生物质锅炉发展（共9篇）
生物质锅炉发展 篇1
《2006年中国能源发展报告》指出, 全球能源消耗约90%来自于化石能源, 10%核电、水电。而中国消耗的主要能源是煤和石油。由于包括煤炭金和石油在内的化石能源的大量使用, 加剧了全球变暖等环境问题。如果能源安全和环境问题不妥善解决, 到2050年, 中国标准煤的消耗量会将会是2005年的三倍, 由其产生的CO2排放量也将增加2.5倍。因此, 寻找一种安全可靠的新能源是现阶段亟待解决的问题。
生物质能源是植物通过光合作用, 吸收太阳能、水和CO2, 生成O2和碳水化合物, 并将储存在植物体内的一种能源。与化石燃料相比生物质具有以下几个特点:储存量大, 原料分布范围广, 利用方式多;生物质中N和S含量较低, 灰份含量小, 燃烧过程中NOx, SOx与灰尘的排放量较低;生物质燃料在形成过程中吸收的CO2近似于燃烧过程中排放的CO2, CO2净排放量近似于零;由于生物质燃料的高含水量, 其热解性和燃烧特性相对较差;生物质能源属于可再生能源。因此, 在锅炉行业生产生物质颗粒高效燃烧的锅炉已是锅炉行业发展的一大趋势。
1 国内外现状和存在的问题
20世纪50年代, 针对生物质燃料的特性和燃烧方式, 日本率先研制出棒状燃料成型机及相关的燃烧设备。20世纪70年代后期, 针对木质颗粒燃料的特性, 美国研制了专用的木制颗粒燃料燃烧设备。在美国和日本的研究基础上, 瑞典、芬兰、丹麦等国家针对生物质颗粒燃料, 研制出颗粒成型机及其燃烧设备。目前, 发达国家的生物质燃料燃烧设备的研究较为成熟, 并根据产业需求进一步升级, 在供热供暖和发电等领域实现产业化。
现阶段, 在生物质颗粒燃料燃烧领域, 我国将研究重点放在燃料的燃烧特性方面, 但仍未建立将为系统的理论和相关标准。而生物质燃料燃烧设备的研究还处于起步阶段。
刘圣勇在热性能试验、空气流动场试验、温度场试验、炉膛内气体浓度场试验等试验的基础上, 自主设计了单、双层炉排生物质成型燃料燃烧设备及其性能指标。针对上述燃烧设备, 刘圣勇研究了空气流动场、浓度场、温度场等参数, 为我国生物质颗粒燃料燃烧设备的进一步发展奠定了理论基础。
田宜水等针对秸秆自身的生物特性, 在炉膛前后部双燃烧室的结构基础上, 设计了秸秆直燃热水锅炉燃烧室。双燃烧室通过挡火拱分隔开, 这种结构加强秸秆和空气、高温烟气间的相互混合, 并延长秸秆在燃烧室内的燃烧时间, 提高燃料的燃烧度。
翟学民深入研究了甘蔗渣燃烧机理, 采用分开布置燃烧室和辐射受热面的闭式炉膛结构, 设计了适用于甘蔗渣、稻壳、树枝、树皮等生物质燃料的燃烧锅炉。这种闭式炉膛结构不仅有利于燃料的燃烧过程, 而且拥有足够的受热面, 满足燃烧和传热的双重要求。同时, 炉膛内设置有人字型前后拱, 提高了高温烟气的辐射, 促进甘蔗渣燃料的燃烧速度和燃烧稳定度。
针对木屑、树枝、树皮、木粉等废料的燃烧特性, 何育恒在负压燃烧的理论基础上, 设计了炉膛内含有水冷壁管的层燃锅炉, 提升了炉膛的内部温度, 促进木屑等燃料的充分燃烧。同时, 炉膛内设有防爆门, 避免木屑等燃料燃烧过程中的爆燃现象。
虽然我国生物质颗粒燃料产业起步较晚, 但发展速度较快, 相关燃烧技术已相对成熟。不过, 针对生物质颗粒燃料的燃烧设备的发展仍无法跟上产业发展的步伐, 存在许多亟待解决的问题:
1) 现有燃烧设备的自动化程度低。现阶段国内生物质颗粒燃料燃烧设备的进料系统大多采用人工或半自动进料, 生产和维护成本较高, 极大阻碍了生物质颗粒燃料的推广和应用。同时, 小型的燃烧设备的通风方式仍以自然通风为主, 降低了燃料的燃烧程度, 提高了污染物排放量。
2) 燃煤锅炉的结构特性不适用于生物质颗粒燃料的燃烧特性。由于生物质颗粒燃料是由植物转化而来, 其含水量较高、热值低, 在燃煤锅炉中燃烧, 产生的烟气体积较大, 排烟热损失较高。较高的热损失会导致炉膛温度大幅度降低, 直接影响燃料的燃烧效率。同时, 生物质颗粒挥发份含量高, 析出速度快, 加快了燃料的燃烧速度和空气消耗, 燃煤锅炉的结构特性会直接影响炉内的空气供给量, 降低生物质颗粒燃料的燃烧程度, 降低燃烧效率。
3) 灰分沉积率高, 结渣现象严重秸秆类生物质颗粒燃料中Si含量较高, 变形温度约为750~1 000℃。同时, 秸秆类颗粒燃料的灰分沉积速度高于木质颗粒燃料, 导致了前者的燃烧积灰等沉淀物较多。积灰中通常存在大量碱性成分和氯化物, 会产生结垢、结渣等危害, 影响燃烧设备的热性能和安全。因此, 设计生物质颗粒燃料燃烧设备的设计过程中要充分考虑积灰等沉淀物的清理问题。
4) 氯腐蚀导致燃烧设备的寿命降低。秸秆类生物质颗粒燃料中碱金属、氯的含量较高。在燃料燃烧过程中, 随着烟气温度的降低, 碱和碱金属氯化物在飞灰颗粒或换热器表面上冷凝并释放出氯化物。氯化物的氧化能力较强, 在高温的租用下, 腐蚀速率进一步加强, 导致金属损耗速率加快, 传热效率降低。在部分腐蚀严重的区域, 甚至会使局部金属表面丧失传热性能。因此, 秸秆类颗粒燃料比木质颗粒燃料更易损坏设备, 对设备的材质要求更严格。
2 生物质颗粒蒸汽锅炉的发展趋势
国外生物质颗粒燃料的燃烧设备具有排放量低、燃烧效率高、自动化程度高等优点, 并已在供暖、发电等多个领域实现产业化应用。相比之下, 我国生物质颗粒燃料燃烧设备仍处于研究开发阶段, 存在积灰结渣严重、燃料适应性差、污染物排放高、自动化程度低等亟待解决的问题。
随着我国对能源安全和环境问题重视程度的提高, 生物质颗粒燃料产业的深入发展, 生物质颗粒燃料的应用将越来越广泛。因此, 与生物质颗粒燃料的燃烧技术相配套的、适应我国国情的燃烧设备是现阶段我国生物质颗粒领域大的研究重点, 主要有以下几个研究方向:
1) 针对现有设备存在容易烧料斗的问题, 通过对产品结构上的优化, 来避免烧料斗现象的发生。
2) 针对现有设备存在生物质颗粒燃料在燃烧过程中排烟热损失较高, 以及生物质颗粒燃料燃烧不充分的问题, 优化进气方式, 提高进气温度。
3) 针对现有燃烧设备积灰结渣严重等问题, 优化燃烧设备的关键结构, 降低积灰结渣程度, 提高燃料适应性。
4) 针对现有燃烧设备自动化程度较低的问题, 设计自动进料系统和实时监控系统, 并引入污染物控制技术, 监控燃烧设备内部温度、气体浓度等变化, 适时调整燃烧参数, 降低污染物排放, 提高燃烧效率。
参考文献
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生物质锅炉发展 篇2
一、严格执行公司HSE管理的各项要求。严格执行安全生产“十 大禁令”。认真学习和严格遵守各项规章制度，遵守劳动纪律，不违章作业，对本岗位的安全生产负直接责任。
二、努力学习专业知识,钻研技术,不断提高操作水平通过培训、考核，持证上岗。
三、严格执行锅炉操作规程，做好各项记录，严格交接班制度。
四、经常检查锅炉及辅机设备温升、异响、润滑情况，特别是锅炉的“三大附件”，确保安全经济运行，发现隐患和紧急情况及时处理，解决不了的要立即上报，并积极提出处理意见。
五、按“十字”作业维护保养好设备，保持作业区环境整洁。
六、积极参加各种安全活动、岗位技术练兵和事故预演练习，会使用各种防护器具和灭火器材。
七、每天1-2次，检查高位槽油位是否与仪表一致，各运转部件按时加油以免造成设备损坏。
司炉工岗位工作制度
一、严格执行各项规章制度,服从分配,做一个有理智,讲文明守纪
律的新型工人.二、坚守岗位,集中思想,严格操作;当班时不看书,不看报,不玩手机，不打瞌睡,不随意离开工作岗位.三、交接班时应按规定,共同巡视,检查各种设备。包括压力表,循环系统,润滑系统等装置,并对运行记录进行确认，交接双方共同签字方可交接.四、努力学习专业知识,钻研技术,不断提高操作水平.确保锅炉安全
经济运行.五、锅炉体及辅助设备定期进行检查,作到文明生产。
六、发现锅炉有异常情况危及安全时,应采取紧急停炉措施并及时报告单位负责人
七、对任何有害锅炉安全运行的行为,应立即制止。
巡回检查制度
一、为了保证锅炉及其附属设备正常运行以班组长为主按下列顺序
每两小时至少进行一次巡回检查.二、锅炉房内要列出巡回路线图，明确巡回检查的范围和项目内容，司炉人员应了解锅炉设备的安全状况和运行要求。
三、巡回检查内容：
（1）检查锅炉及各种附属设备的运行情况。（2）检查各参数是否按生产指令要求。
（3）检查各种电器、控制仪表、安全附件使用情况及排污阀是否泄漏、法兰是否漏油（渗油）。
（4）检查设备各传动、转动部位连接情况、各润滑点润滑情况和设备固定、震动情况。
（5）检查排烟、除尘、除渣情况。
（6）检查碱液池存水量、水质情况，确保PH值在规定范围内。
（6）检查生物质料燃烧、生物质料存量情况。
（7）检查锅炉房、设备、环境卫生清洁情况。
四、巡回检查结束后，做好巡检记录,巡回检查发现的问题要及时处
理，并将检查结果记入锅炉及附属设备的运行记录内。
五、遇有下列情况，司炉班长应决定增加巡回检查次数：
（1）当设备存在某些暂时不影响安全运行的一般缺陷时；（2）新装，长期停运或检修后的设备投入运行时；（3）设备运行中有可疑现象时。
设备维护保养制度
一、锅炉设备的维护保养是在不停炉的状况下，进行经常性的维护处理。
二、结合巡回检查发现的问题应当向有关部门申请维修。对不影响锅炉运行的小故障应及时检修，并密切关注运行状态。
三、维护保养的主要内容：
(1)压力表的损坏时按正常停机,待泄完压后更换。(2)跑、冒、滴、漏的阀门按正常停机,待泄完压后更换。(3)转动机械润滑油路保持畅通，油杯保持一定油位。(4)检查维修二次仪表和保护装置。(5)清除设备上的灰尘。(6)各按键进行检查灵敏度。
四、根据锅炉运行时间制定和落实锅炉及其辅机的例保、一级保养、二级保养工作。同时对上料系统、除渣系统、除尘系统、油路循环系统进行检修和保养。不能单纯为了抢生产进度而随意缩短检修期限，影响检修质量，甚至挤掉检修时间。
五、在断电的情况下检查电箱干净，必要时用干毛刷清扫干净。
六、各种应急随时更换的安全附件、易损件及专用检修工具要分门别类固定存放，以供急用。
七、安全附件试验校验情况要详细做好记录，锅炉房管理人员应定期抽查。
交接班制度
一、接班人员必须提前15分钟到达岗位，一件一件按品种和数量交接工具，交接设备运行情况。做到：听到、看到、摸到、闻到。
二、交班者提前做好准备工作，进行认真全面的检查和调整保持锅炉
运行正常。
三、接班人员未到岗，交班人员在任何情况下不得擅自离开岗位
四、交班者，需做到“五交”和“五不交”。(1)五交是:①锅炉燃烧、压力、油位和温度正常。
②锅炉安全附件、报警和保护装置，灵敏可靠。
③锅炉本体和附属装备无异常。
④锅炉运行记录资料、备件、工具、用具齐全。
⑤锅炉房清洁卫生，文明生产。(2)五不交是:①不交给喝酒和有病的司炉人员；
② 锅炉本体和附件设备出现异常现象时不交；
③ 在处理事故时不进行交班；
④交接人员不到时不交、不交给无证司炉；
⑤锅炉压力、油位、温度和燃烧不正常时不交；
五、交接班时，由双方按规定巡回检查路线逐点逐项检查，要将交接的内容和存在的问题认真记录在案。
六、交接班人员要按生产指令操作。
七、交接者在交接记录中签字后又发现了设备缺陷，应由交接者负责。
安全保卫制度
一、锅炉房是使用锅炉单位的要害部门之一，除锅炉房工作人员、有
关领导及安全、保卫、生产管理人员外，其他人员未经有关领导批准，不准入内。
二、夜间注意加强锅炉房防偷、防盗。门口应注明锅炉房重地闲人免进的字样。除主管科室人员、安全监察部门外，其他人员联系工作时，应经当班负责人许可方可入内。
三、当班人员要监守岗位，提高警惕，严格执行安全技术操作规程和巡回检查制度。
四、非当班人员，未经带班长同意，不准开关锅炉房的各种阀门，及电器开关。无证司炉工不得单独操作。
五、禁止锅炉房存放易燃易爆物品，所需装用少量润滑油、清洗油的
油桶、油壶、要存放在指定地点，并注意检查燃烧中是否有爆炸 物。
六、锅炉房内所有管道要按规定涂颜色标志，并表示出介质流动方向，管线名称，各阀门要表示开关方向、状况，应设置锅炉房平面布置图，油管线图。
六、锅炉在运行期间，房门不得锁住或闩住，运行期间要有人监视。
七、锅炉房要配备有消防器材，积极开展有关安全、消防方面的演习，增强职工处理突发事件的能力，确保锅炉房安全，不要随便移动或挪做他用。
八、锅炉一但发生事故，当班人员要准确，迅速采取措施，防止事故扩大，并立即报告有关领导。
清洁卫生制度
一、锅炉房不准存放与锅炉操作无关的物品、备品备件、操作工具应放在指定地点，摆放整齐。
二、锅炉房内地面卫生每班拖扫一次，做到无灰、无结油、无积水，地面无烟头、果壳、纸屑等。
三、锅炉房地面、设备、仪表、煤场及灰渣场，每班必须随时清扫。做到无积水、无杂物。生物质料场堆放整齐，料堆、料渣堆苫盖到位。
三、操作间、锅炉房、泵房内清洁整齐，不准堆放杂物。
四、操作间、控制台等有关设备，每班应清理打扫一次，做到清洁、明亮、无积灰。将废纸、废物等垃圾及时放置于垃圾桶内，垃圾应及时处理。
五、每周对锅炉房及所管区域进行一次大扫除，做到无杂草，无垃圾，无积水，无结油，各种工具、用具摆放整齐，窗明地净。
六、每班交接相互检查，互相督促，保持锅炉房设备和环境卫生长期良好。
六、主管领导要经常组织有关人员，对锅炉房的清洁卫生进行检查评比，要奖勤罚懒，做到清洁卫生、文明生产。
导热油管理制度
一、加热炉必须是导热油专用锅炉，导热油炉及加热设备必须符合HG27004-43规程。
二、使用导热油和炉之前，要去除炉内杂质及锈，确保使用设备清洁。
三、加热设备须加装高低位槽，高位温度必须在70°c以下并充分利用低位槽的功能以延长导热油使用寿命。
四、定期观察油品粘度闪点、酸值、残炭观察油品的变化情况。
五、当油品的运动粘度变化大于1 5％，闪点变化大于粘度变化达到15%,闪点变化达到20%，残碳（质量分数）达到1.5%时，做好导热油报废工作，更换新油。
六、根据使用情况一般每年检验一次，三年以后每半年检测一次，主要检测闪点、残碳、粘度等，做到安全运行。
七、导热油严格按照SHO164-92《石油产品包装、储运及交货验收规则》进行储存和运输，避免混入水及其他杂质，做好仓库和运输车的清洁。
锅炉及其辅机操作规程
为确保锅炉安全运行，操作人员必须经过技术学习培训，具备必要的安全操作知识，经过考试合格持操作证并熟悉锅炉热油循环系统方可操作。司炉工必须严格遵守下列操作规程：
一、加热炉在点炉前必须认真检查各部件是否正常和安全附件确认良好，自控系统灵敏、准确后，方可操作。未点炉先开启循环泵，点炉时，严禁带有铁钉的木柴进入炉膛。
二、新油必须经脱水排气后方能投入正常使用，煮油时应严格控制温度（以每小时10度缓慢加温），严格超温超压加温运行，煮油温度不超过150度。
三、加热炉投入正常运行时按先开引风机后开鼓风，先停鼓风后停引风机顺序操作。
四、加热炉在运行中突然停电，应立即打开炉门，湿料压火，冷油置换确保炉管，此过程应在三分钟内操作完毕。
五、计划停炉，应待油温下降至80度以下，且无回升时，方可停止循环泵的运行。
六、意外故障紧急停炉时，循环泵继续运行，停止送料送风，炉排快速排出燃烧生物质料。
生物质锅炉发展 篇3
1 锅炉的概述和种类
锅炉是我们生活中比较经常用到的设备,它能实现能量的转换,通过对锅炉进行电能或者是化学能等能量,而从锅炉中产生具有热能的蒸汽、高温水或者是有机热载体,从而为我们的生活和生产提供充足的热量。锅炉,是提供热量的场所,在我国的应用非常广泛,小到生活中的供暖、对仪器的消毒,大到工业上的发电都离不开锅炉。
从原始社会开始,人们就已经有了对锅炉的简单认识,但是那时候只是一个简单的雏形,随着时间的不断推进,第一次工业革命蒸汽机的出现,将锅炉真正带到人们的生活当中。
锅炉的种类非常多,按照功能我们可以将锅炉分为开水锅炉、蒸汽锅炉、热水锅炉、热风锅炉以及导热油锅炉等等,而按照使用的供热燃料,我们可以将锅炉分为燃油锅炉、电加热锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉和沼气锅炉等等,而这其中的沼气锅炉就是我们所提到的生物质锅炉。
随着科技的不断发展,我国的锅炉技术也在不断的进步,由以往的化石燃料燃烧锅炉进展为生物质燃料燃烧的锅炉,再到太阳能等更加清洁的燃料锅炉,我国的锅炉行业实现了一个又一个的飞跃,将燃料的利用效率不断的提高,同时,由于化石燃料的资源存储量不断减少且燃烧效率偏低,生物质逐渐得到了广泛的使用。我国是农业大国,秸秆等生物质的储存量非常大,且燃烧效率不断的提高,同时,污染也比化石燃料的燃烧更小,逐步受到了各大行业的垂青。我们通过对传统的燃料锅炉和生物质锅炉进行一个对比,让我们更加深入的了解锅炉。
2 生物质和生物质锅炉
生物质是目前提到较多的一个名词,由于化石燃料的可再生性差,且污染性较高,所以,生物质燃料以其优越的特性越来越被重视。我国是世界最大的农业国,包括秸秆在内的生物质资源非常丰富,且分布十分广泛。所以,我们要充分对其进行利用,减缓我国燃料资源的压力,改善环境。
而生物质锅炉,是利用生物质能源作为燃料的锅炉,主要有生物质蒸汽锅炉、生物质热风炉、生物质热水锅炉等。目前,生物质锅炉已经在我国得到了非常广泛的应用,以其独特的优势给我国的燃料资源市场注入了新的活力,生物质锅炉最大的特色就是使用绿色能源,安全环保,对环境的损害非常小,其次,就是一炉多用,不单单可以供暖,还能做饭、洗澡等,同时,该燃料的使用非常的安全,并且安装很便利,多重的优势让生物质锅炉成为我国燃料市场的宠儿。
3 生物质锅炉的燃烧形式
生物质锅炉的燃烧形式主要有两种:第一,流化床燃烧锅炉,第二,层燃锅炉。这两种形式各有特点,下面进行深入分析。
3.1 流化床燃烧
流化床燃烧最大的特点是它的燃料呈颗粒状,能够使燃料在流化床内以流化的状态进行燃烧和热交换,同时,因为生物质的能源其水分含量比较高,所以,采用流化床的技术能够使生物质燃料完全充分的燃烧,提高能源的利用效率。
在流化床锅炉的使用中需要注意一些问题:一方面,由于其对于燃料的颗粒大小有相关的要求,所以在使用之前要对生物质燃料进行干燥和粉碎的一些预处理,这样就能够使燃料正常的流化。此外,由于流化床的的速度需要风机耗电维持,所以使用的成本比较高。
3.2 层状燃烧
层状燃烧是我国比较常见的燃烧方式,从名字中我们就可以看出,这种燃烧方式的主要原理就是沿着炉排的床层高度在锅炉内形成不同的燃烧阶段,让生物质燃料在锅炉中停留的时间变长,从而使生物质的燃烧更加充分。由于层状燃烧的锅炉成本较低且操作方便,得到了非常广泛的应用。
4 生物质燃料锅炉存在的问题
4.1 沾污与腐蚀
由于锅炉的用途就决定了在燃烧过程中各级的受热面的积灰和沾污是非常严重的。这不仅对锅炉的使用有影响,也使生物质燃料的燃烧效率极具降低,更严重的是,如果积灰程度很高会导致锅炉丧失传热的性能。积灰主要的形成原因是生物质的氯和钾的含量升高导致的,从而积灰就以KCl析出。同时,生物质锅炉也会存在腐蚀的情况,蒸汽的温度越高,那么,腐蚀率也越高,其腐蚀的机理主要是与气相氯化物有关的腐蚀以及熔化的氯化物与硫酸盐的反应有关。生物质锅炉的积灰和腐蚀是非常常见的问题,我们要积极采取有效的措施进行处理。
4.2 生物质燃料锅炉结渣
生物质燃烧锅炉,特别是流化床的燃烧方式中,有非常严重的结渣现象,其产生的原因主要是由于钠钾元素和石英砂发生反应,形成粘性的物质,这种物质与砂子相互粘结,从而形成了结渣。结渣问题也是在锅炉中广泛存在的,我们要严格控制燃料的燃烧温度,防止出现共熔混合物,从而杜绝结渣的问题。
4.3 有害气体的排放
生物质锅炉燃烧过程中存在的最严重问题就是有害气体的排放,其中HCl的排放量是非常高的,同时,在燃烧过程中还会排放少量的二氧化硫,这些有害气体在锅炉中如果与生物质中的钾发生反应,那么就非常容易产生气溶胶,这些气溶胶排放到空气中,对环境的影响是十分严重的。据有关数据统计,6吨生物质锅炉每小时消耗生物质颗粒1260公斤,如果一天按照12小时计算的话,每天将产生9.4万立方的烟气排放。排放7.7公斤的二氧化硫,排放570公斤的烟尘。可见,有害气体的问题还是比较严重的。
5 生物质锅炉的开发应用和前景
生物质锅炉在我国的应用面积十分广大,虽然仍旧存在很多的问题,但是我们要积极研究相关的技术,学习国外的先进经验,对生物质的锅炉进行技术的革新,有效解决相关问题。
目前,我国的生物质锅炉主要是利用秸秆进行燃烧供能,这种技术的运用已经十分成熟了,我们除了要继续发扬我们的优势之外,要紧紧抓住生物质锅炉的优势,综合一切有利因素,积极发展生物质锅炉。相信在国家强有力的政策引导下,我国生物质锅炉的应用前景将会更加的广泛,为我国的燃料结构的更新奠定了非常重要的基础。
6 结语
生物质锅炉近年来在我国得到了广泛的应用,我们要针对产生的有害气体和结渣、沾灰腐蚀等问题,采取积极有效的措施进行解决。同时,我们要引进和学习国外的先进技术和经验,不断推进我国生物质锅炉的发展,为我国的清洁燃料事业的推进积累经验,提供力量。
参考文献
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锅炉可燃物质的爆炸及其预防 篇4
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。
生物质锅炉发展 篇5
随着我国城市化进程以及工业的发展, 在带来了经济效益的同时, 也造成了城市的大气污染。除了汽车尾气带来的污染之外, 燃煤锅炉排放的二氧化碳、氮氧化物以及一些颗粒粉尘是导致大气污染的罪魁祸首。据统计, 目前我国有62万台燃煤锅炉, 除了集中供暖的锅炉之外, 大部分是热效率不到50%的小锅炉, 这些锅炉的排放物一般都没有经过处理即排放入大气中, 造成很大的环境污染。而天然气等可燃气体带来的污染物则少得多, 因此使用燃气锅炉能有效降低污染。广州地区为整治高污染锅炉, 大力推进燃料清洁化多元化进程, 减少大气污染物排放, 生物质燃气等各种清洁能源应运而生。燃煤锅炉改为生物质燃气锅炉是一项民生工程项目, 锅炉燃料改造技术涉及多门工程学科;一般的监检员由于专业术科方向的差异, 改造监检时, 在设计资料审查阶段对锅炉热力校核计算书都搞不懂, 或热态运行检验阶段对燃烧器缺了某个保护装置也弄不清;只按教条式的监检程序进行, 走过场完事。这不但给锅炉留下安全隐患, 还对我们检验机构在社会公信力也大打节扣, 这是检验行业客观存在切实的问题, 需要我们想办法去应对、克服、避免和不断学习提高。本文主要针对燃煤锅炉改烧生物质燃气工程项目的改造, 进行可行性技术分析, 结合本人实际工作经历, 对我们监检工作提出一些建议和帮助。
1技术背景
1) 生物质气化是在一定热力条件下, 将组成生物质的碳水化合物转化为主要由CO、H2和低分子烃类组成的可燃气的过程。生物质气化的原理如图1所示, 为上吸式低温生物质固定床气化炉;原理:生物质原料从上部加入炉内, 气化剂 (如空气) 由底部进入。气化炉自下而上可分为氧化 (800~1000℃) 、还原 (400~900℃) 、热解 (300~600℃) 和干燥 (100~250℃) 四个区域。反应产生的可燃气体由顶部排出, 出口燃气温度30~500℃;产生的灰渣由气化炉底部排灰装置排出。可燃气体的成分含量直接反应了气体的热值, 不同的气化剂所产生的气体成分及含量都不同, 采用空气为气化剂时, 生物质可燃气体由CO、CO2、H2、CH4、CnHm、N2以及微量的O2组成, 详见表1。可知, 选用水蒸汽作为气化剂较为合适。
2) 燃煤锅炉和燃气锅炉在结构和传热方面各有不同特点。在结构上, 燃煤锅炉蒸发量较小时, 一般采用层燃燃烧;当蒸发量较大时, 多采用悬浮燃烧或流化床燃烧等;燃气锅炉一般都采用悬浮燃烧, 也称室燃;燃气没有燃煤那种挥发分气化、固体碳粒燃尽的过程, 因此, 需要在炉膛内逗留的时间比较短, 也就是说, 在相同的热负荷条件下, 燃煤锅炉一般炉膛空间都比较大, 改烧燃气后需增大燃气量, 提高出力。在传热方面, 燃气锅炉由于烟气污染小, 对流管束不受腐蚀和结渣, 传热效果好, 炉内辐射传热主要靠三原子气体 (二氧化碳和水蒸气等) 的辐射;它和燃煤锅炉不同的是, 没有固体热辐射, 但因为燃气燃烧后的烟气中水蒸汽含量高 (比燃煤锅炉燃烟煤时约高一倍) , 虽然其二氧化碳含量相应减少, 但水蒸气的热辐射能力比二氧化碳强, 因此燃气锅炉的烟气总热辐射强度要比燃煤锅炉高。
3) 燃煤锅炉改烧燃气时, 由于燃烧时过剩空气系数相差很多, 而总的理论空气量和理论烟气量又大致相等, 因此, 实际烟气量和空气量相差很大。一般燃煤比燃气时多15%~60%。因此, 改为燃气锅炉后, 如果出力不变, 则烟气流速明显降低, 锅炉的鼓风机和引风机也因此富余15%~60%的能力。另外, 一般层燃煤锅炉改为燃气锅炉后, 由于换热面污染和积灰明显减轻, 传热条件改善, 过剩空气系数和排烟温度均明显降低, 不完全燃烧损失较小, 所以, 锅炉热效率可提高约5%~10%[1]。
2改造技术可行性
2.1锅炉结构
锅炉作为一种热能转换设备, 一般都是由锅炉本体和燃烧设备两大主要部分组成, 燃烧设备主要是将化学能转化为热能, 而锅炉本体主要是通过其中的媒质将热能吸收并输送出去, 这两部分既独立又联系。首先, 原锅炉有改造价值, 其安全性能符合要求情况下, 保持改造后锅炉额定工作压力和额定工作温度不变;保持或提高原锅炉出力和效率为原则, 以达到环保要求, 见图2。
2.2锅炉本体技术要求
1) 该改造在不涉及锅炉受压元件发生变化基础上, 对锅炉安全性必须进行重新评估和校核计算, 包括热力校核计算、水循环和烟风阻力校核计算、炉膛及烟道防爆门泄放排量计算书;当出力提高时, 应对安全附件、给水系统、辅助装置和水处理措施等进行技术校正;
2) 确保炉墙、烟道强度和密封性, 特别是炉膛部位, 必要时, 重新加强并采取防腐措施;
3) 在炉膛、烟道等容易爆燃的部位装设防爆门, 在适当位置设置自闭式观火孔;
4) 拆除鼓风系统, 取消原炉排并封闭炉底, 封堵原有的炉门、检查门等保持炉膛严密性;
5) 燃烧器应布置在炉膛的前墙几何中心区域, 并砌筑火道和前旋部分, 保证前燃烧室不会过热;在炉膛后部增设挡火墙, 增强辐射换热和稳定燃烧。
2.3燃烧系统技术要求
1) 燃烧方式选择, 燃煤锅炉因其结构原因, 在炉膛和烟道内可能形成吹扫的死角, 未燃尽的燃气与空气混合容易在该部位产生积聚, 当聚积到一定浓度时遇明火会爆炸, 从安全和经济角度进行论证比较, 应采用微负压燃烧方式。
2) 燃烧器的选择由改造设计单位根据锅炉安全性、经济性、环保性综合考虑, 尽量设计一个燃烧器为宜, 一般不超过两个。根据燃气与空气混合技术, 燃烧分为三种类型:a.扩散燃烧, 天然气和空气的气体射流扩散燃烧, b.预混燃烧, 将一部分的空气和燃气在混合燃烧之前提前 (0.2~0.8) 之间的过剩空气系数燃烧;c.无焰燃烧:混合气体所需的空气和气体混合燃烧。建议采用新型低氮氧化物烟道燃烧器 (见图3) , 预混燃烧可以通过降低火焰烟气温度, 减少烟气在高温段停留时间, 从而有效地降低氮氧化物总体浓度排放 (见图4) , 明显火焰强化燃烧, 提高了热效率, 但是它的燃烧不稳定, 控制的主要空气和燃烧原料的要求较高。
3) 火焰应处于炉膛几何中心区域, 火焰应尽可能充满炉膛使其内热量得以均匀分配, 受热面的负荷均匀, 不会形成局部受热而引起内应力增大。
4) 如采用鼓风扩散式燃烧机时, 在燃烧机火焰正前方用耐火材料砌筑弧形导焰墙, 避免火焰直接冲刷到受热面, 造成气体不完全燃烧和局部管壁过热损坏。
5) 原引风机风量较大, 应采用变频调速技术控制锅炉的空气过量系数。
2.4安全控制技术要求
1) 锅炉自控系统应重新设置并满足《锅规》6.6相关技术要求, 要有点火程序控制、熄火保护、燃气阀组检漏装置、点火熄火安全时间和启动热功率要求、功率负荷自动调节、水位调节水位高低报警极低水位联锁、蒸汽超压报警联锁、炉膛压力报警联锁、炉膛超温报警、引风机与燃烧机程序联锁等。
2) 点火程序控制是锅炉安全运行操作指挥中心, 程序控制系统充分考虑到各种必要的联锁。控制器大致有三种:a.机械程序控制器;b.电子式程序控制器;c.实时控制微电脑程序控制器。无论采用何种控制器, 其主要步骤为:炉膛自动吹扫程序, 燃气锅炉检漏控制程序, 自动点火程序, 熄火保护程序, 安全联锁保护程序, 燃烧负荷调节程序。
3锅炉改造监督检验内容和要求
锅炉改造监督检验依据为TSG G0001-2012《锅炉安全技术监察规程》、TSG G7001-2015《锅炉监督检验规则》及锅炉改造改造设计文件, 要求如下:
3.1资源条件
锅炉改造设计和施工应当由有相应资质的锅炉制造单位和锅炉改造单位进行, 审查改造设计和施工单位的资质许可证, 是否在有效期内并且与所改造锅炉的级别相符合。
3.2工艺文件
锅炉改造设计文件应当包括必要的计算资料、设计图样和施工技术方案、调试方案、锅炉房设计图、安装使用说明书等。
1) 应具备热力校核计算书、水循环和烟风阻力校核计算书、炉膛烟道防爆门泄放排量计算书, 必要时, 还应提供安全阀排放量校核计算书、水处理制水量校核计算书、电气自控线路图;重点审查改造设计文件是否满足《锅规》、相关标准和质量保证体系的要求。
2) 审查锅炉改造方案、锅炉整套启动调试方案等, 是否符合《锅规》、相关标准和质量保证体系的要求, 并且满足现场施工的需要。
3.3施工过程及施工质量
1) 审查管子、焊材、砌筑、防爆电器材料等质量证明文件, 是否符合《锅规》和相关标准的要求;
2) 检查焊接、砌筑施工过程中焊接工艺执行情况, 是否符合《锅规》和焊接工艺文件的要求;
3) 审查施工过程相关质量记录, 是否符合改造设计、技术方案及相关标准的要求;
3.4调试、试运行及验收
1) 审查锅炉整套运行调试报告、试运行记录, 是否符合《锅规》和相关标准的要求;
2) 锅炉试运行正常后应当参照《锅炉定期检验规则》中外部检验的要求对锅炉进行检查。
3.5竣工资料
审查锅炉改造竣工资料是否齐全、有效。
4监检注意问题
1) 锅炉燃料改造时, 承担改造设计的具有相应级别锅炉制造单位应将相关计算资料和设计图样等报送锅炉设计文件鉴定机构进行设计文件鉴定;同锅炉制造单位生产的锅炉, 如实施炉型及燃烧方式均符合已通过的设计文件鉴定的炉型的改造, 可不再进行改造设计文件鉴定。这有助检验员对改造设计图样、计算资料等设计文件进行技术把关, 在源头上有效地降低了安全隐患。
2) 生物质气化发生装置属乙类厂房, 不得设置于锅炉房内, 需由改造设计单位或相应资质的建筑设计院出具锅炉房设计图样;改造后锅炉房防火、防爆、通风换气等必须符合燃气锅炉房技术等级要求, 燃气系统要装设一氧化碳气体在线监测装置, 燃气系统的设计应当符合相应的国家和行业安全的相关规定。
3) 燃烧系统严格执行《锅规》6.6.5, 6.6.6, 6.6.7, 6.6.8, 7.1, 7.2要求, 并对燃烧器型式合格证书的燃烧器主要附件表中型号参数是否与附件实物相符并应逐一现场核对。6t/h以上燃烧器私自组装套牌现象非常严重, 监检时, 建议用户应提供燃烧器的购销合同或票据正本, 并需燃烧器制造单位应派员现场参加协助调试, 并在调试报告签名盖章, 以明确责任及可溯源资料见证。
4) 锅炉点火前, 必须自动先开启引风机进行前吹扫炉膛和烟道, 要有充分时间把炉内可能积存的可燃气体扫除干净才能点火;熄火后, 必须延长引风机关闭时间, 进行后吹扫程序;其吹扫风量应不少于TSG ZB0001-2008《燃油 (气) 燃烧器安全技术规则》技术参数要求, 各吹扫时间不少于60s。
5) 由于生物质燃气成分中含有少量的木焦油, 长期燃烧结束后会在炉膛或燃烧器边缘会残留积聚着一些未燃尽的木焦油火种, 我们在试验熄火保护过程中应加以鉴别;这也是生物质燃气燃烧的一个有待解决技术问题, 暂时应对方法:拆卸清理木焦油或增加手动吹扫功能。
6) 燃烧机断电试验, 燃气控制电磁阀必须是常闭型的, 一旦断电, 自动关闭切断燃气供给, 电磁阀关闭响应时间≤5 s。
7) ZB0001-2008《燃油 (气) 燃烧器安全技术规则》第十八条规定, 燃烧器额定输出热功率大于1200 k W时, 应进行燃气阀组检漏装置试验, 在点火前对燃气阀组进行泄漏检测, 若发出燃气泄漏信号时立即锁定燃烧机工作。
8) ZB0001-2008《燃油 (气) 燃烧器安全技术规则》第八条规定, 燃烧器额定输出热功率大于或等于350 k W时, 应配置燃气流量调节装置。
摘要：为改善燃煤锅炉所排放的二氧化碳、氮氧化物以及一些颗粒粉尘对大气的污染, 文中介绍了生物质技术背景、生物质气化的原理, 并介绍了燃煤锅炉和燃气锅炉在结构和传热方面的不同特点。探讨了燃煤锅炉改为烧燃气时, 通过减轻换热面污染, 改善传热条件, 降低过剩空气系数和排烟温度, 减少不完全燃烧, 从多方面、多角度达到了锅炉热效率的提升。同时探讨了改造技术的可行性, 并从改造后锅炉的燃烧系统技术要求、安全控制技术要求、改造监督检验的内容和要求以及在监检时应该注意问题等方面分析和探讨。
关键词：锅炉,燃煤,生物质燃气,改造,监检
参考文献
[1]周伟国.关于燃煤锅炉改为燃气锅炉的探讨[J].煤气与热力, 2000 (1) :44-46.
[2]锅炉安全技术监察规程:TSG G0001-2012[S].
[3]锅炉监督检验规则:TSG G7001-2015[S].
生物质锅炉的性能论述 篇6
生物质能是地球上最普遍的一种可再生能源,量大面广,开发利用潜力巨大,同时具有CO2零排放特性,是潜在的可再生能源资源。生物质转化为电能传统上大多采用直接燃烧的方法,即采用的是蒸汽循环。
生物质燃料和其他化石燃料相比,最重要的不同点是:燃料特性的多变性,高水分和低氮、硫含量。
在燃烧过程中,必须考虑燃料中的水分。燃烧高水分的生物质燃料之前需要消耗能量来干燥生物质,所以高水分会降低燃烧效率。水分含量越大,燃料燃烧需要的时间就越长。锅炉的效率是随着水分含量而变化。当燃料水分含量超过40%后,水分含量稍有增加将会使锅炉效率大大降低[1]。
1 常见生物质燃烧锅炉概述
燃生物质发电站主要的不同之处是:锅炉的设计、燃料的组成和环境的规范要求。根据生物质燃料特性的不同和锅炉系统的要求来设计燃料的预处理设备,烟气的净化系统是依据环境要求和锅炉烟气排放物的差别来设计。在不同电站中,除了凝汽和热电联供应用方式存在不同之外,使用的蒸汽轮机和发电机没有大的差别。锅炉的种类有:堆状燃烧锅炉、给料机式燃烧锅炉、悬浮燃烧锅炉和流化床燃烧锅炉。
(1)堆状燃烧锅炉。
堆状燃烧锅炉的缺点是:需要周期性地停炉清理小室的灰;燃烧过程很难准确控制。给料的方式有床下给料和床顶给料。床下给料的配置能够提供比较好的燃烧控制。其缺点是系统的复杂性和低的可靠性。相比之下,顶部给料系统则简单可靠,但是新的原料覆盖在工作堆燃烧区上,使得燃烧过程难以控制。当采用顶部给料系统时,运行人员通常向干燥的燃料中加入水分来控制燃烧。
(2)给料机式燃烧锅炉。
给料机式燃烧锅炉可以分为以下几类:固定倾斜炉排、移动炉排、振动炉排。这种锅炉燃料的给料系统与堆状燃烧器相比,能将一层燃料相对更均匀地散布在炉排上。
固定倾斜炉排系统的早期设计的典型问题是炉排上燃料的崩塌和难以控制蒸汽负荷、燃烧率[2],故目前较少采用。而振动炉排式系统通过炉排顶部的螺旋式给料机能够机械式地散布燃料,可以将炉排上形成的小堆摊平。和移动炉排相比,振动炉排式系统活动部件少,因此,设备的维修工作量少。锅炉采用了水冷式振动炉排,允许炉底空气的温度高一些,过量空气量大一些,这样就能够降低燃烧温度,控制氮氧化物的形成。降低炉底送入的空气量可以避免夹带走未燃颗粒。炉排与振动单元相连,能够确保灰和炉渣向炉渣除去系统的输送。水冷式炉排能够提高底部燃烧空气的温度,这样就能够燃烧高水分的燃料。
(3)悬浮式燃烧锅炉。
悬浮式燃烧锅炉与煤粉炉很相似。悬浮式燃烧锅炉优点是:由于燃料比较干燥,所以炉膛尺寸小。可用于产生蒸汽的两种基本悬浮燃烧器为:旋风燃烧器和固体燃料燃烧器。旋风燃烧器的设计要求以正确的比例混合燃料和空气,使得燃料颗粒在到达耐火燃烧室之前能够完全燃烧。固体燃料燃烧器以正确的比例混合木材燃料和空气,点燃可燃的混合物,在竖直的圆柱形燃烧室中将燃料颗粒燃尽。
(4)流化床锅炉。
在流化床燃烧过程中,从炉底吹入的一次风速度很高,使炉内物料变成沸腾和鼓泡状,沸腾的物料中包括燃料和粒状惰性物料。当锅炉启动时,惰性物料被加热到燃料着火点温度,燃料从鼓泡床体的上方进入炉内。由于系统的流动性,燃料和惰性物料在整个床体内很快地混合,这样床料间传热效果好,稳定的燃烧就能够进行。因此,流化床系统燃烧所需的过量空气数值小,燃烧的温度低(800~900℃),能够和给料机式燃烧锅炉相比[3]。快速热传递的另一个好处是:较小的装置体积有相对高的容量。循环流化床的其他优点是:可以采用吸收剂对二氧化硫和其他酸性气体进行吸收;不需要对燃料进行复杂的预处理,而且可以消除一些给料问题。循环流化床锅炉共同的缺点是:为了维持空气通过床体时的较高速度,需要较大功率的风机。和鼓泡流化床相比,机组容量在15~30MW时,投资成本也较大;循环流化床炉管的磨损和与燃料相关问题即燃料的污染问题。
2 新型生物质燃烧锅炉
2.1 循环固定床锅炉工作原理
循环固定床锅炉是由联美集团公司开发研制的生物质燃烧锅炉,其燃烧系统由复合炉排、组合中拱、第二燃烧室构成。复合炉排是由往复炉排和横梁链条炉排组成。复合炉排是燃料的烘干、着火及翻倒区域,烟气沿组合中拱对燃料强制冲击加热,大大提高了燃料的烘干和着火速度。组合中拱构成了一个高温环境,着火的燃料跌落到水平布置的复合炉排上,在烟气和空气的混合一次风作用下,燃料处于高温缺氧状态,造成不完全燃烧环境,以控制料层燃烧温度,实现低温燃烧;部分燃料发生热解反应,燃料层中的碳也不断发生氧化→还原→氧化反应,产生的可燃气体在组合中拱内及第二燃烧室内发生单相燃烧。第二燃烧室内加入适量二次风对烟气流进行扰动,并促使可燃气态物质的燃尽。另外,秸秆类燃料的自带氧含量较高,烟气的混入可调配燃烧所需的氧量,更利于实现低温燃烧。
烟气进入炉膛后,将受到燃尽风的扰动,延长烟气在炉膛内的燃烧行程,增加烟气在炉膛内的停留时间。锅炉设计中选择了较小的断面及较高的炉膛高度,使得造粒后的生物质高挥发分燃料得以充分燃尽。同时由于燃料中富含碱性元素K,为防止碱性元素高温下对钢材的腐蚀,较高的炉膛可使烟气到达炉膛出口时的温度降到允许的范围内。
烟气从锅炉炉膛前出口流出进入设置在炉膛前部的第二炉膛,穿过屏式过热器后经凝渣管进入设置在炉顶的水平烟道。水平烟道中依次设置了高温过热器及低温过热器。穿过高低温过热器的烟气折转向下进入后部烟道,后部烟道是由侧后水壁、省煤器及炉膛后水冷壁的背面构成。
锅炉的燃料循环为:造粒生物质燃料由料斗被往复的进料炉排片推动进入炉内,在往复炉排上被翻倒并被烟气烘干,着火;跌落到水平布置的横梁链条炉排上后,料层的上中下都存在着火的颗粒,横梁链条炉排上的料层呈立体燃烧方式,不断发生氧化-还原-氧化反应。炉排的后段设置了燃尽区、焙烧区和冷却区。穿过挡渣器后跌入落渣口。循环固定床锅炉结构如图1所示。
2.2 循环固定床锅炉性能与特点
循环固定床锅炉不仅克服了现有循环流化床锅炉设备磨损严重、防磨措施不力等缺点,而且大大地提高了锅炉的燃烧效率。并且锅炉排烟尘量大大地降低,减小了环境的污染,也节省了燃料的破碎等设备。各种生物质燃烧锅炉性能比较如表1所示。
经生产实践证明,循环固定床锅炉具有以下特点:
(1)采用直径30~50mm原料粒入炉,大大地改善了燃料层的通风性能,使得燃料层大幅加高,提高了单位炉排的燃料量。原料密度的调整,可产生不同量的粒内孔隙,生成蜂窝状炉渣,进一步改善原料粒内通风性,保证了粒内碳的彻底燃烧,得到残碳极少的蜂窝状炉渣,炉渣含碳量可<3%。
(2)原料首先进入往复炉排预热区,在进入主炉排前,料层温度已接近引燃值,大大提前了引燃位置,并且形成原料立体同时燃烧。在预热区中,由于受高温烟气的作用,生物质原料中的挥发分与产生的一氧化碳被一起送入气相燃烧室。气相燃烧室由预热区提供燃气,由后部提供的高温风及二次风、三次风、四次风将其燃尽。因原料粒中含有一定的水分,水分受热汽化与燃料中挥发分混合形成燃气,进入气相燃烧室燃烧,将炉膛高温区上移,同时降低炉床温度。
(3)建立炉内循环风,将尾部烟气回送,炉内循环风量加大,配以合适的受热面,控制燃烧煤层温度在800~1000℃。由于燃烧温度<1000℃,可实现炉内脱硫,不仅简化了脱硫技术,降低了脱硫成本,而且极大地提高了脱硫效果。采用低温、分级供风的燃烧能够抑制NOx的生成。冷空气从后部风室经炉渣预热进入炉膛与燃气相遇形成气相高温燃烧区。炉渣经冷风冷却降温变成低温炉渣,渣温在60~200℃左右,由于控制燃烧过程不超过1000℃,未超过灰熔点温度,不会形成焦渣,无需打渣设备。由于采用固定床燃烧技术,炉内飞灰大大减少,锅炉尾部烟气排尘量约为循环流化床锅炉的1/5,环保效果显著。
(4)由于通风改善、起燃区提前,因此燃料厚度可大大增加,这样就可燃烧低热值煤(无烟煤、烟煤、褐煤、煤矸石)及生物质等固体燃料,并且可以达到较高的燃烧效率。
(5)出渣温度低于200℃,后部链轮可改成主动轮,上炉排变成拉力,改善了炉排运行状态,并且前后链轮都可加润滑,减少阻力,为增加链条长度创造了条件。
(6)运行方便灵活,负荷调节范围大。循环固定床锅炉负荷的调节较为灵活、迅速。在低负荷时锅炉仍达到额定汽温和压力,在更低负荷下也能稳定运行,而无需增加辅助燃料。其最低的稳燃负荷可达额定负荷的30%左右,且从压火停炉到升炉过程都十分快速、方便。由于燃烧方式和燃烧机理的不同,专有技术循环固定床锅炉燃料制备系统与循环流化床锅炉有本质区别。节省破碎等许多设备,增加设备运行的安全性,炉运行耗电量省,比循环流化床锅炉节电30%。
3 结语
堆状燃烧锅炉对燃料的可变性好,系统效率低。悬浮燃烧锅炉对燃料要求比较高,需要对燃料进行预处理,系统效率却高。流化床系统对燃料有较好的适应性,同时也有相对高的效率,它能够避免产生热力氮氧化物但对炉管的磨损比较严重。循环固定床锅炉可以解决炉管的磨损问题,并综合了给料机式燃烧锅炉的特点。
参考文献
[1]R Hollenbacher.Biomass combustion technologies in United States.Biomass Combustion Conference,Reno,Nevada:1992.
[2]B Schwieger.Power from wood[J].Power.1980,124(2):31-32.
新型高效节能生物质锅炉 篇7
1 行业现状
据《中国工业锅炉行业年鉴2006》 (中国电业工业协会锅炉分会编制) 我们可以得出结论:目前我国工业锅炉仍然以中低压锅炉为主, P≤2.5Mpa的工业锅炉占97.61%的绝对优势 (P≤2.5Mpa也正式目前《锅规》规定的B级锅炉的生产标准) , 这也就是说目前的工业锅炉仍然以B级锅炉及B级锅炉企业为主导地位。我国在用中小锅炉约50万台, 平均单台容量只有2.5t/h, 设计、运行效率为65%左右比国际先进水平低15～20个百分点。生物质工业锅炉的研发和新型节能、环保型工业锅炉的研发与应用成为我们工业节能领域的重点工程之一。
2 锅炉介绍
“卧式生物质锅炉”是单 (双) 锅筒纵置式水火管锅壳锅炉, 锅炉采用机械螺旋杆式变频调节自动送料系统。是一种将生物质多相燃烧整合为多层次、分阶段、分时段、分空间为一体的新型节能环保型锅炉。
2.1 创新型技术特点
生物质的固有特性注定了其在燃烧过程中所析出的挥发物的燃烧对生物质固态层的燃烧起到制约作用, 固态层燃料氧化 (燃烧) 反应过程中的次级反应, 即一氧化碳和二氧化碳的产生以及一氧化碳的氧化反应和二氧化碳的还原反应, 都不利于固态层和生物质颗粒的燃烧。鉴于以上情况, “卧式生物质锅炉”在炉膛结构上作了特殊处理, 使生物质在炉膛内的燃烧分区域进行, 即使固态层 (含生物质颗粒) 与生物质挥发物的燃烧在同一炉膛的不同空间进行, 并使其二者均按照各自的燃烧特点及与此相适应的燃烧方式燃烧, 达到完全燃烧或接近完全燃烧的高效节能效果。
2.2 创新型技术特点结构解析
1.锅炉本体;2.变频调节螺旋给料器;3.V型炉排;4.水冷炉墙;5.清灰门 (检修口) ;6.基础
锅炉包含炉部与锅部两个部分组成。其中炉部包含有炉排、底座, 底座的四面与锅炉的本体部分通过炉墙密封, 形成一个密封的燃烧空间。炉墙前部装设机械螺旋杆式进生物质装置、侧面设置有点火炉门、底座下面的基础层的左右和后侧开有清灰门。锅部包含有纵置式锅筒 (根据吨位不同分为单、双锅筒) 、下部有左右集箱, 锅筒与集箱间通过与炉墙内壁紧贴的水冷壁管连接。锅筒内部设有前后走向的多回程螺纹烟管及其他锅炉零部件等等。
2.4 工作原理
卧式生物质锅炉的工作原理如下图:
2.5 锅炉工作流程
卧式生物质锅炉的新特点在于他的送风与燃烧方式。由图1-锅炉结构简图我们可知, 通过变频调节的螺旋送料系统将生物质颗粒燃料送至炉膛内部的V型炉排上, 利用生物质颗粒燃料的自然堆砌原理让燃料层相对均匀的堆砌于V型炉排面。然后从侧面炉门引燃, 在给风与引风的作用下, 燃料层开始燃烧。由于生物质燃料的固有特性、V型炉排的倾斜角度的科学设置及合理的给、引风配比调节等因素的共同作用下, 待燃料稳定燃烧后, 我们可由图1很明显的看到燃料层分为了两层 (1、火焰燃烧层2.干燥与热解燃料层) 。火焰燃烧层主要为固态生物质颗粒燃料在V型炉排表面的燃烧及由干燥与热解层析出的挥发份炉排上部空间的炉膛内空间燃烧。当随着火焰燃烧层燃料的逐渐消耗, 这时干燥与热解层的燃料则很自然的覆盖到前方的火焰燃烧层区域, 而由螺旋送料器送入的燃料则适时进入炉膛, 占据炉排前端原干燥与热解层区域。值得注意的时, 上述空间的各种反应是一个连续的整体的过程, 其中的各部分是既相互独立又有机结合在一起的。
燃料在同一炉膛的不同空间、不同时段, 其固态层、颗粒层、挥发份均按照各自的燃烧特点及与此相适应的燃烧方式进行着燃烧, 从而达到完全燃烧或接近完全燃烧的高效节能效果。
2.6 技术要点
(1) 合理的炉排表面粗糙度、V型炉排安装倾斜角及炉排通风界面比;
(2) 科学合理的给引配风比;
(3) 严格保证实际燃用燃料按设计燃料选用。
3 结语
在确保锅炉安全可靠的前提下, 锅炉各部分结构设计必须确保以节能环保为根本性指导思想, 使锅炉综合性能达到甚至超过国家最新标准的要求。
“卧式生物质锅炉”是我公司结合20多年来对工业锅炉的不断研发、试验及使用经验的分析总结, 并综合国内外最新技术而研发的高效节能、无烟环保的全新产品.产品技术特色:
(1) 特殊炉膛设计, 锅壳筒体与火焰最高温度结合区面积大幅度增加;
(2) 多次研究、试验及使用论证的最科学炉膛高度, 能使炉膛最大限度的接受火焰高温辐射;
(3) V型炉排、分层、分段燃烧及比例可调节送风技术, 使燃烧更科学、更充分;
(4) 优化炉膛结构设计, 燃烧无死角, 达到全方位燃烧;
(5) 多回程螺纹烟管设计:锅炉对流传热热有效系数大幅度提高;
(6) 先进布局:大幅提高锅炉有效受热面积;
(7) 固、气相分离式燃烧:完全消除黑烟、有效降低锅炉氮、硫氧化物的生成, 节能环保;
(8) CO2零排放燃烧效果;
(9) 热效率高:锅炉热效率达85%左右, 较《中国工业锅炉行业年鉴2006》 (中国电业工业协会锅炉分会编制) 中提出的我国现运行的中小锅炉运行效率为65%高出约20%, 达到国际先进水平。
摘要：该新型高效节能生物质锅炉具有新的结构设计, 热效率高, 可大规模替代现有落后的固定炉排燃煤锅炉。
关键词：新型高效节能锅炉,生物质颗粒,实践应用
参考文献
[1]雅克.范鲁, 耶普.克佩耶.生物质燃烧与混合燃烧技术手册[M].北京:化学工业出版社, 2008.
[2]童有武, 张孝勇.锅炉安装调试运行维护实用手册[M].北京:地震出版社, 1999.
生物质锅炉燃烧调整方法分析 篇8
大唐邓州生物质能2×15 MW热电机组的锅炉为无锡华光锅炉股份有限公司的UG-75/9.8-J高温高压生物质燃料锅炉。为单锅筒、集中下降管、自然循环、四回程“M”型布置。炉膛采用膜式水冷壁,炉底布置水冷振动炉排。在炉膛内布置了屏式过热器,在冷却室和过热器室分别布置了高温、中温和低温过热器[1]。
燃烧系统:a)锅炉燃烧设备由炉前双螺旋给料机、水冷振动炉排、二次风管等设备组成;b)秸秆场外破碎至一定尺寸后送入地下料库,再由螺旋卸料机送入皮带输送机,转运到炉前料仓,料仓底部装有6根输送螺旋进入炉前3个双螺旋给料机,燃料通过炉前双螺旋给料机送入炉膛;c)振动炉排与水平面呈一定夹角,炉排下为一次风室和出渣斗。可以通过调节炉排振动的频率满足烧秸秆和出灰渣要求。振动炉排面上开有小孔,燃烧所需的一次风从炉排小孔喷出,对炉排进行必要的冷却;d)锅炉布风由二部分组成:一次风从二侧墙炉排下分两个风箱6个风口送入风室,再经过炉排上的小孔进入炉膛。风室中由隔板分隔成六个独立的风室,进风管上设有调节挡板可根据燃料和燃烧情况进行调节。二次风布置在前、后墙炉拱处,前墙布置了一层二次风,后墙布置了二层二次风,每层二次风管上均装有调风门(见图1)。
2 生物质锅炉燃烧影响因素
2.1 生物质燃料在振动炉排上的燃烧过程
锅炉运行时炉排以振动方式周期性地输料和匀料,燃料在炉排上由于振动而被抛起,边燃烧边跳跃前进,炉渣由炉排末端排入捞渣机。
2.2 燃料性质[2]
不同燃料如玉米秸秆、花生壳、锯末、板皮和棉花秸秆等,燃烧情况是不同的,一类为草质结构,一类为木质结构。草质结构如玉米桔杆、麦秸着火快,燃烧时间短,在炉膛内一般不会形成堆积,燃烧效果也比较好,但是棉花桔秆、锯末、板皮等着火慢、燃烧时间长,容易形成堆积也不易燃烧完全。因此,各种燃料要按燃料掺混原则进行掺配。例如锯末、稻壳等细质燃料绝不能单烧,掺混时比例也不能太大。我厂的燃料构成主要为板皮、花生壳、木耳棒等,如何对这些燃料进行掺配是一门很大的学问,掺混的种类和比例对料耗大小有决定性的影响。
2.3 燃料水分含量
振动炉排锅炉从性能计算、辅机配置以及燃烧要求上都要求秸秆入炉状态收到基平均水分最大不应该超过25%。但实际来说从农田收获到的青秸杆含水分都在40%~50%左右。如果秸秆的水分过高,由于燃料水分蒸发需要1个过程,导致在炉膛内燃烧时间缩短,造成燃料燃烬程度降低,从而使料耗增加。根据大唐邓州生物质能电厂的实际运行经验,实际燃料水分含量往往在40%左右甚至更高。因此除对燃烧调整造成很大压力外,对料耗影响也很大,如表2所示。
由表2看出:在燃料配比相同的情况下,随着燃料水分含量的增加,料耗也随之增加。而且远大于设计工况下料耗率小于15 T/(×104 k W·h)的要求。
2.4 一二次风对燃烧的影响
2.4.1 一次风对燃烧的影响
一次风用于保证炉排面上燃料着火燃烧。本炉燃料与一次风横向交叉混合,燃料进人炉膛以后在炉前堆积,需要空气量大,到后面燃料烧完或基本烧完,所需空气量减小,因此在满负荷的情况下,第一、第二风室风门必须开大,保证燃料燃烧所需的氧气及一次风的穿透能力.如果一次风供应不足,会产生大量青烟和还原性气体,影响燃料的完全燃烧和使炉排结焦。第三风室一次风门要根据负荷情况、燃烧和燃料情况进行调整;如果锅炉负荷较小,燃料燃烧完全,燃料较干燥的情况下,第三道风门就可以开的小些,相反就要开大些。
2.4.2 二次风对燃烧的影响
二次风的作用是扰动炉内烟气气流,压住火焰使火焰不过分上飘,同时在搅拌烟气时提供足够的高温氧气,使烟气中的火星燃烧完全。当锅炉负荷增长到50%时,应启动二次风机以保证燃料后期燃烧的需要。二次风启动后形成的气流能形成一层气幕,盖住扬起的火星、小木炭等,可以使部分木炭颗粒摔回炉排,有利于燃料燃尽。
3 生物质锅炉的燃烧调整方法
3.1 振动炉排的调整方法
2011年8月14日大唐邓州生物质能热电对#1炉进行振动炉排试验,根据厂家要求振动炉排最低30 Hz,最高38 Hz运行。分别将振幅调到30 Hz、35 Hz、38 Hz进行物料试验,各种振幅物料从振动炉排头部到捞渣机的时间(见表3)。
3.1.1 振动炉排的振动频率和振动时间的调整
振动炉排的振动频率一般不随负荷的变化而进行调整,当燃料的粒度、水分和负荷发生变化时,只是对振动时间和停止时间进行调整。振动炉排的频率由下面3个因素决定:a)低端炉排处的灰渣堆积厚度;b)在一定振动频率下,排渣处尽量不出没有燃尽的生料;c)不能使炉排上有结焦现象。根据调整试验得出:振动炉排的最佳振幅应该为38 Hz~42 Hz。
炉排的振动时间决定燃料颗粒在炉排上的行走速度,振动时间越长,其破坏焦渣的能力越强;炉排的停止时间在很大程度上决定燃料颗粒在炉排上的停留时间。
由于燃料的变化,如玉米秸秆、板皮等的燃烧情况不同,因此燃烧调整时,要根据不同的燃料进行炉排的振动时间及频率的调整,对于秸秆类燃料,相同负荷下燃料体积大幅度增加,但易燃尽,若炉排停止时间过长容易使炉排前端大量堆积不能及时燃烧。所以烧秸秆类燃料时应减少炉排停止时间和振动时间,使入炉燃料能及时摊开,做到及时翻滚和空气混合。根据大唐邓州热电#1炉调整试验得出:在锅炉满负荷运行时,根据燃料性质不同,振动时间一般为5 s~8 s,停止时间为10 min~15 min。
3.1.2 实际燃烧调整试验
2012年2月21日,根据实际运行经验对#1炉进行了振动炉排参数的整定,目的是让入炉燃料既不形成堆积,又不过于分散,而是进入燃烧中心区域快速燃烧,使值班员建立起“一味的增加炉排振动的间隔时间并不一定能够使燃料完全燃烧”的调整理念。
2月22日进行了一次风各风室的配风调整试验,目的是让预燃区有一定的干燥风,且能卷吸到高温烟气对燃料进行干燥;并使主燃区有足够的风量使燃料进行完全燃烧;在燃尽区也有一定的风量补给。
综合以上两次调整试验结果,2月23日进行了以少出生料为目的的整体调整。主要是减少燃烧量、提高入炉风量、提高炉膛烟温,使燃料入炉后能够快速燃烧。调整参数见表4。
经过此种调整后,2012年3月#1炉燃烧状况得到很大改善,料耗率基本降到了15 T/(×104 k W·h)以下。
4 结论
a)生物质锅炉燃烧影响因素主要是燃料性质、燃料水分含量、一、二次风风量配比等,燃烧调整主要是通过振动炉排的振动频率和振动周期的调整,炉排各区一次风量的调整来实现的;
b)经过对燃烧调整方法的分析探讨,#1炉的料耗从投产后的16 T/(×104 k W·h)~18 T/(×104 k W·h)降为14 T/(×104 k W·h)~16 T/(×104 k W·h)。
生物质锅炉的燃烧调整,应根据设备具体情况,在实际运行过程中不断总结经验,在保证锅炉参数的前提下,尽量降低料耗,以保证机组的安全经济运行。
参考文献
[1]李海英.生物质锅炉的性能论述[J].节能,2008,(3):86-88.
生物质锅炉的制造监督检验实践 篇9
据科学调查统计数据表明:生物质锅炉产汽量高, 是燃煤锅炉的1.125倍。“秸秆煤炭”是一种新型的生物质再生能源, 加工成本低、利润空间大, 且价格远远低于原煤。
近年来, 从节能考虑并结合长沙锅炉厂的具体情况, 长沙锅炉厂一直重视生物质锅炉的开发制造和研究, 并于2009年12月制造完成首个代替燃煤的C S G-7 5/5.29-J生物质锅炉, 该锅炉向大气中排放的烟尘浓度比使用煤炭时可减少99%, 使使用单位率先实现SO2与烟尘的超低排放。从这台锅炉的制造监检中发现的问题, 将对此类锅炉的制造监督检验具有借鉴作用。
1 锅炉设计的审查问题及整改
根据《特种设备安全监察条例》规定, 锅炉的设计文件应经国务院特种设备安全监督管理部门核准的检验检测机构鉴定, 方可用于制造。从锅炉产品出厂时设计上存在的问题看, 锅炉设计文件鉴定应得到设计部门、特种设备核准机构部门的重视。
1.1 设计文件严重滞后
由于市场竞争十分严峻, 导致使用单位经常向制造企业提近乎苛求的合同:从签合同到产品制造完工的周期十分短。这样的直接后果就是锅炉厂在完成图纸设计后, 边进行图纸鉴定边制造以, 保证按合同规定时间完成任务。
该75t生物质锅炉正是如此。但是监检员在车间巡查时发现某省煤器的出口集箱, 原设计图纸没有开排污管座, 但是设计鉴定机构在鉴定中要求开一个排污管座, 由于中间环节没有及时地传达信息, 导致在做水压时产品仍然是按原图纸做的, 未按新图纸进行相应修改。
监督检验人员在现场抽查水压核对新图纸时发现此问题, 立即通知设计处、质检处, 要求其认真查找原因, 按新图纸进行开孔, 并检验和重新试压。
1.2 设计图纸对燃烧介质的改变未考虑或考虑不充分
锅炉厂设计人员水平较低, 当设计中更改介质时, 未对炉拱及燃烧效率等匹配技术进行相应更改, 仅仅对锅炉型号和燃烧介质进行改动。
该75t生物质锅炉考虑了介质, 但具体技术论证不够充分, 这样可能导致以后使用单位对燃烧效率产生质疑。
2 锅炉制造过程中的问题、原因及其整改
2.1 质量计划
此台75t生物质锅炉为新型产品, 从设计图纸到受压元件材料和各种制造工艺, 都与以前制造的锅炉有很大的区别, 所以根据TSGZ0004-2007《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》必须制定相应的质量计划。具体检查的内容有:是否按种类或型号编制质量计划设置是否合理, 控制内容和要求是否明确并具有可操作性, 责任人员和相关人员是否按规定签字确认。
对于新类型的产品制造厂必须通过质量计划找到各个控制点 (包括审核点、见证点、停止点) , 这样监检员才能有重点的进行监督检验。
该锅炉编制了质量计划, 但是过于粗糙和抽象, 监检员提出意见后有所改善。
2.2 材料及其复验
该75t生物质锅炉使用了不锈钢这种特殊的材料, 在进行材料入厂复登记和监检确认时, 发现以下问题:
(1) 监督检验中发现材料质量证明书中, T P 3 0 4和T P 3 4 7材质证书按A S TM标准中A 2 1 3/A 2 1 3 M-0 7应标注晶粒度级别, 而未标注。后查实原因为制造厂责任工程师对ASTM标准中A213/A 2 1 3 M-0 7不熟悉, 理解不透彻, 后将材质证书返回原材料生产厂家要求其标注晶粒度。
(2) 锅炉受压元件材料未按JB/T3375执行入厂复验。
直径大于22mm, 且壁厚不大于40mm的20G入厂复验按J B/T 3 37 5的6.1.2.2应做压扁试验, 而发现有大量的20G材料入厂复验记录中未作压扁试验。通过与材料责任工程师和相应机械性能试验人员沟通后发现:该厂对标准不熟悉、理解不透彻, 以为只有直径大于22mm, 且壁厚不大于40mm的合金钢才需要做压扁试验, 而实际标准规定是直径大于22mm, 且壁厚不大于40mm的按GB5310供货的就需要做压扁试验。
监检员发现后发监督检验意见通知书, 要求立即补做压扁试验, 并要求制造厂加强对标准的学习和理解, 制造厂进行了相应的整改。
(3) 正因为该7 5 t生物质锅炉用到了不锈钢TP3 04和TP 34 7特殊的材料, 所以相应的焊条也有变化, 焊条为不锈钢焊条Ni317, 入厂复验按JB/T 3 3 7 5的6.1.4.1应做熔敷金属化学成分分析, 而未做。
通过与制造方了解, 知道该厂不具备对不锈钢焊条Ni317做熔敷金属化学成分分析的试验设备条件, 后来要求制造方对外委托有资质单位对不锈钢焊条Ni317做熔敷金属化学成分分析。
2.3 焊接工艺评定
焊接工艺评定是用以评定施焊单位是否有能力焊出符合《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和产品制造技术条件所要求的焊接接头, 验证施焊单位制订的焊接工艺指导书是否合适。焊接工艺评定是在焊接性试验的基础上进行的生产前工艺验证试验, 应在制订焊接工艺指导书以后, 焊接产品以前进行。作为施焊单位焊接能力的见证。
此台锅炉产品涉及不锈钢材料T P 3 0 4和TP 3 4 7, 而该锅炉厂以前很少涉及此种材料的焊接工艺评定, 所以在设计图纸出来时, 监检员到焊接工艺处重点查找不锈钢材料TP304和TP347以及与其他合金钢的异种钢焊接, 结果证实缺近十个焊接工艺评定。监检员立即通知焊接工艺处, 必须认真对照新图纸补充相应的焊接工艺评定。
3 总结
由此可知, 锅炉制造监督检验员监督制造厂制造生物质锅炉这种新型锅炉的重点是设计图纸、质量计划、材料及其复验和焊接工艺评定。
本文就笔者在制造监督检验工作中发现的问题谈上述意见, 从某种意义上可以反映出生物质锅炉这种新型产品在制造检验工作中的某种缺失, 希望对同行能起到参考借鉴作用。
摘要：以一台75t秸秆生物质锅炉为例, 从监督检验锅炉制造在中发现的实际问题出发, 分析出现问题的原因, 提出相应的整改方法。并汇总了此类锅炉的监督检验重点, 希望能给以后大型的生物质锅炉监督检验提供一定的参考借鉴作用。
关键词：生物质锅炉,检验,设计图纸,质量计划,材料复验,焊接工艺评定
参考文献
[1]蒸汽锅炉安全技术监察规程1999版
[2]TSGZ0004-2007特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求
[3]国质检[2003]194号锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则
[4]JB/T 3375-2002锅炉入厂材料验收规则
[5]ASTM标准:A213/A213M-07
[6]姜述杰, 赵伟英.浅谈秸秆生物质直燃发电技术[J].锅炉制造, 2009 (4)
[7]范树华.生物质直燃锅炉的发展[J].中国特种设备安全, 2008 (2) :49~50
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