三廢混燃爐點火及運行工藝的改進

張東坤

三廢混燃爐點火及運行工藝的改進

張東坤

(安徽晉煤中能化工股份有限公司安徽臨泉236400)

安徽晉煤中能化工股份有限公司(以下簡稱中能公司)第1臺三廢混燃爐于2010年安裝投產(chǎn)，蒸汽壓力為5.29 MPa，蒸汽溫度450 ℃，負荷為60 t/h，其中60%的負荷由回收造氣吹風氣、合成廢氣、脫碳廢氣生產(chǎn)，另外40%的負荷由回收造氣爐渣以及造氣煤末生產(chǎn)。為了淘汰落后產(chǎn)能，2012年又拆除2臺35 t/h的鏈條鍋爐，新建了1臺60 t/h的三廢混燃爐。目前，第3臺三廢混燃爐項目已完成項目論證，該項目正在有序推進。中能公司第1臺三廢混燃爐初始點火和運行時存在很多問題，通過實踐和探索，改進了點火及運行方式，目前2臺三廢混燃爐運行情況良好。

1 三廢混燃爐點火、揚火方式改進與節(jié)能

1.1 點火改進措施

三廢混燃爐原設計采用固定床床上木炭點火，但由于三廢混燃爐爐膛面積大，此種點火方式勞動強度大、成功率低、點火時間長，且起火時升溫速率快，不利于延長鍋爐使用壽命。鑒于此，將點火方式改為流化態(tài)床下點火，并自行加工2臺點火器，配2支油槍，單支油槍噴油量450 L/h。由于燃燒的燃料為造氣爐渣和無煙煤末的混煤，其熱值約在11 723.6 kJ/kg，揮發(fā)分含量<5%(質(zhì)量分數(shù))，著火點在600 ℃左右，故三廢混燃爐點火2.5～3.0 h后，料層溫度升至450 ℃，若再將料層溫度升至混煤的燃點550～600 ℃則比較困難，至少需再投油槍2 h，多燒2 t柴油，有時還很難引燃混煤，勉強投煤極易造成床溫達到650 ℃前著火不及時，而當床溫升至850 ℃后發(fā)生爆燃，導致超溫結焦。為了降低點火成本、節(jié)省燃油耗和電耗，同時為了確保點火一次成功，應設法使三廢混燃爐點火升溫2.5～3.0 h后及時引燃混煤至穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。為此，采取了如下措施。

(1) 選擇適當厚的料層。若料層太薄，流化不均；若料層太厚，會增加電耗。中能公司通過實踐，選擇料層靜止厚度在400 mm左右。

(2) 選用適當?shù)娘L量。若風量太大，不利于蓄熱；若風量太小，可能導致流化不均，造成局部結焦。只要底料內(nèi)無明顯可燃物，在點火初始階段，料層溫度在400 ℃以下時，可采取微流化風量，甚至鼓泡狀態(tài)的風量，以利料層蓄熱。當人工拋煤或給煤機投煤時，必須保證料層整體不低于最低流化風量，以防局部結焦。

(3) 采用優(yōu)質(zhì)煙煤引火助燃。在床溫達450 ℃時，打開爐門，維持爐膛負壓在-300 Pa左右，向流化床內(nèi)添加揮發(fā)分在20%(質(zhì)量分數(shù))以上、著火點在400～500 ℃的優(yōu)質(zhì)煙煤或褐煤；當煙煤燃燒將床溫升至600 ℃時，啟動給煤機，及時適量添加混煤，穩(wěn)步控制床溫升至900 ℃左右后退油槍，點火成功。每次點火只需用500 kg煙煤即可節(jié)省柴油2 t和電2 000 kW·h。

1.2 探索保證揚火成功的措施，降低揚火成本

由于三廢混燃爐燃煤熱值低，壓火時間也短，2 h后床溫即降至700 ℃以下，且混煤著火難。運行初始階段，每次壓火超過2 h后揚火必須重新點油槍，揚火猶如開爐點火，成本極高。為了延長壓火時間、提高揚火成功率并降低揚火成本，中能公司采取了以下措施。

(1) 提高壓火料層厚度和床溫。床溫控制在950～980 ℃，料層差壓比正常運行時高0.5～1.0 kPa。

(2) 揚火初期，采用微流化風量；當床溫升至700 ℃后，再保持正常流化風量。

(3) 揚火起動時，一邊用優(yōu)質(zhì)煙煤引火，一邊用給煤機給煤，確保床溫穩(wěn)步上升。

采取以上措施，只要壓火后床溫在500 ℃以上，即可成功揚火，壓火時間可達10 h以上，每次可以節(jié)省柴油2～3 t。

2 優(yōu)化燃燒，降低飛灰殘?zhí)己?/h2>

三廢混燃爐利用流化床鍋爐的燃燒技術，采用吹風氣余熱鍋爐的模式，爐渣摻燒量可達到50%(質(zhì)量分數(shù))以上。摻有約50%(質(zhì)量分數(shù))造氣爐渣的燃料在混燃爐中沸騰流化燃燒，吹風氣、弛放氣從爐膛出口處加入爐膛，由二次風作為配風，煙氣進入組合式除塵器，較粗的顆粒被分離出來后落入下部水封刮板，細灰則隨高溫煙氣進入余熱鍋爐。但由于爐膛標高只有17 m左右，燃燒流程短，燃燒不充分。分離出來的未燃盡顆粒不再循環(huán)參與燃燒，因而飛灰殘?zhí)己科撸袝r達20%(質(zhì)量分數(shù))以上，影響了燃料燃燒效率和鍋爐熱效率。

中能公司第1臺三廢混燃爐運行初期組合除塵器頂部的旋風筒底板總是變形。經(jīng)分析，原因為運行中旋風筒的外部溫度達到950～1 000 ℃，其冷卻工藝是由空氣預熱器出口二次風經(jīng)過旋風筒后再回到爐膛中部二次風環(huán)管，但由于中部二次風環(huán)管主要由另一風管直接從空氣預熱器出口二次風總管供風，造成旋風筒的冷卻風被短路，實際經(jīng)過的風量小。旋風筒的底板變形后，由于組合除塵器內(nèi)煙氣負壓比爐膛的負壓大，故旋風筒自身的冷卻風、中部二次風環(huán)管的風都從旋風筒底部漏入組合除塵器，一方面造成爐膛中部二次風實際風量減小，固體碳顆粒欠氧；另一方面導致旋風筒分離效果降低，三廢混燃爐飛灰殘?zhí)己窟M一步提高。為了降低飛灰殘?zhí)己?，中能公司采取了以下措施?/p>

(1) 適當降低一次風量，提高床溫，盡可能控制床溫在950～980 ℃，保持較小的爐膛出口負壓，使燃煤中的飛灰盡可能在燃燒爐內(nèi)燃燒。

(2) 通過對吹風氣的旋風分離，減少進入三廢混燃爐吹風氣中攜帶的固體顆粒。

(3) 改進組合除塵器頂部的旋風筒冷卻風的工藝，將其冷卻風改為二次空氣預熱器進口的涼風，既降低了風溫，又提高了風壓，并改善了旋風筒的冷卻效果，保證了爐膛中部二次風的正常供給。

(4) 提高混燃爐出口的煙氣溫度，將其控制在950～980 ℃，使飛灰盡可能在組合除塵器前燃盡。如果爐膛出口煙氣溫度偏低，可適當增加弛放氣氣量。

通過采取以上措施，目前三廢混燃爐飛灰殘?zhí)假|(zhì)量分數(shù)降至15%以下。

3 結語

通過實踐和探索，改進點火、揚火方式，改進配風工藝，調(diào)整運行控制方式，目前中能公司2臺三廢混燃爐運行狀況良好。2臺三廢混燃爐回收化工生產(chǎn)中的各種廢氣、廢渣、廢灰，相當于年節(jié)約標準煤60 kt，經(jīng)濟效益為5 000萬元左右，可實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保雙豐收。

2016- 05- 14)