某生物質(zhì)電站鍋爐選型對比

姚瑤

摘 要：鍋爐的爐型和參數(shù)直接影響電廠的熱經(jīng)濟(jì)性、安全可靠性和制造成本。本文比較了水冷振動爐和循環(huán)流化床鍋爐的差異，水冷振動爐可有效地解決秸稈灰熔點(diǎn)低產(chǎn)生的結(jié)焦問題，且運(yùn)行費(fèi)用低，廠用電率小，故本工程推薦采用水冷振動爐排爐。本文同時(shí)介紹了目前市場上的生物質(zhì)鍋爐的各種參數(shù)，基于選擇的爐型，推薦選用高溫高壓式水冷振動爐排爐。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)鍋爐；爐型；水冷振動爐排爐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.151

1 概述

1.1 工程概況

本工程位于河南境內(nèi)，現(xiàn)新建1×30MW高溫高壓生物質(zhì)直燃熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。

1.2 生物質(zhì)燃料成分分析

2 鍋爐爐型選擇

目前國內(nèi)生物質(zhì)電站鍋爐有循環(huán)流化床爐、水冷振動爐排爐、鏈條往復(fù)式爐排爐和聯(lián)合爐排爐，應(yīng)用最多的主要是循環(huán)流化床爐和水冷振動爐排爐，因此，本工程就以上兩種主要爐型進(jìn)行介紹和比較。

2.1 循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)

循環(huán)流化床鍋爐采用前墻給料，爐底及前后墻配風(fēng)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)。流化床鍋爐可以處理的燃料類型有木屑、稻殼、樹枝、污泥、秸稈等。采用流化床鍋爐燃燒生物質(zhì)，無需將燃料破碎成粉，只需簡單破碎即可，燃料處理費(fèi)用低，且流化床鍋爐對生物質(zhì)燃料的適應(yīng)性廣，鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣。但由于系統(tǒng)增加了流化風(fēng)機(jī)，運(yùn)行過程中需增加床料，這導(dǎo)致流化床鍋爐的廠用電率及運(yùn)行成本比爐排爐高。

2.2 水冷振動爐排爐特點(diǎn)

水冷振動爐技術(shù)由丹麥BWE公司研發(fā)。目前國內(nèi)的水冷振動爐排爐技術(shù)分為完全引進(jìn)丹麥BWE技術(shù)及在BWE技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)的國產(chǎn)化技術(shù)。國能生物發(fā)電集團(tuán)于2005年正式成立。國能集團(tuán)同德普新源和國家電網(wǎng)攜手，于2006年建造了中國第一座生物質(zhì)發(fā)電廠-山東單縣電廠。北京德普新源供貨的生物質(zhì)鍋爐已在河南、黑龍江、山東、吉林和安徽等省份有多臺投產(chǎn)及并網(wǎng)發(fā)電業(yè)績。國內(nèi)廠家參照BWE技術(shù)，經(jīng)過自己的摸索和實(shí)踐，目前技術(shù)已基本成熟，可靠性大大增加，相關(guān)廠家有上海四方鍋爐廠、無錫華光鍋爐有限公司和北京藍(lán)昆力行生物技術(shù)有限公司等。

振動爐排的主要結(jié)構(gòu)有風(fēng)室、振動機(jī)構(gòu)、水冷壁及支撐件。一次風(fēng)經(jīng)水冷壁上小孔進(jìn)入爐膛，燃料經(jīng)過給料機(jī)后落入爐排前端，隨著爐排的轉(zhuǎn)動依次預(yù)熱、干燥、著火、燃燒和燃盡。振動爐排有水冷卻，可解決爐排片被燒壞及秸稈灰熔點(diǎn)低導(dǎo)致結(jié)焦的問題。水冷振動爐排可燃燒一種秸稈，也可燃燒多種秸稈，但由于秸稈種類不同，輸送及破碎系統(tǒng)應(yīng)分別設(shè)置。水冷振動爐排燃燒穩(wěn)定，鍋爐屬于層燃爐，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。缺點(diǎn)為爐排爐高溫排渣不流暢，污染物排放濃度較高等。

水冷振動爐排爐與循環(huán)流化床爐相比，雖初期投資較大，但對生物質(zhì)燃料適應(yīng)性好，燃燒效率高，運(yùn)行相對穩(wěn)定。水冷振動爐排爐的水冷壁不經(jīng)過床料的沖刷，設(shè)備磨損較輕，檢修維護(hù)工作量少且備品備件費(fèi)用低。從電廠運(yùn)行的角度考慮，水冷振動爐排爐的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于循環(huán)流化床鍋爐。

因此，推薦本工程選用水冷振動爐排鍋爐。

3 鍋爐參數(shù)選擇

蒸汽的初參數(shù)越高，電廠的熱經(jīng)濟(jì)型就越好，但同時(shí)每千瓦造價(jià)也隨之升高。根據(jù)電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，蒸汽參數(shù)每提高一個(gè)等級，機(jī)組的效率約提高1%。另外機(jī)組參數(shù)也會影響輔機(jī)選型，若因提高參數(shù)導(dǎo)致輔機(jī)采用非標(biāo)設(shè)備，相應(yīng)的投資成本會升高，工期延長從而影響整個(gè)項(xiàng)目的收益。

目前國內(nèi)生物質(zhì)鍋爐的參數(shù)有中溫中壓、次高溫次高壓、高溫高壓和高溫超高壓、高溫超高壓帶再熱等幾種參數(shù)。其中中溫中壓機(jī)組已被市場淘汰，次高溫次高壓機(jī)組多為供熱機(jī)組，高溫高壓機(jī)組近幾年來逐漸成為生物質(zhì)電廠的首選，一般為1×30MW純凝發(fā)電機(jī)組配1×130t/h秸稈鍋爐。高溫超高壓鍋爐是以凱迪電力為代表的流化床技術(shù)，后因企業(yè)本身原因推廣緩慢。隨著國家對生物質(zhì)電廠的鼓勵和政策支持，生物質(zhì)循環(huán)流化床鍋爐參數(shù)已可做到高溫超高壓帶一次再熱，亞臨界帶一次再熱。太原鍋爐集團(tuán)有限公司、東方鍋爐廠等生產(chǎn)商都取得了高溫超高壓帶一次再熱的訂貨業(yè)績，東方鍋爐廠已取得亞臨界帶一次再熱生物質(zhì)流化床的訂貨業(yè)績。綜上所述，鑒于本工程推薦爐型為水冷振動爐，振動爐中高溫高壓機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和可靠性較高，故推薦選用高溫高壓式水冷振動爐。

4 結(jié)論

水冷振動爐排有水冷卻，可解決爐排片被燒壞及秸稈灰熔點(diǎn)低導(dǎo)致結(jié)焦的問題。水冷振動爐排可燃燒一種秸稈，也可燃燒多種秸稈，爐排鍋爐屬于層燃爐，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；高溫高壓機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和可靠性較高；故本工程推薦選用高溫高壓式水冷振動爐。