过热蒸汽锅炉改燃生物质燃料后的技术改进

张强 张涛 王洪 苏国庆 刘鸿剑 熊树学 司寅钊

摘要：某卷烟厂锅炉原设计燃料为二类烟煤，之后改用生物质燃料。通过隔烟墙、分煤系统和风机参数的必要改造，解决使用生物质后出现的蒸汽温度超温、负荷不稳定的问题，保证了锅炉的良好运行。

关键词：过热蒸汽锅炉；生物质燃料；蒸汽温度；烟气排放

1 引言

当今世界最主要的化石能源为煤、石油和天然气，但随着经济社会的不断发展，化石能源危机日益显现，同时使用化石能源带来的酸雨、全球气候变暖等环境污染问题越来越受到重视。

生物质燃料是利用致密成型技术将农林产生的废物，如秸秆、核桃壳等分散的原料制成的固体颗粒燃料，其具有可再生性、低污染性、经济环保等特点，越来越广泛的被应用于生产、生活各个领域。

2 现状

某卷烟厂在用的5台双锅筒横置式链条炉排锅炉，额定蒸发量35t/h，额定过热蒸汽温度350℃。原设计燃料为二类烟煤，随着《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271）的实施，继续使用二类烟煤存在烟气排放超标的风险，也不符合企业“绿色发展 节能减排”的理念。

锅炉房于1995年建成投产，新增脱硫设备存在资金投入大、设备摆放空间不足等问题。为此，工厂决定将锅炉燃料改为生物质燃料。试运行一段时间后，出现过热蒸汽温度超温、锅炉负荷不稳定等问题。

3 过热蒸汽锅炉技术改进方案实施

3.1 改造锅炉隔烟墙

锅炉房对生物质燃料和二类烟煤进行了化验分析，结果如下：

分析发现：与煤相比，生物质燃料具有灰分较低、挥发分高等特点。这就导致前拱温度、炉膛温度、过热器烟温等指标都高于使用二类烟煤时，通过对隔烟墙进行改造，改变烟气流向，减少高温烟气对过热器的冲刷。改造设计图及实物图如下：

改造前后锅炉烟气流向对比如下：

3.2 分煤系统优化

煤燃烧过程平缓，燃烧持久，煤层厚度维持在130-160mm之间，炉排与分层给煤分为四个转速范围，配比系数在0.72-0.70之间自动调整，以此保证不同负荷时炉排后端均有充足的燃煤燃烧供能。改用生物质后，由于生物质燃烧过程非常迅速，若料层厚度过高会导致炉排前端燃烧过于剧烈，出现局部超温；若料层厚度过低在负荷波动大，蒸汽用量突然增大时，出现压力下降，蒸汽供能品质不达标的情况。

因此，锅炉房把炉排与分层给煤细分为六个转速范围，配比系数在0.6-0.7之间自动调整，并将料层厚度调整为100mm，以此保证不同负荷时炉排后端均有充足燃料燃烧供能，同时前端又不出现局部超温，使锅炉燃烧控制稳定。改善后的锅炉控制系统分配程序如下：

3.3 风机参数调整

煤燃烧发热效率相对较低，原燃煤锅炉送风最高转速输出为90%，引风为95%，在锅炉高负荷时通过较高的送引风转速来维持炉内热量的供应。采用生物质后，由于生物质燃烧温度高，发热效率高的特性，需要降低送引风转速，避免炉内局部超温的发生。

經过多次试验发现，蒸汽压力和炉膛前后拱温度随送引风输出的增加而增加，当输出达到45%时，既满足P≥1.2MPa的供能要求，又满足前后拱温度不超过1200℃的设计要求，因此最终确定送引风最高转速输出均为45%，较之前降低了近一半。

4 效果验证

完成改进后，锅炉房委托相关方对使用不同燃料时的烟气排放数据进行监测，使用生物质燃料后，烟气排放浓度大幅下降，结果如下：

同时对锅炉负荷、蒸汽温度进行统计，统计发现改进后过热蒸汽温度超温和负荷不稳定的情况得到了有效解决，统计数据如下：

5 结语

通过技术改进，有效的解决了过热蒸汽温度超温、负荷不稳定等问题，使生物质燃料在过热蒸汽锅炉上的应用取得成功。本次改进取得良好经济效益的同时，也有效降低了锅炉废气排放浓度，减少了对周围环境的影响，有效的践行了企业的社会责任。

参考文献：

[1]陈汉平，李斌，杨海平，等.生物质燃烧技术现状与展望[J].工业锅炉，2009，（5）：1-7.