循環(huán)流化床鍋爐摻燒解析氣技術(shù)在滄州大化的應(yīng)用

閆艷潔

滄州大化聚海公司水汽車間，河北 滄州 061000

滄州大化聚海公司是以生產(chǎn)TDI（甲苯二異氰酸酯）為主要產(chǎn)品的公司，造氣車間制氣裝置在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生具有一定熱值的解析尾氣，氣量3421Nm3/h（含有一氧化碳25%，氫氣30%左右），解析尾氣去火炬對空排放燃燒，可燃?xì)怏w白白浪費(fèi)。水汽車間的循環(huán)流化床鍋爐解析氣摻燒為節(jié)能減排項(xiàng)目，將造氣車間PSA工序的生產(chǎn)廢氣回收到循環(huán)流化床鍋爐使用。2010年11月6日聚海公司水汽車間A爐投用解析氣成功；2011年5月23日B爐摻燒解析氣成功。循環(huán)流化床鍋爐摻燒煤氣技術(shù)目前已比較成熟，國內(nèi)有多套類似的應(yīng)用實(shí)例，但摻燒解析氣的目前還沒有成功先例。解析氣的成功摻燒使滄州大化集團(tuán)節(jié)能減排技術(shù)提到了一個新的水平。

1 工藝原理

解析氣由造氣車間引入鍋爐界區(qū)后在爐前分成兩支路分別送入鍋爐爐膛左右側(cè)燃燒器進(jìn)行燃燒。

循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時的燃燒室以至整個爐膛溫度均勻（900℃左右），高于解析氣的著火溫度，當(dāng)鍋爐負(fù)荷超過60%且爐膛火焰中心溫度達(dá)900℃左右時，方可投入解析氣運(yùn)行(投運(yùn)順序：床下點(diǎn)火-煤燃燒-升負(fù)荷-投入解析氣）。從而保障了噴入爐膛的解析氣可以馬上燃燒，消除了純粹燃用解析氣的鍋爐一次點(diǎn)火不著時的事故隱患，也消除了燃燒器故障或瞬間停氣帶來的事故隱患。

燃燒器采用兩級點(diǎn)火，先用高能點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃瓦斯氣槍，再由瓦斯氣槍點(diǎn)燃主燒嘴。采用高能點(diǎn)火裝置進(jìn)行點(diǎn)火，為避免點(diǎn)火槍始終在燃燒區(qū)里導(dǎo)致燒壞，配有點(diǎn)火槍電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)（行程400mm），點(diǎn)火結(jié)束后自動將點(diǎn)火槍退出。每臺燃燒器配兩套紫外光火焰檢測器，用于檢測燃燒器火焰狀態(tài)，火焰檢測器將檢測到的火焰狀態(tài)信號送給程控系統(tǒng)，以完成熄火保護(hù)功能。

控制部分直接由DCS遠(yuǎn)程控制?，F(xiàn)場設(shè)備的控制與反饋信號直接進(jìn)DCS系統(tǒng)。進(jìn)行相應(yīng)的點(diǎn)火、開閥、關(guān)閥、吹掃等操作，火焰檢測放大器安裝在設(shè)備間內(nèi)，并引入DCS。閥組包含球閥、蝶閥等。DCS系統(tǒng)可完成燃燒器的手動及自動點(diǎn)火，還可完成鍋爐的保護(hù)功能。

2 操作說明

2.1 鍋爐點(diǎn)火準(zhǔn)備

在燃燒器可投入運(yùn)行之前DCS應(yīng)滿足以下許可條件：

1）火焰檢測器系統(tǒng)正常（冷卻風(fēng)）；2）所有燃燒器閥門關(guān)閉；3）無MFT跳閘信號存在；4）燃?xì)鈮毫M足點(diǎn)火要求；5）點(diǎn)火系統(tǒng)準(zhǔn)備好火焰檢測器無火。當(dāng)以上這些條件都滿足時，才允許運(yùn)行人員點(diǎn)火操作。

2.2 燃燒器點(diǎn)火

首先單側(cè)進(jìn)點(diǎn)火槍，打開點(diǎn)火器，同時開啟瓦斯氣槍快關(guān)閥，瓦斯氣槍被點(diǎn)燃后迅速關(guān)閉點(diǎn)火器，退出點(diǎn)火槍。如在10s內(nèi)瓦斯氣槍未著火，迅速關(guān)閉瓦斯氣槍快關(guān)閥，進(jìn)行置換合格后，方允許進(jìn)行下一次點(diǎn)火，至少間隔五分鐘以上，禁止沒有查明點(diǎn)火失敗原因之前重復(fù)操作。當(dāng)瓦斯氣槍點(diǎn)燃被證實(shí)后（火檢變紅），迅速開啟燃?xì)庵чy，完成相應(yīng)燃燒器的點(diǎn)火，燃燒器即可投入正常運(yùn)行，單側(cè)點(diǎn)燃后用同樣的方法點(diǎn)燃另一側(cè)燃燒器。

2.3 DCS燃料安全系統(tǒng)

1）爐膛吹掃（冷態(tài)情況下）；2）解析器系統(tǒng)跳閘；3）首跳原因顯示；4）火焰檢測E聯(lián)鎖和報警。

3 解析氣摻燒后的節(jié)能減排效果及經(jīng)濟(jì)效益

爐投用前后消耗數(shù)據(jù)對比：

2010年10月10日～18日A爐平均煤耗：

1584.1 /9757.5=0.1623噸煤/噸蒸汽2010年11月6日～12日A爐解吸氣投用后平均煤耗：1230.7/8412.8=0.1463噸煤/噸蒸汽。投用解吸氣后，平均每小時節(jié)省燃煤0.93噸，扣除本月氣溫降低對鍋爐熱效率的影響，投用解吸氣后每小時節(jié)省燃煤約1噸左右。

4 經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效果

鍋爐摻燒后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，噸蒸汽煤耗下降10%。年節(jié)煤量折合標(biāo)煤約為6700多噸；同時因?yàn)闇p少了煤的消耗量，鍋爐的二氧化硫和二氧化碳排放量相應(yīng)減少，鍋爐每年可減少SO2排放133噸， 減少CO2排放15861噸。

循環(huán)流化床鍋爐（B0101A/B）摻燒解析氣成功后，每小時回收解析氣按3421Nm3/h計算的話，相當(dāng)于每小時節(jié)煤1.1噸。兩臺鍋爐總計運(yùn)行時間每年按360天運(yùn)行計算，鍋爐年節(jié)省燃煤9504噸，每年可節(jié)省燃料費(fèi)用475.2萬元左右。

5 裝置存在問題的解決措施

1）解吸氣投用后，解吸氣爐膛出口氣流擾動增加，水冷壁磨損增加，為此車間對兩臺鍋爐衛(wèi)燃帶以上水冷壁進(jìn)行噴涂，防止水冷壁的磨損；

2）解吸氣在輸送過程中產(chǎn)生大量冷凝水，冬季解吸氣管線、設(shè)備（尤其是阻火器）容易發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，影響摻燒系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，車間提技改，解吸氣管線、設(shè)備增加蒸汽伴熱、保溫，以解決凍結(jié)問題；

3）為了進(jìn)一步確定解析氣投用后鍋爐的燃燒情況，車間協(xié)同質(zhì)檢對鍋爐的飛灰及灰渣含碳量每周進(jìn)行化驗(yàn)。使裝置在最佳工況燃燒；

4）根據(jù)A爐解析氣運(yùn)行情況，將B爐解析氣東西兩側(cè)均為雙火檢，單側(cè)2選2火檢顯示滅火時，解析氣聯(lián)鎖停。A爐解析氣也要進(jìn)行改造，確保裝置穩(wěn)定運(yùn)行；

5）因7m平臺為防爆區(qū)，因此B爐解析氣無現(xiàn)場操作柜，直接接入DCS控制。

總之，循環(huán)流化床鍋爐摻燒解析氣技術(shù)，掀開了滄州大化集團(tuán)公司節(jié)能減排的新篇章。

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