江漢油田供暖鍋爐存在的問(wèn)題及解決措施

宋江紅

（中國(guó)石化集團(tuán)江漢石油管理局公共事業(yè)處，湖北 潛江433124）

冬季供暖工作是一項(xiàng)重要的 “暖民工程”，江漢石油管理局每年為此承擔(dān)著高額的能耗成本支出。油田用于居民小區(qū)和辦公區(qū)域冬季供暖的鍋爐房總計(jì)22座，鍋爐44臺(tái)（鏈條式鍋爐37臺(tái)，流化床鍋爐7臺(tái)），總噸位462噸?，F(xiàn)供暖總面積達(dá)395萬(wàn)平方米。每年鍋爐綜合能耗達(dá)9.5萬(wàn)噸標(biāo)煤，占油田三個(gè)社區(qū)全年能耗量的95% 以上，能耗成本占到社區(qū)供暖費(fèi)用總支出的78%。根據(jù)現(xiàn)有環(huán)境進(jìn)行引進(jìn)和技改，對(duì)提高供暖質(zhì)量，降低供暖成本，減少煙氣排放具有重要意義。

1 目前存在的主要問(wèn)題

通過(guò)對(duì)各個(gè)鍋爐房進(jìn)行實(shí)地考察研究，造成供暖能耗較高的主要原因有以下幾個(gè)方面：

1）流化床鍋爐給煤系統(tǒng)運(yùn)行不順暢。

2）鏈條鍋爐熱效率不高，燃煤未能充分燃燒，爐渣含碳量高，存在浪費(fèi)現(xiàn)象。

3）流化床鍋爐燃煤金屬雜質(zhì)（鐵）多，對(duì)粉碎機(jī)、給煤機(jī)損壞嚴(yán)重，進(jìn)入爐膛后，極易造成結(jié)焦。

4）水膜除塵器腐蝕堵塞，污水循環(huán)系統(tǒng)無(wú)法正常的運(yùn)行。

5）鍋爐風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)落后。

6）鍋爐受熱面積灰、結(jié)渣，降低鍋爐熱效率。

7）引風(fēng)機(jī)傳動(dòng)箱冷卻水浪費(fèi)嚴(yán)重。

8）鍋爐燃煤煤質(zhì)差異大，致使燃燒狀態(tài)不平穩(wěn)；環(huán)境溫度變化幅度大，供暖出水溫度在隨環(huán)境溫度調(diào)節(jié)時(shí)與流化床要求平穩(wěn)運(yùn)行的矛盾。

2 提高鍋爐工作效率，降低能耗的措施

1）對(duì)流化床鍋爐的給煤機(jī)進(jìn)行改造。一是縮短給煤機(jī)整體長(zhǎng)度，將給煤機(jī)外殼和絞籠縮短1.2米，前移給煤斗，改煤倉(cāng)與給煤機(jī)垂直接口為斜面接口，減小絞籠的給煤阻力；二是改絞籠輸送為皮帶輸送。通過(guò)實(shí)施以上兩種改造方案，可解決流化床鍋爐給煤系統(tǒng)運(yùn)行不暢的問(wèn)題。

2）安裝分層分行給煤裝置，對(duì)鏈條爐鍋爐煤斗進(jìn)行改造，解決煤燃燒效率低的問(wèn)題，提高鍋爐效率?！胺謱印本褪菍⑷济褐写竺簤K排布在煤層底部、中煤塊在中、最細(xì)小的煤顆粒在上，其節(jié)能機(jī)理是通風(fēng)條件改善、風(fēng)煤混合均勻。“分行”就是將燃煤中大部分的粉煤布置成一個(gè)形似壟狀的“行式”結(jié)構(gòu)，從爐前向爐內(nèi)望去，煤層外表峰谷相間，其上面的展開(kāi)長(zhǎng)度較爐排的實(shí)際寬度增加30%～50%。這樣的布煤結(jié)構(gòu)，一方面可以在單位時(shí)間內(nèi)使更多的燃煤接受爐拱的輻射熱，相當(dāng)于爐排工作面積加大，燃煤燃燒時(shí)間加長(zhǎng)；另一方面由于波谷處的通風(fēng)阻力小，率先引燃起火，并將高溫的火焰和熱流直接傳導(dǎo)及對(duì)流給波峰處的粉煤，隨著波谷處燃燒的逐步加劇，波峰處的粉煤隨之開(kāi)始燃燒，波峰底部較大顆粒燃煤的揮發(fā)分也逐漸析出、引燃，又隨著氣流的累計(jì)膨脹及爐排的不斷運(yùn)動(dòng)，波峰頂部的粉煤逐漸坍塌，形成一個(gè)全爐排上都有人工在撥火的自擾動(dòng)氛圍，激烈燃燒后，火床又趨于平整。

3）加裝電磁鐵。通過(guò)分別在流化床鍋爐碎煤機(jī)進(jìn)口及給煤機(jī)煤倉(cāng)進(jìn)口前各加裝一套電磁鐵系統(tǒng)（電磁鐵工作時(shí)可以吸住原煤中所含的鐵塊，避免鐵塊損壞碎煤機(jī)及給煤機(jī)），解決流化床鍋爐燃煤金屬雜質(zhì)（鐵）多，對(duì)粉碎機(jī)、給煤機(jī)損壞嚴(yán)重，進(jìn)入爐膛后，極易造成結(jié)焦的問(wèn)題。

4）加裝干式除塵器。通過(guò)在流化床鍋爐水膜除塵器前加裝一套干式除塵器，以去除煙氣中的大部分灰分，降低水膜除塵器和污水循環(huán)系統(tǒng)的堵塞頻率。加裝改造后，60% 的煤灰通過(guò)干式除塵器分離排放，剩余40% 的煤灰通過(guò)水膜除塵器二級(jí)除塵，既可以提高除塵效率，又可以降低水膜除塵器和污水循環(huán)系統(tǒng)的堵塞頻率，將以往平均每3天停爐清掏一次的頻率降低為每半個(gè)月清掏一次，能比較好的保證鍋爐運(yùn)行。

改鏈條爐的水膜除塵為水浴除塵。水浴除塵器是一種使含塵氣體在水中進(jìn)行充分水浴作用的除塵器。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)較低，主要由水箱（水池）、進(jìn)氣管、排氣管和噴頭組成。當(dāng)具有一定進(jìn)口速度的含塵氣體經(jīng)進(jìn)氣管后，在噴頭處以較高速度噴出，對(duì)水層產(chǎn)生沖擊作用后，改變了氣體的運(yùn)動(dòng)方向，而塵粒由于慣性則繼續(xù)按原來(lái)方向運(yùn)動(dòng)，其中大部分塵粒與水粘附后便留在水中，稱為沖擊水浴階段。在沖擊水浴作用后，有一部分塵粒仍隨氣體運(yùn)動(dòng)與大量的沖擊水滴和泡沫混合在一起，池內(nèi)形成一拋物線形的水滴和泡沫區(qū)域，含塵氣體在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)一步凈化，稱為淋水浴階段。此時(shí)含塵氣體中的塵粒便被水所捕集，凈化氣體經(jīng)擋水板從排氣管排走。

5）安裝變頻調(diào)速器。通過(guò)在流化床鍋爐的風(fēng)機(jī)控制裝置上引進(jìn)安裝變頻調(diào)速器，可實(shí)現(xiàn)大容量電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電動(dòng)機(jī)故障率，延長(zhǎng)使用壽命，也降低了對(duì)電網(wǎng)的容量要求和無(wú)功損耗。同時(shí)，采用變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速后，可以去掉擋風(fēng)板調(diào)節(jié)裝置，簡(jiǎn)化了設(shè)備，減少了因?yàn)楣摹⒁L(fēng)機(jī)擋風(fēng)板調(diào)節(jié)故障引起的鍋爐停爐次數(shù)。

6）安裝介質(zhì)旋轉(zhuǎn)聲波吹灰器。通過(guò)在鍋爐的省煤器上安裝介質(zhì)旋轉(zhuǎn)聲波吹灰器，提高鍋爐熱效率，解決鍋爐受熱面積灰、結(jié)渣的問(wèn)題。介質(zhì)旋轉(zhuǎn)聲波吹灰器技術(shù)由上世紀(jì)八十年代中期國(guó)外開(kāi)始研制，經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展和改進(jìn)，聲波吹灰器技術(shù)已逐步成熟，主要用于大中型鍋爐。除灰原理為純物理機(jī)制，即將壓縮空氣轉(zhuǎn)換成大功率聲波，當(dāng)受熱面上的積灰受到以一定頻率交替變化的疏密波反復(fù)拉、壓作用時(shí)，因疲勞疏松脫落，隨煙氣流帶走，或在重力作用下，沉落至灰斗排出。聲波吹灰器的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

①利用聲波與灰粒及積灰發(fā)生振動(dòng)和共振，適合松散性積灰。

②吹灰器簡(jiǎn)單可靠，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械，運(yùn)行程序化，維修工作量很少。

③聲波可以達(dá)到其它吹灰器難以達(dá)到的位置，不留死角。

④對(duì)受熱面管壁無(wú)吹損、無(wú)腐蝕，運(yùn)行成本低。

⑤增設(shè)一趟Φ45×3的匯管接至鍋爐房的給水大罐內(nèi)把冷卻水的出口與匯管連通，使冷卻水循環(huán)利用。

⑥合理調(diào)控運(yùn)行參數(shù)，提高鍋爐效率。方案有三，一是采用“摻渣燃燒法”，將鏈條爐的爐渣摻入流化床鍋爐的燃煤中進(jìn)行二次燃燒，不僅有效控制了煤的濕度，既可降低給煤系統(tǒng)的故障率，又確保了燃煤的充分燃燒，提高了鍋爐熱效率；二是調(diào)整流化床鍋爐燃煤的煤種，使用熱值為5000大卡／kg的燃煤，其揮發(fā)性好，燃燒狀況好，可以避免結(jié)焦和熄火現(xiàn)象；三是采用環(huán)境溫控法，調(diào)控鍋爐運(yùn)行負(fù)荷，在室外氣溫超過(guò)10度時(shí)，將鏈條爐爐排速度由300轉(zhuǎn)／分鐘降低至200轉(zhuǎn)／分鐘以下，將流化床給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速由350轉(zhuǎn)／分鐘降低為200轉(zhuǎn)／分鐘，當(dāng)室外氣溫長(zhǎng)時(shí)間高于15度時(shí)，鍋爐停止運(yùn)行。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)以上項(xiàng)目進(jìn)行改造后，節(jié)能降耗效果明顯。一是現(xiàn)用流化床鍋爐給煤系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象頻出，給煤中斷造成停爐。改造后，給煤系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象排除，減少鍋爐重新點(diǎn)火成本，一個(gè)供暖期每臺(tái)可節(jié)約2萬(wàn)余元。同時(shí)，改為皮帶輸送機(jī)給煤后，一個(gè)供暖期每臺(tái)可節(jié)約電費(fèi)0.5萬(wàn)元；二是鏈條鍋爐煤斗改造后，一套10噸鏈條爐每個(gè)供暖期可節(jié)煤82.4噸；三是加裝電磁鐵后，減少碎煤機(jī)、給煤機(jī)故障率，一個(gè)供暖期每臺(tái)鍋爐減少維修費(fèi)用約3萬(wàn)元；四是流化床鍋爐的排氣煙道上增加干式除塵器后，大量去除煙氣中的灰粉，同時(shí)避免文丘里被灰塵堵塞造成停爐，每年減少點(diǎn)爐和清掏維修費(fèi)約6萬(wàn)元；五是鏈條爐改為SYC－10型水浴除塵器后，解決了水膜除塵器腐蝕穿孔，水無(wú)法循環(huán)利用造成水資源浪費(fèi)的問(wèn)題。每個(gè)供暖期（100天）可節(jié)水0.6萬(wàn)方，金額1.2萬(wàn)元；六是采用變頻調(diào)速控制鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)后，可節(jié)電15%～20%，3套流化床鍋爐一個(gè)供暖季可節(jié)電10.8萬(wàn)度；七是介質(zhì)旋轉(zhuǎn)聲波除灰器安裝后，可提高鍋爐熱效率，使鍋爐運(yùn)行達(dá)到原設(shè)計(jì)投運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到節(jié)能降耗，延長(zhǎng)鍋爐壽命的目的。確保鍋爐安全運(yùn)行；八是冷卻水循環(huán)利用后，每天可節(jié)水60方，一個(gè)采暖期將少耗水0.6萬(wàn)方。九是通過(guò)合理調(diào)控運(yùn)行參數(shù)及優(yōu)化操作流程，可實(shí)現(xiàn)年節(jié)煤約4000噸，節(jié)電30萬(wàn)度。

綜上所述，通過(guò)改造大大地降低了鍋爐的能耗，并減少煙塵和S02等污染物排放，提升了供暖質(zhì)量。

［1］劉復(fù)田.工業(yè)鍋爐常用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯編［M］.北京 ：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004：21－56.