生物质电厂热机专业调研报告_生物质电厂调研报告

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生物质电厂热机专业调研报告

为了配合**秸秆发电厂可研设计，开展了本次秸秆发电厂实地调研。由于秸秆电厂与常规燃煤电厂最大的不同是燃料，不同的燃料导致其燃烧设备不同，而汽轮机和发电机等设备跟常规燃煤电厂基本相同，因此，本次调研热机专业重点关注锅炉燃烧设备。

此次调研共参观考察了4个发电厂，2种炉型，4个锅炉厂家的锅炉，分别是：宿迁市凯迪绿色能源开发有限公司——凯迪自主研发，江联锅炉厂生产循环流化床锅炉；中节能宿迁生物质电厂——浙江大学技术，南通锅炉厂生产循环流化床锅炉；国能射阳生物发电有限公司——引进丹麦BWE公司技术，龙基电力集团济南锅炉厂生产水冷振动炉排炉；江苏国信淮安生物质发电有限公司——无锡华光锅炉厂生产水冷振动炉排炉。以下是各个电厂的基本情况——锅炉燃烧设备。

宿迁市凯迪绿色能源开发有限公司

宿迁市凯迪绿色能源开发有限公司2009年8月投运，锅炉系凯迪公司自主设计研发，委托江西江联锅炉厂生产的循环流化床秸秆锅炉，锅炉额定蒸发量65t/h，额定蒸汽压力5.29MPa，额定蒸汽温度450℃，中温次高压参数，配12MW中温次高压参数汽轮机，15MW汽轮发电机。汽轮机设抽汽口，设计抽汽量15t/h。目前由于园区暂无蒸汽用户，因此预留供汽接口，不供汽。

锅炉燃料采用皮带输送至料斗，并经一级螺旋给料机给料，通过进料斜管落入炉膛燃烧，离开炉膛的大颗粒燃料经旋风分离器分离并通过返料器返回炉膛燃烧，燃烧效率较高，为91%左右，灰渣含碳量低，分别为灰C%=3%，渣C%=0.3%；烟气离开旋风分离器后进入尾部受热面（三流程）换热后，经布袋除尘器除尘后通过烟囱向大气排放。

该电厂燃料以灰色秸秆为主，占70%以上，且设计燃料为难燃尽的稻壳，因此采用循环流化床燃烧是合理的。

锅炉及其换热器吹灰采用蒸汽吹灰+激波的方式。

该电厂优点：采用循环流化床燃烧锅炉燃烧效率高，灰渣含碳量低，控制好床温能减少炉膛结渣结焦，尾部换热器采用三流程布置，对高温腐蚀有一定的抑制作用。布袋除尘器适合于K含量高的秸秆燃烧烟气，排烟含尘量低，符合环保要求；

该电厂缺点：料斗设计容积太大，如果堆满则导致堵料蓬料，影响机组安全稳定运行，如果不堆满则造成空间闲置浪费；给料采用12米长的一级给料螺旋，易卡堵；尾部受热面复杂，导致钢材用量大，建造成本较高。

中节能宿迁生物质电厂

中节能宿迁生物质电厂2007年投运，采用浙江大学技术，江苏南通锅炉厂生产的循环流化床锅炉，设计额定蒸发量75t/h，而实际运行最高达到65t/h。装机2台，分别配1台15MW纯凝汽轮发电机组和1台抽凝汽轮发电机组。

燃料通过皮带机输送到炉前料仓，料仓设计成“上小下大”，有利于秸秆下落，料仓内布置拨料器促进秸秆下落，料仓底部布置12台无轴螺旋给料机，对应6个给料口，通过斜给料管将秸秆送入炉膛循环燃烧，大颗粒通过旋风分离器及返料器返回炉膛循环燃烧，烟气离开分离器后进入尾部烟道换热，并用布袋除尘器除尘后通过烟囱向大气排放。

炉膛及换热面采用蒸汽+激波吹灰，激波吹灰效果优于蒸汽吹灰，分析是由于吹灰蒸汽温度和压力没有达到设计要求。

该电厂循环流化床锅炉优点：炉前给料采用无轴螺旋给料器，对于防止卡堵有一定的作用，循环流化燃烧效率高，达到90.1%，灰渣含碳量较低，为4%左右。

该电厂缺点：无轴螺旋强度较低，容易损坏，1年半左右更换一次；过热器结焦严重，而省煤器集灰，估计跟受热面布置有关；而锅炉排烟温度达到170～180℃（设计150℃），严重影响了锅炉的效率，且锅炉出力明显达不到设计值（最大出力65t/h，设计75/h）。以上缺点估计跟锅炉的设计有关，属于先天性不足。而厂区飞灰污染严重，一个是跟燃料有关——燃料中黄色秸秆比例较大，另外跟锅炉漏风有关。另外，该锅炉冷渣器及捞渣机等除渣设备投而不运，据说是故障率高，目前采用人工除渣方式，劳动强度大，危险性高。

国能射阳生物发电有限公司

国能射阳生物发电有限公司2007年投运，该电厂采用北京龙基电力集团引进丹麦BWE公司技术，龙基电力集团下属济南锅炉厂生产的水冷振动炉排锅炉。安装一台130t/h高温高压参数锅炉，额定蒸汽压力9.2MPa，额定蒸汽温度540℃，给水温度220℃。配一台25MW高温高压抽汽式汽轮机，进汽压力8.83MPa，进汽温度535℃，设计抽汽量30t/h，抽汽压力0.98MPa。锅炉效率达到92.3%，投运3年经过一次大修。机组设6段抽汽，设2台高压加热器，1台除氧器，3台低压加热器。炉膛出口过量空气系数1.3，给料口处有部分漏风。

该电厂燃料按棉秆（灰色秸秆）设计，实际运行中掺烧木片，树皮，及部分黄色秸秆。09年进行了黄色秸秆掺烧试验，最大掺烧量达到30%。

该电厂同样采用皮带输送机将破碎好的秸秆输送到炉前料仓，炉前设2个圆柱形料仓，皮带机卸下的秸秆通过“大裤衩”状的三通分配到2个料仓中，料仓中的燃料通过三级斜向上的螺旋给料机，经6个给料口进入炉膛燃烧。给料机设事故放料管，紧急情况下将进炉燃料临时通过该放料管排到炉前0米地面。一次风从炉排下部喷入，炉膛上部喉口处设二次风和燃尽风。水冷振动炉排为类似水冷壁结构，炉排管道起到冷却炉排，防止高温结焦结渣的作用。炉排通过外部振动源以5Hz左右的频率振动，促进秸秆燃烧，以及灰渣的排出。高温烟气在锅炉尾部受热面换热后经布袋除尘器净化后由烟囱排入大气。尾部烟道内布置4级过热器，省煤器和烟气冷却器。

该锅炉采用独特的空气预热器布置形式，即空气预热器外置，不布置在烟道内，利用高压加热器出口的给水加热空气，热空气再通过烟道内的烟气冷却器进一步加热后进入炉膛作为燃烧空气。空预器进口水温210℃，出口水温50℃，回水到除氧器。该布置设计避免了传统布置带来的尾部受热面低温腐蚀问题，提高了空气预热器寿命，降低排烟温度，提高锅炉效率。

该电厂优点：斜向上布置的螺旋给料器对于防止回火有一定的作用，而进料口的水冷套设计也能起到一定的防止回火的作用。锅炉受热面选用高档次的钢材，对于秸秆锅炉的防腐蚀起到很好的作用。外置空气预热器，空气预热器利用

锅炉给水加热，采用空气预热器和烟气冷却器两极串联加热空气，避免了尾部受热面低温腐蚀，降低了排烟温度，提高锅炉效率。成熟的锅炉及其系统设计保证了锅炉良好的安全稳定性能。

该电厂缺点：炉前给料系统复杂，受热面布置复杂，以及采用高规格的钢材，以及进口技术收取专利费，导致锅炉系统价格偏高，约为国产同类型锅炉价格的2倍左右。

江苏国信淮安生物质发电有限公司

江苏国信淮安生物质发电有限公司2007年9月投产，为国内第一批投运的秸秆发电厂。采用无锡华光锅炉厂生产的水冷振动炉排炉，装机2台。锅炉额定蒸发量75t/h，配15MW抽汽式汽轮机，中温中压，进汽温度435℃，进汽压力

3.43MPa，设计抽汽量50t/h，抽汽压力0.981MPa。

该电厂燃料黄色秸秆比例较大，有时能达到60～70%，正常为35～50%。燃料水分30～40%左右。

输料皮带将破碎好的秸秆输送到炉前料斗，料斗内设计有消防管道，并设有拨料装置，防止燃料堵塞。料斗下部连着两级螺旋给料机，上级设2个螺旋给料机，下级设6个螺旋进料器，将燃料送入炉排前部开始燃烧。炉排为水冷振动炉排，可防止结渣结焦，振动促进燃烧及灰渣排出，进料口设有水冷套防止回火。烟气离开炉膛后，在锅炉尾部烟道内换热，并经布袋除尘器净化后由烟囱排入大气。

该锅炉灰渣含碳量5%左右。排烟温度130℃。

布袋除尘器布袋容易破损，原因有：水解，缝线开裂，以及再燃烧毁。开裂跟布袋质量有关，而水解是燃料含水量大造成，应做好燃料管理。再燃烧毁，目前的处理措施是在布袋除尘器前加装机械预除尘装置，减少进入布袋的大颗粒，效果较好。

该锅炉炉排振动电机设计初期基础不稳，运行时导致整个平台振动严重，后经打桩等加固处理，使电机平台达到稳固要求，目前运行稳定。而振动连杆的结构设计和强度也是影响机组安全稳定运行的关键。炉排的安装精度也很重要，会

影响锅炉稳定运行。炉排上部采用迷宫式密封，下部采用软密封，漏风不大。

该电厂优点：炉前给料系统简单，维护量小；机械设备采用变频调节或液力耦合器，使得厂用电率较低，8.8～9%，引风机和送风机采用液力耦合器，一次风机采用变频调节。但建议变频器应集中室内布置，以防集灰引起故障。采用自然通风冷却塔，减少了厂用电，以及检修维护费用和工作量，年节省费用约500万元。该电厂锅炉为国产锅炉，价格相对较低。

该电厂缺点：由于采用的是中温中压参数，全厂效率仅为21%左右，远低于高温高压参数机组。而高温高压参数锅炉的造价高出部分，以及因高参数导致的高温腐蚀受热面损失，完全能由高效率多发的电量来弥补，因此推荐高参数机组。锅炉效率较低，低于80%，也是影响电厂效益的重要原因。

总结：本次调研成果总结如下

1．根据燃料选择炉型，灰色秸秆为主的宜选择燃烧效率高的循环流化床锅炉，黄色秸秆为主的宜选择水冷振动炉排炉；

2．在充分论证了高温腐蚀，并采取防腐蚀措施的情况下，尽量采用高参数机组，以提高机组效率；

3．给料系统应安全稳定，并尽量简单化，减少运行维护成本，保证机组安全稳定运行；

4．做好锅炉吹灰设计及其管理，提高换热效率及机组安全稳定性能。