高溫高壓及以上參數(shù),尤其是采用了稻草、麥草、油菜桿等秸稈類,ι物質(zhì)發(fā)電廠的安全生產(chǎn)工作和經(jīng)濟效益都是很大的威脅。

在生物質(zhì)燃料中,堿金屬含量比例比較高,其燃燒過程中,鍋爐受熱面的高溫腐蝕與生物質(zhì)燃料中含有的氯、鉀、硫和鎂等元素密切相關(guān),其固、液、氣的狀態(tài)變化以及燃燒過程中的化合物的轉(zhuǎn)換,直接影響鍋爐受熱面的積灰腐蝕以及鍋爐的灰渣成分情況。從相關(guān)資料可知,稻麥草秸稈、樹枝、竹片等生物質(zhì)的鉀含量比較高。

生物質(zhì)燃燒過程中,還有氯的影響。氯是一種常見的元素,人類的生存離不開它,廣泛存在于自然界,是農(nóng)林生物質(zhì)生長必須的元素,許多種類的農(nóng)林生物質(zhì)氯的含量都很高,并且以游離離子態(tài)存在,轉(zhuǎn)移流動性很強,表1列出了常見生物質(zhì)的情況。通常,公司所在的如東縣,地處南黃海之濱。該區(qū)域生長的植物,氯的含量普遍更高。

1 腐蝕狀況分析

公司所使用的生物質(zhì)發(fā)電鍋爐,為無錫華光鍋爐股份有限公司自主開發(fā)設(shè)計的第一臺高溫高壓水冷振動爐排鍋爐。鍋爐為自然循環(huán)形式,單鍋筒、濕出渣,主要設(shè)計參數(shù)為:額定蒸發(fā)量110t/h,額定主汽壓力9.8MPa,額定主汽溫度540℃,給水溫度210℃。設(shè)計燃料為稻草、麥草、棉花稈、廢木材、樹皮等農(nóng)林廢棄物。

公司機組于2008年7月投產(chǎn),投產(chǎn)初期機組利用小時數(shù)非常低。隨著國家政策支持以及燃料拓展,目前發(fā)電機組年利用小時數(shù)在7500小時左右。鍋爐在2012年開始發(fā)現(xiàn)爐膛水冷壁嚴重腐蝕,主要出現(xiàn)在后墻拱下,2014年水冷壁再次泄漏后,檢查發(fā)現(xiàn)爐膛拱的位置上下5米之間,爐膛水冷壁環(huán)周四面均腐蝕嚴重,減薄明顯,水冷壁管排更換工作量非常大。為查明鍋爐水冷壁減薄的緣由以及尋找緩解對應(yīng)的解決措施,電廠邀請多方面的專家到現(xiàn)場進行調(diào)查和分析。

對更換下來的水冷壁管排的管壁管外腐蝕灰垢刮管取樣,同時,請東南大學相關(guān)專家對腐蝕層積灰垢樣進行了元素成分分析(具體數(shù)據(jù)見表1),腐蝕層積灰垢樣中鐵含量為53.11%,鉀18.97%,氯18.58%,由此說明水冷壁管腐蝕層積灰垢樣的主要成分為氧化鐵和氯化鉀。水冷壁管材中的鐵經(jīng)過化學反應(yīng)從水冷壁管子外表面往腐蝕積灰垢層輸送,腐蝕層積灰垢樣中氯化鉀是由煙氣中夾帶的堿金屬氯化物灰粒接觸到水冷壁冷凝沉積下來,并在水冷壁上不斷積聚而成,腐蝕層積灰(內(nèi)含大量的堿金屬氯化物)對管子造成嚴重的腐蝕。

經(jīng)現(xiàn)場觀察,以及對水冷壁管子外部腐蝕層的積灰垢樣成分進行化學分析,基本可以確認為堿金屬氯化物的熔融腐蝕。水冷壁腐蝕照片中可直接看出氧化膜脫落開裂。腐蝕層灰垢中的堿金屬、硫酸根離子和氯離子是造成水冷壁管排管壁嚴重腐蝕的重要起因。水冷壁管排管壁的減薄主要為灰垢中堿金屬氯化物的高溫腐蝕,而且氯元素在腐蝕的化學反應(yīng)過程中沒有被去除,而是起到催化和媒介的循環(huán)作用,因而造成爐膛的大面積腐蝕減薄。

2 腐蝕機理分析

2.1 腐蝕過程

鍋爐爐膛內(nèi),生物質(zhì)的燃燒過程中,其所攜帶的氯、硫元素與其堿金屬鉀、鎂、鈉等元素以氣態(tài)的形態(tài)進入到鍋爐煙氣中,會通過燃燒化學反應(yīng)形成極細顆粒(納米級或者微米級)的氯化鈉、氯化鉀等堿金屬氯化物,凝結(jié)和沉積在管壁溫度約在350℃的爐膛水冷壁管子管壁上。沉積和凝結(jié)在水冷壁管迎火側(cè)外表面的氯化鉀和氯化鈉,再與管壁表層的氧化膜(Fe2O3層)發(fā)生氧化還原反應(yīng),由于氯化鐵的氣化溫度約為315℃左右,所以在水冷壁管子外表溫度高于315℃時,氯化鐵由固態(tài)轉(zhuǎn)向氣態(tài),向鍋爐煙氣中擴散,導致水冷壁表面的氧化膜脫落,暴露出來的管壁鐵Fe和煙氣中O2進行氧化反應(yīng),生成新的氧化膜Fe2O3。上述反應(yīng)過程循環(huán)發(fā)生,使得爐膛水冷壁管子的壁厚持續(xù)減少。

另一方面,爐膛水冷壁管溫度在310至420℃,鍋爐煙氣中不可避免有少量二氧化硫(SO2)氣體,能顯著加速爐膛水冷壁管壁的腐蝕過程。水冷壁迎火面管排外表的氯化鉀和氯化鈉,與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學反應(yīng),通過反應(yīng)生成氣態(tài)氯。由于氯是氣態(tài)的,也就是氯氣(Cl2),能夠輕松地穿越腐蝕積灰層,通過與管壁的鐵(Fe)進行反應(yīng),生成氯化鐵(FeCl3)。在水冷壁管壁腐蝕積灰層迎火側(cè),由于燃燒所需空氣中氧的存在,氯化鐵將與氧發(fā)生反應(yīng),生成氧化鐵(Fe2O3)和氯。氯能夠與水冷壁再次發(fā)生反應(yīng)。氯經(jīng)過一個循環(huán)幾乎沒有耗費,氯元素起到了催化媒介作用,并且不斷地腐蝕水冷壁迎火側(cè)。

此外,爐膛水冷壁一般為20G或者15CrMo,水冷壁管子中的其他成分,如鉻(Cr),其物理化學反應(yīng)過程與上述鐵的過程相同。

2.2 腐蝕特點

2.2.1 普遍存在并持續(xù)

以上對腐蝕過程的探討發(fā)現(xiàn),在爐膛水冷壁的腐蝕過程中,生物質(zhì)燃料中的氯起到了催化和媒介的作用,將奧氏體不銹鋼水冷壁中從水冷壁迎火面上連續(xù)不斷地反應(yīng)出來,造成了水冷壁管的腐蝕。生物質(zhì)燃料中天然存在的氯元素和堿金屬元素,只要在爐膛水冷壁迎火煙氣側(cè)的管壁溫度達到310~420℃時,將必然與發(fā)生化學腐蝕反應(yīng),其含量多少和溫度的高低,只能影響腐蝕反應(yīng)的速率,不會杜絕腐蝕反應(yīng)。同時,只要化學反應(yīng)一旦開始,則將持續(xù)不斷進行腐蝕。

2.2.2 溫度區(qū)間

爐膛水冷壁腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生和反應(yīng)速率與水冷壁的管壁溫度有直接聯(lián)系。通過對多臺高溫高壓參數(shù)的生物質(zhì)鍋爐受熱面腐蝕情況進行了解和分析,各臺鍋爐發(fā)生的腐蝕的位置不一定一致,但是均是水冷壁管壁外表溫度在310至420℃區(qū)間,在這個溫度區(qū)間內(nèi),腐蝕反應(yīng)的速率隨溫度的升高而加快。據(jù)如東公司統(tǒng)計,一般腐蝕速率大概在1~1.5mm/年,局部高點的腐蝕速度可到2.0mm/年。

3 防止腐蝕的措施

鍋爐爐膛內(nèi)的環(huán)境以及生物質(zhì)燃料中的成分共同組成水冷壁腐蝕反應(yīng)發(fā)生的條件,水冷壁管子迎火面腐蝕發(fā)生的主要原因是生物質(zhì)燃燒后的積灰以及迎火面煙氣環(huán)境中較高的氯含量。再加上振動水冷爐排鍋爐的特點,定期爐膛振動,容易使水冷壁表面的腐蝕積灰層產(chǎn)生裂紋,且煙氣中的氯離子能夠加速裂紋的生成和發(fā)展,生物質(zhì)鍋爐爐膛的溫度波動常常無規(guī)律,為水冷壁腐蝕破壞作用創(chuàng)造了條件。

同時,鍋爐燃燒著火不穩(wěn)導致的煙氣O2濃度波動、爐膛煙溫波動以及水冷壁壁溫波動,生物質(zhì)顆粒度不一、煙氣中O2濃度偏低以及拱下二次風偏大引起的燃料顆粒拱下停留時間短、上部燃燒強導致煙溫偏高,同時爐膛結(jié)焦、燃料磨損行強以及給水欠焓偏低,都對磨損及高溫腐蝕減薄起到促進作用。為了防止和延緩鍋爐水冷壁及過熱器高溫腐蝕問題,需要從入爐生物質(zhì)的品質(zhì)、鍋爐受熱面的設(shè)計和日常運行參數(shù)調(diào)整等方面進行一體化控制,具體如下:

(1)在機組選型過程時,要統(tǒng)籌考慮全廠能耗效率和鍋爐受熱面高溫腐蝕的問題,盡量使汽包內(nèi)的飽和溫度、水冷壁表面溫度避開腐蝕溫度區(qū)間;在鍋爐管材的選用過程中,考慮采用耐腐蝕好的管材,如20G、TP347H等材質(zhì),或在部分水冷壁管壁外進行噴涂。

(2)嚴把入爐生物質(zhì)燃料的品質(zhì)關(guān)。加強生物質(zhì)燃料的混合摻配工作,綜合考慮各品種的熱值、灰分、水分、易燃性等方面,確保入爐生物質(zhì)品質(zhì)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。同時,控制或杜絕氯、硫等含量高的生物質(zhì)品種入爐燃燒;另外對稻麥草類秸稈進行干燥處理,降低其水分,減輕燃料卡堵的現(xiàn)象,進而穩(wěn)定燃燒。

(3)加強燃燒調(diào)整,配合鍋爐爐排的振動頻率和幅度,以及間隔時間,合理調(diào)整分配鍋爐一、二次風。特別是,當采用顆粒度小、高水分的木屑、稻殼等燃料時,要加大二次風量,提高其穿透性,防止密相區(qū)轉(zhuǎn)移,防止在爐膛以外的區(qū)域發(fā)生二次再燃。

(4)采用機械方式或者高壓水沖洗對鍋爐水冷壁、過熱器表面進行清焦清灰時,應(yīng)盡量避免破壞受熱面管壁的保護性垢層;要不就將管壁表面進行徹底清理干凈。

(5)對存在磨損的區(qū)域可采對水冷壁迎火面進行防磨防腐噴涂等防磨措施,減緩磨損減薄,并在更換過程中提高材質(zhì)。另外,定點跟蹤檢查,注意腐蝕減薄的發(fā)展。

(6)鍋爐運行過程中,盡量提高鍋爐蒸汽參數(shù),從而提高鍋爐汽包給水的飽和溫度,增大省煤器出口給水的欠焓,確保水冷壁水動力穩(wěn)定。

4 結(jié)語

由于生物質(zhì)直燃鍋爐高溫受熱面腐g,特別是屏式過熱器、高溫段的水冷壁等,是一個錯綜復雜的技術(shù)問題,影響的環(huán)節(jié)和因素很多,要想解決好這些問題,還需要做大量的科學實踐論證,進一步探討其腐蝕機理,研究其防治措施,達到生物質(zhì)直燃鍋爐鍋爐長期安全穩(wěn)定運行的目的,進而提高生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)設(shè)備可靠性和健康水平。

參考文獻

[1]秦建光,等.生物質(zhì)灰成分測試中的偏差問題分析.中國電機學報,2009.

[2]王準.生物質(zhì)燃燒過程中受熱面高溫腐蝕特性研究.浙江大學,2015.

生物質(zhì)鍋爐的特點范文第4篇

關(guān)鍵詞:固體成型的生物質(zhì)燃料;鏈條爐排層狀燃燒;自然循環(huán);受熱面為全水管式鍋爐

1 概述

隨著社會對能源需求的日益增長,作為主要能源來源的化石燃料在迅速地減少。因此,尋找一種可再生的替代能源,成為社會普遍關(guān)注的焦點。生物質(zhì)能是一種理想的可再生能源,它來源廣泛,每年都有大量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)及森林廢棄物產(chǎn)出。在目前世界的能源消耗中,生物質(zhì)能消耗占世界總能耗的14%,僅次于石油、煤炭和天然氣,位居第四位。而在我們國家特別是北方地區(qū)玉米桿、稻殼等可再生資源資源非常豐富,用其代替或部分代替燃煤,能為用戶帶來豐厚的經(jīng)濟回報。

SZL4.2-1.0/95/70-T型組裝水管熱水鍋爐,采用雙鍋筒縱置式布置,燃燒方式用鏈條爐排。額定功率4.2MW,額定出水壓力1.0MPa,額定出水溫度95℃,鍋爐設(shè)計燃料為固體生物質(zhì)燃料。爐膛兩側(cè)墻水冷壁采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu);爐膛前、后墻水冷壁管向下延伸到爐排上部形成前后拱,這樣既增加鍋爐的密封性能,可有效降低爐墻外壁溫度,減少散熱損失,又增加了爐膛容積及受熱面,同時加固了后拱的強度。爐膛后為燃燼室、對流管束,尾部有省煤器。煙氣經(jīng)爐膛、燃燼室、對流管束、省煤器進入尾部煙道,通過除塵器、引風機、煙囪排入大氣。

本鍋爐分上下兩大件出廠,上部大件包括鍋爐本體、上部鋼架及上部爐墻,下部大件包括煤斗、鏈條爐排、下部爐墻及內(nèi)部通風道,除前后拱管及其連接管現(xiàn)場裝配,部分磚墻及前后爐拱在現(xiàn)場砌筑外,其余部件均組裝出廠,尾部省煤器及煙風道隨爐配套出廠。尾部除塵器及其接管按照合同發(fā)貨。

該鍋爐的安全穩(wěn)定運行工況范圍:熱負荷: 70%-100%。

2 鍋爐規(guī)范

額定功率:4.2MW

額定出水壓力:1.0MPa

額定出水溫度:95℃

回水溫度:70℃

冷空氣溫度:20℃

試驗壓力:1.4MPa

輻射受熱面:26.08m2

對流受熱面:111.7m2

省煤器受熱面:139.52m2

爐排有效面積:7.7m2

排煙溫度:154℃

排煙處過量空氣系數(shù):1.65

設(shè)計效率:82.4%

鍋爐水容量:7.5m3

金屬耗量:鍋爐本體9718 kg;鋼結(jié)構(gòu)8203kg;爐排15593kg

總耗電量:53.35KW

3 對燃料的要求

該型鍋爐按生物質(zhì)固體成型固體燃料(BBDF)進行設(shè)計。

進入本鍋爐的秸桿經(jīng)烘干,并制成塊狀或棒狀,因此本設(shè)計采用鏈條爐排的層狀燃燒方式,燃料適應(yīng)性廣。

生物質(zhì)固體成型固體燃料的特性如下:灰分:5~20%;水分:≤12%,低位發(fā)熱值:14650~16747KJ/Kg(3500~4000kcal/kg;密度:800~1100kg/m3;塊狀尺寸為32×32×(30~80),或棒狀尺寸為φ30×(30~80)。

4 鍋爐給水品質(zhì)應(yīng)符合GB/T1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》的有關(guān)規(guī)定(見表1)

5 結(jié)構(gòu)設(shè)計簡介

鍋爐整體型式為雙鍋筒縱置式自然循環(huán)鍋爐,為縮短安裝工期及基建投資,本鍋爐設(shè)計成組裝鍋爐,分上下兩大件出廠

針對生物質(zhì)燃料的燃燒特性采取以下幾項改進措施。

5.1 鏈條爐排的層式燃燒:由于燃料經(jīng)烘干,并制成塊狀或棒狀,本鍋爐采用前軸驅(qū)動鏈條爐排的層式燃燒方式,著火條件好,燃料適應(yīng)性廣。

5.2 采用較高的前拱和低而長的后拱:既可保證揮發(fā)份有足夠大的空間充分燃燒,又可保證固定碳在后拱區(qū)有較長的燃燒時間,以提高鍋爐燃燒效率。

5.3 合理的二次風系統(tǒng):由于該燃料揮發(fā)分高,燃燒速度快,為防止空氣與可燃氣體混合不均勻,使煙氣中的碳氫化合物分解,在爐膛燃燒區(qū)設(shè)計了二次風噴嘴。后拱出口處的二次風除了使煙氣與空氣充分混合外,還可將爐膛高溫煙氣推向前拱區(qū),有利于燃料的著火。二次風風道上都裝有調(diào)節(jié)閥門,可根據(jù)燃燒工況需要調(diào)節(jié)各組風量。

5.4 采用下部絕熱爐膛:在爐膛下部,前拱區(qū)及后拱區(qū),都采用絕熱爐膛,以提高燃燒區(qū)的燃燒溫度,保證燃料的完全充分燃燒。

5.5 鍋爐兩側(cè)墻水冷壁采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu);爐膛前、后墻水冷壁管向下延伸到爐排上部形成前后水冷拱,這樣既增加鍋爐的密封性能,又增加了爐膛容積及受熱面,同時加固了后拱的強度。

1)水冷系統(tǒng):包括前后拱管、側(cè)水冷壁、對流管束、上、下鍋筒、下降管及集箱。

(1)鍋筒:上鍋筒直徑為900,厚14,長5300(不算兩端封頭),下鍋筒直徑為900,厚度為14,長2140(不算兩端封頭),材料均采用Q245R。下鍋筒通過兩個汽包支座擱在底盤上,后邊一個為活動支座。上下鍋筒中心距為2300,上鍋筒支承在焊接的水冷壁、對流管束上。上鍋筒內(nèi)部裝有配水裝置和出水裝置,由省煤器集箱引出的回水經(jīng)4根φ89的管子進入鍋筒內(nèi)φ159的配水管,配水管兩端留有半圓形出水口。上鍋筒內(nèi)還裝設(shè)橫向隔板,使上升管與下降管隔開。在鍋筒的頂部裝有出水裝置,加熱后的熱水在鍋筒內(nèi)混合后由出水裝置引出,供給用戶。下鍋筒內(nèi)設(shè)有排污裝置。

(2)水冷壁:爐膛兩側(cè)采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu),管子為φ51×4,節(jié)距為100。前、后墻水冷壁為φ51×3的管子共28 根,節(jié)距為120mm,前后墻水冷壁向下延伸,形成高而短的前拱和低而長的后拱。后拱傾角為10°,前后拱總覆蓋率達80%。

(3)燃燼室:兩側(cè)為φ51×4膜式水冷壁管子連接于上鍋筒與兩側(cè)集箱之間,管間距為100mm,貼后墻管有兩排共16根,連接于上下鍋筒之間,橫向管間距為110mm,管徑φ51×3。

(4)對流管束:上下鍋筒間由320根φ51×3的對流管束分別與上下鍋筒采用焊接連接,管間有一堵隔墻,煙氣成兩個回路橫向沖刷流動。

(5)省煤器采用流線型鰭片式鑄鐵省煤器,長度為1500 mm,材料為HT200。省煤器共64根省煤器管組成,回水由進水管流入省煤器,沿逆煙氣方向而上,然后再由出水管送入鍋筒。

2)爐墻部分:本爐為組裝鍋爐,采用輕型爐墻,鍋爐爐膛及燃燼室兩側(cè)全部采用輕質(zhì)保溫材料,既加強了爐墻的保溫隔熱性能又減輕了鍋爐總重。后半部內(nèi)層為耐火磚,外層為保溫材料。前后拱分別由前后拱管作骨架澆筑耐火混凝土組成,后拱的重量吊在兩個橫梁上,鍋爐的前后拱、前墻、中墻和下部爐墻在工地由安裝部門在用戶現(xiàn)場砌筑施工。

3)燃燒系統(tǒng)部分:燃燒系統(tǒng)包括煤斗、鏈條爐排、爐排傳動裝置。

本鍋爐鏈條爐排為大塊爐排片。爐排前后軸距為5.56m,有效寬度為1.6m,爐排下面劃分為5個獨立的風室,根據(jù)燃燒情況配風,進風方式為雙側(cè)進風,進風均勻。爐膛前部設(shè)有煤斗、煤閘門,用以調(diào)節(jié)進入爐排的料層厚度。爐排速度由減速箱控制調(diào)節(jié)。燒透的爐渣排入渣斗。

6 鍋爐管道系統(tǒng)及附件

鍋爐范圍內(nèi)管道系統(tǒng)設(shè)計滿足TSG G0001-2012《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》》及TSG G0002-2010《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》(附錄B:鍋爐儀表配置要求)的要求。

鍋爐本體附件除放氣閥、出水閥、安全閥、排污閥外,還有測量儀表、壓力表、溫度計,測點應(yīng)參照圖紙6T8150-0和現(xiàn)場具體情況而定。

7 輔機配套

用戶自己選配輔機時,各輔機的參數(shù)不能低于我廠輔機清單上輔機的參數(shù),海拔高地區(qū)的風機參數(shù)應(yīng)予以修正。

8 鍋爐按GB50273-2009《鍋爐安裝工程施工及驗收規(guī)范》進行安裝與驗收。

9 對于鏈條爐排鍋爐經(jīng)濟運行,應(yīng)做到如下方面:(1)水質(zhì)一定要符合標準,保證受熱面不結(jié)垢,提高換熱系數(shù);(2)鼓引風機及循環(huán)水泵采用變頻控制;(3)控制排煙處過量空氣系數(shù)小于1.65;(4)定期吹灰,提高換熱效率;(5)鍋爐及系統(tǒng)杜絕跑、冒、滴、漏;(6)風機軸承和循環(huán)泵軸承的冷卻水盡可能循環(huán)利用。(7)鍋爐爐墻、煙風道、各種熱力設(shè)備、熱力管道及閥門應(yīng)當密封和保溫,其表面溫度低于50℃,減少散熱損失。

總之,該鍋爐在河南洛陽某地運行已經(jīng)一年有余,各項指標都達到設(shè)計要求,受到用戶的好評,在設(shè)計上是成功的,其獨特新穎的結(jié)構(gòu)特點對于其它爐型的生物質(zhì)鍋爐也具有一定的參考價值。生物質(zhì)鍋爐與一般工業(yè)鍋爐在結(jié)構(gòu)形式上具有共同之處,但也有不同之處。生物質(zhì)鍋爐的爐型根據(jù)燃料的不同,它的結(jié)構(gòu)設(shè)計不同。在設(shè)計生物質(zhì)鍋爐時一定要根據(jù)燃料的特點,設(shè)計出具有防腐蝕性、防結(jié)渣、防積灰等特性的生物質(zhì)鍋爐結(jié)構(gòu)型式,盡量減少生物質(zhì)鍋爐在運行時可能出現(xiàn)的各種安全隱患。隨著能源危機的加劇及節(jié)能環(huán)保的意識增強,燃燒清潔燃料及可再生能源是未來的發(fā)展趨勢。促使我國的生物質(zhì)鍋爐得到快速發(fā)展,促使我們生存的環(huán)境愈來愈美好。

參考文獻

生物質(zhì)鍋爐的特點范文第5篇

1生物質(zhì)發(fā)電工程概念及特點

1.1生物質(zhì)發(fā)電工程概念

生物質(zhì)發(fā)電工程主要為農(nóng)林生物質(zhì)直接燃燒和氣化發(fā)電、生活垃圾(含污泥)焚燒發(fā)電和垃圾填埋氣發(fā)電及沼氣發(fā)電工程。本篇主要討論、分析以農(nóng)林生物質(zhì)直接燃燒的生物質(zhì)發(fā)電工程。1.2燃料特性分析農(nóng)林生物質(zhì)的種類包括農(nóng)作物的秸稈、殼、根,木屑、樹枝、樹皮、邊角木料,甘蔗渣等。秸稈一般為燃料的主要成份,根據(jù)燃料特性,秸稈分為硬質(zhì)秸稈、軟質(zhì)秸稈。硬質(zhì)秸稈:棉花、大豆等莖干相對堅硬的農(nóng)作物秸稈及樹枝、木材加工下腳料的統(tǒng)稱。軟質(zhì)秸稈:玉米、小麥、水稻、高粱、甘蔗等莖干相對柔軟的農(nóng)作物秸稈的統(tǒng)稱。1.3特點生物質(zhì)發(fā)電工程燃料為廢棄作物秸稈及木材下腳料等,屬可再生能源,利用秸稈、木材下腳料等發(fā)電,可減少煤、油等常規(guī)能源消耗,節(jié)省了資源,又避免焚燒污染環(huán)境。產(chǎn)生的灰渣可作為一種優(yōu)質(zhì)肥料還田或復合肥廠生產(chǎn)原料,100%綜合利用,不需設(shè)置灰渣場,節(jié)省土地,減少水土流失,節(jié)省工程造價。減排二氧化碳,按每度供電減排0.997kgCO2,按1×30MW高溫高壓凝汽式汽輪發(fā)電機組,配1臺130t/h高溫高壓生物質(zhì)鍋爐的工程,年二氧化碳減排量約171528t,對減輕大氣溫室效應(yīng),緩解全球氣候變暖和氣候變化起到了促進作用。

2環(huán)保標準的執(zhí)行

2.1煙氣污染物排放標準

單臺出力65t/h以上采用甘蔗渣、鋸末、樹皮等生物質(zhì)燃料的發(fā)電鍋爐,參照《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003)規(guī)定的資源綜合利用火力發(fā)電鍋爐的污染物控制要求執(zhí)行。單臺出力65t/h及以下采用甘蔗渣、鋸末、樹皮等生物質(zhì)燃料的發(fā)電鍋爐,參照《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271-2001)中燃煤鍋爐大氣污染物最高允許排放濃度執(zhí)行。有地方排放標準且嚴于國家標準的,執(zhí)行地方排放標準。引進國外燃燒設(shè)備的項目,在滿足我國排放標準前提下,其污染物排放限值應(yīng)達到引進設(shè)備配套污染控制設(shè)施的設(shè)計運行值要求。

2.2無組織排放控制標準

粉塵執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)無組織排放監(jiān)控濃度限值:1.0mg/m3。

3廠址選擇

3.1燃料供應(yīng)

發(fā)電廠應(yīng)布置在農(nóng)作物相對集中的地區(qū)。發(fā)電廠所在區(qū)域半徑50km范圍內(nèi)應(yīng)有豐富的秸稈、木材下腳料、果木皮等生物質(zhì)資源、可靠的產(chǎn)量及持續(xù)的可獲得量。項目開展前期工作時,應(yīng)調(diào)查研究廠址附近多年秸稈產(chǎn)量,對秸稈產(chǎn)量進行分析,編制《生物質(zhì)資源專題收集報告》;廠址宜選擇在秸稈豐產(chǎn)區(qū)的城鎮(zhèn)附近,應(yīng)有保證發(fā)電廠連續(xù)運行的秸稈用量;同時保證在農(nóng)業(yè)欠年可獲得秸稈量能夠滿足電廠的年秸稈消耗量。

3.2交通條件

燃料運輸宜采用公路運輸,當有較好水路運輸條件時,可通過技術(shù)經(jīng)濟比較,采取水路運輸或陸水聯(lián)運的方式。電廠的進廠道路宜為7m~9m,應(yīng)分別與通向城鎮(zhèn)和秸稈收貯站的現(xiàn)有公路相連接,且應(yīng)短捷、順暢,同時考慮秸稈運輸車輛在排隊等候稱重時對當?shù)氐缆方煌ǖ挠绊憽?/p>

3.3水源條件

供水水源必須落實可靠,宜采用當?shù)爻鞘兄兴?,?jié)約水資源。在確定水源的給水能力時,應(yīng)掌握當?shù)剞r(nóng)業(yè)、工業(yè)和居民生活用水情況,以及水利、水電規(guī)劃對水源變化的影響。采用直流供水的發(fā)電廠,宜靠近水源。并應(yīng)考慮取排水對水域航運、環(huán)境、養(yǎng)殖、生態(tài)和城鎮(zhèn)生活用水等的影響。當采用江、河水作為供水水源時,其取水口位置必須選擇在河床全年穩(wěn)定的地段,且應(yīng)避免泥砂、草木、冰凌、漂流雜物、排水回流等的影響。

3.4地質(zhì)、氣象條件

廠址應(yīng)盡可能利用荒地和劣地,不得占用基本農(nóng)田。不得設(shè)在危巖、滑坡、巖溶強烈發(fā)育、泥石流地段、發(fā)震斷裂帶以及地震時易發(fā)生滑坡、山崩和地陷地段。廠址應(yīng)避讓重點保護的文化遺址和風景區(qū),不宜設(shè)在居民集中的居住區(qū)內(nèi)和有開發(fā)價值的礦藏上,并應(yīng)避開拆遷大量建筑物的地區(qū)。廠址宜設(shè)在城鎮(zhèn)、居民點和重點保護的文化遺址及風景區(qū)常年最小頻率風向的上風側(cè)。

4主要污染物治理措施

1)除塵一般設(shè)兩級除塵,采用旋風分離器+布袋除塵器除塵,設(shè)計除塵效率一般不小于99.90%,有效地控制煙塵排放濃度。

2)鍋爐采用低氮燃燒方式,運行時爐內(nèi)溫度比較低,可以有效抑制NOx的生成量。同時,預留煙氣脫除氮氧化物裝置空間。

3)為增加煙氣的擴散稀釋能力,降低污染物落地濃度,鍋爐煙氣通過高煙囪排放,并滿足發(fā)電廠的煙囪高度應(yīng)高于廠區(qū)內(nèi)最高建筑物高度的2~2.5倍。目前,生物質(zhì)發(fā)電工程大多數(shù)煙囪高度為80m。

4)在鍋爐尾部煙道上裝設(shè)煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),為運行管理和環(huán)境管理提供依據(jù)。

5)配備貯灰渣裝置或設(shè)施,配套灰渣綜合利用設(shè)施,做到灰渣全部綜合利用。

6)露天料場須采取可行的二次污染防治措施,整個料場進行地面硬化,并在每個堆垛周邊設(shè)排水溝;大風及雨雪天氣時,在堆垛上方覆蓋帆布或防雨苫布進行遮蓋,減少對環(huán)境的污染。

7)廠外收儲站負責生物質(zhì)資源的收購、破碎、儲存,并用專用生物質(zhì)運輸車運至發(fā)電廠干料棚及露天燃料堆場存放。在收購站庫房內(nèi)設(shè)置除塵器,減小干燥秸稈在破碎、打包過程中對粉塵對大氣環(huán)境的影響。通過以上措施的落實,工程能夠滿足現(xiàn)行標準的要求及相關(guān)規(guī)定,減少工程對環(huán)境的污染,最大限度的保護環(huán)境。

5難點問題分析及解決

1)從環(huán)保標準選擇上,要特別關(guān)注入爐燃料收到基低位發(fā)熱量,不能機械的一律按資源綜合利用火力發(fā)電廠鍋爐執(zhí)行。對于一般的生物質(zhì)燃料收到基低位發(fā)熱量小于12550kJ/kg,但對于不同地域,不同的施肥生長環(huán)境,燃料成份有很大的差異。根據(jù)燃料成份分析,收到基低位發(fā)熱量大于12550kJ/kg,執(zhí)行標準參照火力發(fā)電廠鍋爐執(zhí)行;如果收到基低位發(fā)熱量小于等于12550kJ/kg,則參照《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003)規(guī)定的資源綜合利用火力發(fā)電鍋爐的污染物控制要求執(zhí)行。

2)對生物質(zhì)電廠來說,燃料的貯存是一件大事,一般而言普通燃煤電廠只考慮15d左右的消耗量,而由于農(nóng)作物秸稈收購具有很強的季節(jié)性,無法連續(xù)均衡收購,所以往往生物質(zhì)電廠需要大量土地來儲存數(shù)月甚至半年的秸稈用量。同時還要考慮秸稈的霉變、自燃、防潮、防火及防雷電等。其中消防防火是一個關(guān)鍵而復雜的問題。目前的消防設(shè)計一般是參照《造紙行業(yè)原料消防安全管理規(guī)定》執(zhí)行。儲料場應(yīng)設(shè)置在廠區(qū)及居民區(qū)全年主導風向的下風向或者最小風頻的上風側(cè),同時要求每個堆場存儲量不得大于2×104t,且在每個堆場周圍設(shè)置環(huán)形消防通道。通過調(diào)查已投產(chǎn)的電廠,目前電廠堆料比較混亂,基本沒有按照消防間距的要求,直接就堆在路邊。建議以后電廠應(yīng)加強堆料管理,要嚴格按照消防間距進行存儲。

3)電廠排雨水一般采用道路和暗管相結(jié)合的方式。廠區(qū)場地以一定排水坡度坡向道路,再經(jīng)雨水口收集,排入雨水管網(wǎng)。但對燃料堆場來說,由于燃料中的稻殼、木屑等比較細小往往容易堵塞周邊的雨水口,使雨水無法正常排出,而且不好清理。建議堆場周圍的排水應(yīng)采用明溝和道路排水相結(jié)合的方式。

4)除塵器及效率的選擇,從初可、可研、環(huán)評、初設(shè)等設(shè)計階段,一直是環(huán)保關(guān)注的重點。建議工程在前期工作中定一個合適的除塵器及效率,以免在設(shè)計中各過程污染物排放的不一致,造成業(yè)主及各設(shè)計單位、配合單位的困惑及疑慮。雖然達到現(xiàn)行排放標準的最低保障除塵效率相對都比較低,但對于日趨嚴格的環(huán)保要求及二次征求意見稿的公布征求意見,設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)先進性,前瞻性,再者布袋除塵器效率一般不低于99.9%;所以,建議采用旋風分離器+布袋除塵器除塵,效率定為99.9%。