Les chaudières à granulés de biomasse sont-elles respectueuses de l'environnement?
Pratique d'application de la chaudière à granulés de biomasse
Abstrait: La chaudière à suspension à charbon d'origine d'une entreprise a été convertie en une chaudière à biomasse en raison d'une faible efficacité thermique et d'une solution incomplète de poussière, Problèmes de pollution des émissions SO2 et NOx. Cependant, La conversion a été initialement terminée avec un certain nombre de problèmes causés par le dépôt de métaux alcalins, comme une augmentation de la résistance, Consommation d'énergie des ventilateurs à tirage induit, et épuiser la température de la fumée. Pour cette raison, D'autres mesures ont été prises pour installer des charognards de cendres en acier supplémentaires et des préheurs d'air, et pour introduire la conversion de fréquence des ventilateurs. Jusqu'à présent, la chaudière à granulés de biomasse fonctionne de manière stable depuis un an avec de bons résultats. En outre, Le système de chaudière à granulés de biomasse a réalisé le recyclage des eaux usées et des scories.
Maintenant, La pollution de l'air en Chine est inquiète, Surtout le problème de la pollution des PM2.5 a attiré de plus en plus d'attention sociale. Depuis le dioxyde de soufre, oxydes d'azote, composés organiques volatils (Chou) et d'autres gaz nocifs sont les principales sources de pollution des PM2.5, Toutes les grandes villes de Chine ont lancé une série de politiques visant à interdire l'utilisation des chaudières à charbon dans les zones urbaines comme l'une des mesures visant à contrôler les oxydes de soufre et d'azote.
L'entreprise a initialement utilisé un certain type de chaudière à suspension à charbon pour fournir de la vapeur au processus de séchage, Mais comme la chaudière à suspension en eau de charbon n'a pas complètement résolu le problème du contrôle du polluant en soufre et en azote, et la concentration de ses émissions de suie était beaucoup plus élevée que celle du four à chaîne, Couplé aux coûts d'exploitation plus élevés de la chaudière à suspension en eau charbonnière, L'entreprise a finalement décidé de la convertir en une chaudière à biomasse 8T / h, et pour fournir l'activité d'approvisionnement à vapeur de l'entreprise sous la forme d'une opération de fiduciaire. externalisation.
Les travaux de rénovation ont été lancés en août 2011, et les mesures de rénovation spécifiques comprenaient principalement le remplacement de l'équipement de combustion et le réglage de la structure de la fournaise. L'ajustement de la structure de la fournaise est principalement pour les caractéristiques de la teneur élevée volatile du carburant de la biomasse, Augmenter l'espace de combustion secondaire et la proportion de distribution d'air secondaire, et ajout d'une arche de fournaise. En particulier, L'arche avant courte refroidie par eau a été adoptée pour résoudre le problème de la brûlure de la liaison alimentaire en raison de l'inflammabilité de la biomasse. La chaudière à granulés de biomasse modifiée répondait essentiellement aux exigences de la production continue de l'entreprise.
Cependant, Certains problèmes ont été trouvés lors de l'essai de l'essai de la chaudière, comme l'accumulation de cendres et la température d'échappement élevée, Comme indiqué dans le tableau 1. Pour cette raison, D'autres modifications ont été apportées à la chaudière, y compris l'ajout d'un nettoyeur à cendre à balle en acier à la prise de fournaise, un préchauffeur d'air dans le conduit de queue, Recyclage des scories sur les eaux usées, et conversion de fréquence des ventilateurs. Le travail de modernisation a été achevé en septembre 2021, et a été en fonctionnement stable depuis plus de 1 année depuis lors, et a passé l'évaluation de la production propre.
2 Contrôle des émissions de polluants
<2.1.> Émissions de soufre de carbone et d'oxyde d'azote
La chaudière à suspension à eau d'origine utilise toujours le charbon comme carburant, et l'efficacité thermique réelle ne fait que sur 66%, avec des émissions de CO2 élevées. En outre, La température de combustion de la chaudière à suspension du charbon à eau n'est que de 100-200 ℃ inférieure à celle de la chaudière à chaîne au charbon, Et il y a encore des émissions SO2 et NOx élevées.
Le changement des chaudières à granulés de biomasse n'attire pas seulement les émissions de CO2 zéro, mais réduit également davantage la teneur en soufre dans les gaz de combustion en raison de la teneur extrêmement faible en soufre du carburant de la biomasse et de la teneur élevée en métal alcalin dans le carburant, Ainsi, la teneur en SO2 dans les émissions de gaz de combustion est extrêmement faible, seulement 2.86 mg / m3 (État standard), qui est des centaines de fois plus bas que la teneur en soufre dans les gaz de combustion des chaudières à charbon, et peut respecter pleinement les normes d'émission de polluants les plus strictes sans utiliser aucune installation de désulfuration. Les normes d'émission de polluants les plus strictes peuvent être entièrement respectées sans aucune installation de désulfuration.
En outre, La méthode de combustion en deux étapes dans les chaudières à granulés de biomasse rend la température de combustion basse, L'émission thermique NOX est donc fondamentalement négligeable, ce qui réduit également considérablement l'émission de NOx.
<2.2 > Traitement des cendres
Bien que la suspension en eau de charbon soit généralement prétraitée pour l'élimination des cendres, La décharge de scories des chaudières à suspension en eau de charbon est toujours élevée. Pour les chaudières à granulés de biomasse, Bien que théoriquement, il y a peu de cendres, Les émissions de cendres sont encore plus élevées en raison de la grande quantité de sable et de terre dans la matière première collectée, qui n'est pas idéal pour une utilisation directe comme engrais potasse.
Donc, Avant la rénovation de la chaudière, Tous les résidus de cendres ont été confiés au transport externe, qui était coûteux et gaspillé les ressources. Après la rénovation, Un ensemble d'équipements de fabrication de briques a été introduit pour faire des briques creux à partir de scories de cendres, eaux usées, chaux et ciment dans un certain rapport, qui non seulement a résolu le problème des scories de cendres et du traitement des eaux usées, mais a également augmenté les avantages et réalisé le recyclage des déchets “transformer les déchets en trésor”.
<2.3>Recyclage des eaux usées
Les eaux usées sont principalement composées de trois parties. Une partie vient du processus d'adoucissement de l'eau d'alimentation de la chaudière, La deuxième partie vient de l'eau de drainage de la chaudière, Et la troisième partie provient du condensat à haute température de l'usine de production de carton, dont aucun n'a été considéré pour le recyclage avant.
Parmi eux, à l'exception de la troisième partie du condensat à haute température qui est très propre, Les deux premières parties de l'effluent généré sont l'eau faiblement alcaline, Principalement des sels d'ions en calcium et en magnésium, qui n'ont été recyclés que dans le réservoir de neutralisation pour le traitement, puis déchargés avant la rénovation. Après la rénovation, Le processus de fabrication de brique a été recyclé les deux premières parties de l'effluent, Atteindre l'effet idéal des avantages économiques et environnementaux. Tableau 2 montre les émissions de gaz déchets et de scories avant et après la rénovation.
3 Contrôle du dépôt de métaux alcalins
L'une des principales caractéristiques des carburants de biomasse est la teneur élevée des métaux alcalins, qui entrera dans la phase gazeuse du processus de combustion de carburant sous forme de sels de chlorure, etc.. En contact avec la surface de l'échangeur de chaleur, La condensation se produira et finira par adhérer à la surface du tube d'échangeur de chaleur pour former l'accumulation de cendres.
De plus, La réaction avec les oxydes de soufre formera également des dépôts durs de sulfates difficiles à éliminer, surtout dans la zone de surchauffeur à la sortie du fournaise. La présence et la génération continue de dépôts de métaux alcalins affecteront non seulement sérieusement l'efficacité de transfert de chaleur de l'échangeur de chaleur, mais augmentez également la résistance à l'écoulement des concules ou même bloquez le faisceau de tube, entraînant une consommation d'énergie accrue du ventilateur de tir induit, en outre, Les dépôts provoqueront également la corrosion du tube d'échangeur de chaleur .
<3.1> Système de nettoyage des cendres en acier
Afin de résoudre le problème du dépôt de métaux alcalins, Un système de nettoyage de perles en acier a été ajouté au faisceau d'échangeur de chaleur à la sortie de la fournaise. Ce système utilise le vide formé dans la gorge Venturi pour pomper les perles d'acier de la partie inférieure du conduit de queue vers la partie supérieure, puis du haut en bas pour nettoyer la surface de chauffage de la queue, et est défini pour retirer automatiquement les cendres trois fois par jour, qui améliore bien l'efficacité thermique de la chaudière, Économise 300T de charbon standard par an, et prolonge efficacement la durée de vie du surchauffeur.
<3.2>Transformation de l'onduleur du ventilateur de draft induit
Fan de draft induite par la chaudière en haute pression moteur CA existe souvent “grande voiture tirée” phénomène, à certaines occasions même si la marge n'est pas très grande, Mais parce que la chaudière charge les fluctuations, Le moteur ne peut pas suivre le réglage à temps, entraînant une augmentation de la consommation d'énergie du moteur. En particulier, Le dépôt grave de métal alcali augmentera également encore la montée de la résistance à l'écoulement du faisceau de tubes.
Pour cette raison, Lors de la rénovation ultérieure de la chaudière à granulés de biomasse, Un convertisseur de fréquence a été réglé sur le ventilateur de trait induit par la chaudière pour faire changer le volume d'air du ventilateur de brouillon induit avec le changement de chargement de la chaudière. Après avoir adopté le règlement de conversion de fréquence, l'économie d'énergie annuelle était plus que 80,000 kWh en raison de l'économie d'énergie réalisée en ajustant la vitesse du moteur. Lorsque le taux de charge est faible, Le moteur et la vitesse du ventilateur sont également réduits, L'équipement principal et les équipements auxiliaires correspondants tels que les roulements sont moins usés qu'avant, Le cycle de maintenance peut être allongé, et la durée de vie de l'équipement est prolongée.
4 Récupération des déchets de chaleur
<4.1>Ajouter un préchauffeur d'air
Chaudière à granulés de biomasse juste après la transformation, En raison de la zone de transfert de chaudière à suspension à suspension à charbon d'origine ne suffit pas, la température d'échappement est toujours aussi élevée que 240 ℃, Donc, dans le conduit de queue de chaudière pour ajouter un préchauffeur d'air de caloperhes pour réduire la température d'échappement en dessous 150 ℃, l'efficacité de la chaudière a augmenté de 6%. Équivalent à la réduction du dioxyde de soufre 20T, suot 12t, Dioxyde de carbone 2200T.
<4.2>Récupération des condensats à haute température
La vapeur d'eau sort de la chaudière dans la chaîne de production de l'atelier, et se condense en eau propre à haute température de 60 ℃ après avoir pré-chauffé et séché les matières premières. Puisque le système d'origine n'avait pas de dispositif de récupération de condensat, résultant en un gaspillage de ressources de chaleur et d'eau, Cette partie du condensat a été récupérée après la rénovation en 2011, Réduire considérablement les coûts de production.
Puisque le condensat récupéré est très propre, il peut être utilisé comme eau d'alimentation directement dans la chaudière. Le système peut récupérer 35,000 des tonnes de condensats à haute température dans 1 année de fonctionnement. En termes de température du condensat 60 ℃, il est environ 45 ℃ plus haut que l'eau d'alimentation directe, ce qui équivaut à une économie d'énergie de 6,6 × 109kj, équivalent à 220t de charbon standard. en outre, il peut enregistrer directement sur 200,000 Yuan du coût de l'eau du robinet industriel par an.
5 Conclusion et perspectives
Dans le processus de transformation de la chaudière à suspension du charbon d'eau en biomasse chaudière à granulés, Le remplacement de l'équipement de combustion et la transformation de la structure de la fournaise ont été effectués successivement, et des systèmes supplémentaires tels que le nettoyeur à cendre à balle en acier, Un préchauffeur d'air et une récupération de condensats à haute température ont été installés, et la technologie de conversion de fréquence des ventilateurs a été introduite. Jusqu'à présent, Le système de chaudière à granulés de biomasse rénové fonctionne avec succès depuis plus d'un an, réaliser une situation gagnant-gagnant en termes d'avantages économiques et environnementaux. Les effets spécifiques sont les suivants.
(1) Fournissant presque 60,000 des tonnes de vapeur continuellement pour l'entreprise.
(2) Le carburant de la biomasse au lieu du charbon réduit évidemment l'émission de scories inférieures, cendres volantes, SO2 et NOX, et n'atteint aucun émission de CO2, et peut répondre aux exigences des normes d'émission pertinentes des polluants atmosphériques sans définir aucune installation de désulfuration.
(3) Le processus de fabrication de brique introduit permet le recyclage des eaux usées et des scories en même temps.
(4) Le système de nettoyage supplémentaire de cendres à billes en acier et le préchauffeur d'air améliorent considérablement l'efficacité thermique de la chaudière.
(5) La technologie de conversion de fréquence des fans a joué un effet d'économie de puissance évident.
(6) Le mode d'opération d'hébergement de la chaudière rend la ligne de production de l'entreprise entièrement exempte d'une série de problèmes causés par sa propre opération de chaudière, qui vaut la peine de promouvoir.
