1、基本情況
    廣西賀達(dá)紙業(yè)有限責(zé)任公司有2臺(tái)50t/h煤粉鍋爐，額定工作壓力3.82Mpa．正常生產(chǎn)情況下一用一備，日平均消耗原煤約200噸。近年來(lái)，由于燃煤供應(yīng)緊張，價(jià)格不斷攀升，對(duì)公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)較大的壓力，如何緩解燃煤價(jià)格上漲對(duì)生產(chǎn)成本的負(fù)面影響，成為公司急需解決的問(wèn)題。
    公司每年制漿需要消耗剝皮木材原料約30萬(wàn)立方。從2004年起，因木材市場(chǎng)供應(yīng)日趨緊張，公司采購(gòu)的帶皮木材不斷增加，這些帶皮木材需要在廠內(nèi)剝好皮后才能投入生產(chǎn)。2007年全年進(jìn)入廠內(nèi)的帶皮木材剝出的樹(shù)皮量達(dá)到13700噸（干度65%），加上備料車(chē)間木頭削片篩選出來(lái)的木屑有5000噸（干度65%）左右，合計(jì)約18700噸。2008年因帶皮木材的采購(gòu)量進(jìn)一步增加，樹(shù)皮和木屑總量估計(jì)可達(dá)到2萬(wàn)噸。
    隨著企業(yè)的發(fā)展，這些固體廢棄物的產(chǎn)生量幾乎同步增長(zhǎng)，如將其堆存或填埋，不僅占用大量土地，而且還可能造成二次污染。如何充分利用好上述這些可燃的固體生物廢棄物，比如利用其可燃的特性進(jìn)行燃燒發(fā)電，使之變廢為寶，如此一來(lái)可減少公司燃煤用量，緩解燃煤價(jià)格上漲給公司效益帶來(lái)的壓力，也是公司降低生產(chǎn)成本的一條有效途徑。同時(shí)，燃煤用量的降低，可相應(yīng)減少二氧化硫和煙塵排放量，減輕環(huán)保壓力，倘若項(xiàng)目能改造成功，將同時(shí)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
2、樹(shù)皮與木屑的燃燒特性
    公司技術(shù)中心對(duì)剝下的樹(shù)皮及各類(lèi)木質(zhì)碎屑的燃燒特性進(jìn)行調(diào)研，采拾不同的樹(shù)種板皮碎屑進(jìn)行氧彈發(fā)熱量檢測(cè)。
    綜合分析得知，在可燃燒干度為65%的樹(shù)皮和木屑，其平均發(fā)熱量約為2800kcal/kg，折成熱值7000kcal/kg(千卡，千克)的標(biāo)煤，則1千克樹(shù)皮與木屑的發(fā)熱量與0.4千克標(biāo)煤熱值相當(dāng)，具有非常高的利用價(jià)值。
3、鍋爐主體改造設(shè)計(jì)思路
    經(jīng)過(guò)技術(shù)考察和調(diào)研論證，針對(duì)公司的實(shí)際情況，把1#50t/h煤粉爐改造成往復(fù)爐排與煤粉復(fù)合燃燒鍋爐是一個(gè)既節(jié)省投資又可在最短時(shí)間內(nèi)完成改造投入生產(chǎn)的方案。復(fù)合燃燒鍋爐可以單獨(dú)燒煤粉，也可以單獨(dú)燒樹(shù)皮、木屑或煤粉、樹(shù)皮、木屑混合燃燒，優(yōu)先使用樹(shù)皮、木屑，以節(jié)約燃煤，降低生產(chǎn)成本，富通新能源銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    把1#50t/h煤粉爐改造成往復(fù)爐排與煤粉復(fù)合燃燒鍋爐，主要是改造煤粉爐的下部爐膛結(jié)構(gòu)，有兩個(gè)方案可供選擇。
    3.1  方案一：增加前置往復(fù)爐膛
    原有鍋爐的爐膛上部、過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器保持不變，在爐膛下部增加前置爐膛及往復(fù)爐排以利燃燒樹(shù)皮、木屑，增加刮板排渣機(jī)以便排出樹(shù)皮灰。原煤粉燃燒器和煤灰水沖洗系統(tǒng)保持不變。
    改造爐膛下部水冷壁，增加后拱管及集箱，以適應(yīng)布置前置爐膛及爐排的布置。
    由于布置前置爐膛，原來(lái)的集中下降管與前置爐膛相碰，集中下降管的分?jǐn)?shù)下降管亦要改造。前置爐膛與原爐膛墻距離約5米左右。
    3.2方案二：把煤粉爐改造成往復(fù)爐排與煤粉復(fù)合燃燒鍋爐
    原有鍋爐的爐膛上部、過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器保持不變，在爐膛下部增加往復(fù)爐排，增加刮板出渣機(jī)以便排出樹(shù)皮灰和煤灰。原煤粉燃燒器保持不變，取消煤灰水沖洗系統(tǒng)。
    前水冷壁下部和集中下降管的分?jǐn)?shù)下降管需要改造．但前水冷壁的面積保持不變。
    經(jīng)多方論證比較，方案二優(yōu)勢(shì)比較明顯，最終我們采用方案二進(jìn)行改造。
4、鍋爐主體改造方案介紹
    公司1#50t/h鍋爐由原無(wú)錫鍋爐廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)。為四角切向燃燒煤粉鍋爐，Ⅱ型布置，爐膛為懸吊式全膜式壁結(jié)構(gòu)，爐膛下部設(shè)有冷灰斗，采用水力沖渣。煙氣出爐膛后，依次對(duì)過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器作沖刷換熱。上鍋筒中心標(biāo)高22500mm,在鍋爐前部，由上鍋簡(jiǎn)引出四根∮273集中下降管，下降管間距為1600mm。每根集中下降管各引出六根∮108分散下降管，對(duì)前后左右下集箱進(jìn)行供水。在尾部豎井，布置有省煤器、空氣預(yù)熱器。空氣預(yù)熱器分四級(jí)布置，當(dāng)鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，熱風(fēng)溫度為360℃，出口處風(fēng)壓約3000Pa．當(dāng)鍋爐負(fù)荷為35噸/小時(shí)時(shí)，熱風(fēng)溫度為280℃~300℃，出口處風(fēng)壓約2000Pa。
    為燃用生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢木料，經(jīng)多次調(diào)研考查，決定將水力沖渣設(shè)備拆除．在爐膛下部0.000平面之上安裝往復(fù)爐排燃燒裝置，在鍋爐低負(fù)荷時(shí)，采取煤粉、廢木料混燃方式，將廢木料利用。
    廢木料由皮帶輸送至11000mm運(yùn)轉(zhuǎn)層入料口．通過(guò)自重落在往復(fù)爐排前端料倉(cāng)．由料倉(cāng)內(nèi)液壓推板推人爐膛燃燒，料層厚度為300mm。煤渣及料渣由往復(fù)爐排推人尾部刮板出渣機(jī)，自爐排左側(cè)拉出后由汽車(chē)?yán)�至渣�?chǎng)堆放。往復(fù)爐排由液壓推動(dòng)裝置推動(dòng)，液壓缸共10組，通過(guò)液壓泵站進(jìn)行控制調(diào)整。廢木料燃燒所需空氣．由兩側(cè)風(fēng)道自第三級(jí)空預(yù)熱器出口處引出，如此風(fēng)壓較高，風(fēng)溫較低，利于調(diào)節(jié)風(fēng)量分配，改善爐排工作條件。往復(fù)爐排寬3400mm、長(zhǎng)約8000mm．分左右兩組，布置成14°傾角：采用RTS16中硅耐熱鑄鐵爐排片，確保爐排片工作安全可靠。
    重新制作部分膜式壁。將前集箱移至標(biāo)高3900mm處，與新膜式壁構(gòu)成前拱，前拱敷衛(wèi)燃帶，以強(qiáng)化廢木料的預(yù)熱：在后集箱下部至爐排尾端，砌筑后拱以提高燃燒溫度．促進(jìn)廢木料燃盡。對(duì)集中及分散下降管進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)改造，以便于布置燃燒裝置。
    對(duì)電控柜進(jìn)行小改造，增設(shè)液壓推動(dòng)裝置及出渣機(jī)手動(dòng)控制，液壓推動(dòng)裝置與出渣機(jī)連鎖，使出渣機(jī)能先開(kāi)后停；液壓推動(dòng)裝置、出渣機(jī)與主機(jī)連鎖，當(dāng)鍋爐停止運(yùn)行時(shí)，能自動(dòng)停運(yùn)。
    熱風(fēng)由爐排兩側(cè)分段送人爐排下．各段風(fēng)管均設(shè)置調(diào)節(jié)門(mén)，以調(diào)節(jié)煤粉、廢木料的空氣分配，使?fàn)t排下配風(fēng)均勻。兩側(cè)風(fēng)道均設(shè)置有風(fēng)壓表、溫度表，以利于運(yùn)行中調(diào)整。風(fēng)壓傳送到操作間表盤(pán)上顯示．通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)手動(dòng)控制風(fēng)門(mén)開(kāi)度：風(fēng)溫由現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)顯示。兩側(cè)風(fēng)道采用4mm碳鋼板制作．流通截面積約為0.64m2，風(fēng)道中心標(biāo)高約+4.500m．以便留出爐排檢修空間。爐排下積灰定期清理，采用水力由前向后沖至尾部風(fēng)室后清出。爐排面上灰燼輸送到尾端后，由刮板出渣機(jī)排出。
    爐膛下部前水冷壁布置一個(gè)熱電偶測(cè)點(diǎn)．爐溫傳送到操作間表盤(pán)。爐膛下部布置4個(gè)爐門(mén)，兩側(cè)墻各布置1個(gè)，后墻布置2個(gè)。后墻中間安裝1個(gè)視鏡和1個(gè)攝像頭，料倉(cāng)入口安裝1個(gè)攝像頭。2個(gè)攝像頭共用1個(gè)17寸液晶顯示器，顯示器安裝在操作室，便于操作人員監(jiān)視操作。
5、改造過(guò)程的思路及方法
    與全新實(shí)施的項(xiàng)目不同，本次技術(shù)改造是在原有設(shè)備、廠房的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。公司目前有2臺(tái)鍋爐，但鍋爐有周期維修的特性，一般是單臺(tái)鍋爐運(yùn)行1個(gè)月左右即要進(jìn)行轉(zhuǎn)爐維護(hù)，因此鍋爐主體改造的時(shí)間最多不超過(guò)1個(gè)月�？紤]到舊設(shè)備的改造及新增設(shè)備的安裝均受場(chǎng)地及時(shí)間的限制．新系統(tǒng)調(diào)試亦需時(shí)同，為不影響公司的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，公司決定采用一邊生產(chǎn)一邊改造的方法來(lái)完成本次技術(shù)改造。改造過(guò)程采用先外圍、后內(nèi)部；先輔助設(shè)施、后鍋爐主體工程。即對(duì)不影響日常生產(chǎn)的外圍設(shè)施先施工，如建設(shè)樹(shù)皮木屑堆料場(chǎng)，安裝對(duì)長(zhǎng)條樹(shù)皮進(jìn)行粉碎切短的鼓式削片機(jī)．制作安裝輸送樹(shù)皮木屑的皮帶輸送機(jī)等，待輔助設(shè)施施工完畢，才對(duì)鍋爐主體進(jìn)行改造，最終完成生產(chǎn)調(diào)試并投入使用，這樣就不會(huì)影響公司的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。
6、經(jīng)濟(jì)效益
     公司1#鍋爐于2008年11月中旬改造完畢．經(jīng)調(diào)試投入試生產(chǎn)，至2009年1月底．改造后的1#往復(fù)爐排與煤粉復(fù)合燃燒鍋爐運(yùn)行正常，日消耗樹(shù)皮木屑約220噸，日均投煤量由改造前的200噸下降到約70噸，生產(chǎn)中壓蒸汽（額定工作壓力3,82Mpa)約35t/h，完全滿足公司制漿生產(chǎn)線的要求。
    從2008年起，因木材市場(chǎng)的變化，公司帶皮按木采購(gòu)量比例將提高到75%，不帶皮雜木量則很少。帶皮桉木數(shù)量為109681濕t，帶皮雜木98579濕t．合計(jì)208260濕t。樹(shù)皮平均含量按13%,計(jì)，樹(shù)皮平均干度按40%計(jì)．則有絕干樹(shù)皮208260x13%x40%=10829.5t。折算成可燃燒干度65%．則有10829.5÷65%=16660t。加上備料車(chē)間木頭削片篩選出來(lái)的木屑每年有5000噸(干度65%)左右。樹(shù)皮和木屑合計(jì)有21660噸。
    在可燃燒干度為65010的樹(shù)皮和木屑．其平均發(fā)熱量約為2800kcal/kg，公司所用原煤的發(fā)熱量為5000kcal/kg左右，21660噸樹(shù)皮和木屑相當(dāng)于21660x2800÷5000=12130噸原煤，即每年可節(jié)約1.2萬(wàn)噸發(fā)熱量為5000kcal/kg的原煤，占全廠年用原煤量7萬(wàn)噸的17.1%。
7、結(jié)論和建議
    本項(xiàng)目利用紙漿廠木頭原料剝皮削片產(chǎn)生的固體生物廢料．經(jīng)改造鍋爐后取代部分原煤燃燒產(chǎn)生蒸汽發(fā)電．既處理了同體廢渣，又節(jié)約了原煤，同時(shí)減少鍋爐煙囪二氧化硫和煙塵排放量，符合國(guó)家有關(guān)節(jié)能減排政策，經(jīng)公司實(shí)施運(yùn)行后表明，在技術(shù)上可行，在經(jīng)濟(jì)上有效益。公司注重制漿造紙廢棄物的利用，把清潔生產(chǎn)、資源綜合利用和可持續(xù)發(fā)展結(jié)合一體，使公司逐步步入良性發(fā)展，為相關(guān)企業(yè)起到借鑒的作用。