蔗渣爐蔗渣壓筒對鍋爐運(yùn)行的影響

陳渭靖

（廣西來賓東糖遷江有限公司，廣西來賓546103）

蔗渣爐蔗渣壓筒對鍋爐運(yùn)行的影響

陳渭靖

（廣西來賓東糖遷江有限公司，廣西來賓546103）

針對制糖行業(yè)以甘蔗渣為燃料的蔗渣爐，冷風(fēng)伴隨著甘蔗渣直接進(jìn)入爐膛對鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的影響，其使得鍋爐排煙溫度高，不利于節(jié)能降耗還會對生產(chǎn)安全造成隱患。利用甘蔗渣壓筒方式堵住冷風(fēng)口是目前防止冷風(fēng)從落筒直接進(jìn)入爐膛最為有效的方法，文章提出利用蔗渣落筒料位自控保證落筒內(nèi)料位的高度，以達(dá)到防止冷風(fēng)進(jìn)入爐膛的目的。

蔗渣爐；排煙溫度；壓筒；料位自控

0 引言

甘蔗渣是甘蔗制糖工業(yè)主要附屬產(chǎn)品，是寶貴的再生能源，是一種潔凈能源，以綠色煤炭而著稱。其作為鍋爐燃料，具有節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的社會效益，為緩解一次能源（煤炭）供應(yīng)日趨緊張起重大作用。廣西來賓東糖遷江有限公司是一個(gè)日處理原料蔗15000噸，可年處理原料蔗約250萬噸，產(chǎn)機(jī)制糖約30萬噸，是我國目前最大制糖規(guī)模的甘蔗制糖企業(yè)之一。蔗渣爐排煙溫度高及甘蔗渣的不完全燃燒是鍋爐熱能損失的主要原因，降低鍋爐排煙溫度對提高蔗渣爐效能對節(jié)能降耗以及環(huán)保都有著重要意義。

1 蔗渣爐存在問題分析

1.1 蔗渣爐

圖1 蔗渣爐風(fēng)向簡圖

蔗渣爐燃燒所需的氧量主要由熱風(fēng)提供。蔗渣爐風(fēng)向簡圖如圖1所示。鼓風(fēng)機(jī)把常溫空氣（冷風(fēng)）經(jīng)下、上級空預(yù)器利用煙氣對流加熱，二次加熱至320℃左右（熱風(fēng)），經(jīng)爐排底風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)進(jìn)入爐膛。爐排底風(fēng)將散落在爐排上的大顆粒蔗渣再次吹起烘干并燃燒直至燃盡，使蔗渣更能充分燃燒。進(jìn)入爐膛的蔗渣糠帶有42%左右的水份，蔗渣糠容易結(jié)團(tuán)、下沉不利于燃燒，二次風(fēng)主要作用是把經(jīng)由蔗渣落筒、喂料器的蔗渣糠噴起，懸浮于爐膛中利于燃燒。三次風(fēng)主要起調(diào)節(jié)風(fēng)作用，使蔗渣糠與空氣混合更加均勻，更加有利于蔗渣糠的充分燃燒。引風(fēng)是將爐膛內(nèi)煙氣以及已燃燒的蔗渣灰吸出爐膛。蔗渣爐爐膛溫度約為700℃，排出的煙氣仍有較高的溫度，可利用對流換熱方式。

1.2 冷風(fēng)進(jìn)入爐膛對鍋爐燃燒的影響

影響鍋爐熱效率的主要因素是排煙損失和不完全燃燒損失。鍋爐的能量損失也主要有排煙熱損失和蔗渣糠不完全燃燒損失等幾個(gè)方面組成。排煙溫度是影響鍋爐排煙損失的主要因素。排煙損失對鍋爐熱效應(yīng)最大，為5%～8%，占鍋爐熱損失的60%～70%。

一般情況下，排煙溫度每升高10℃，相應(yīng)多耗15%左右標(biāo)煤。

根據(jù)鍋爐實(shí)際運(yùn)行記錄可知，冷風(fēng)直接進(jìn)入爐膛是造成排煙溫度高的一個(gè)重要因素。鍋爐運(yùn)行爐膛壓力一般要求在0～50Pa之間，但因蔗渣的顆粒極不均勻，并且蔗渣纖維之間有很大的粘連性，使得蔗渣在通過噴渣風(fēng)送入爐膛時(shí)并不能很均勻播灑在爐膛內(nèi)，而是形成很多的大小不同的蔗渣團(tuán)。當(dāng)這些大小不同的蔗渣團(tuán)進(jìn)入爐膛后，容易產(chǎn)生爆燃。蔗渣團(tuán)的爆燃會產(chǎn)生較高的壓力，使得爐膛壓力值產(chǎn)生較大的波動，因此在鍋爐實(shí)際運(yùn)行中被迫采用了較高的負(fù)壓，一般控制在-100～50Pa之間。

當(dāng)鍋爐在負(fù)壓狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，就會有冷風(fēng)漏進(jìn)爐膛。從鍋爐實(shí)際運(yùn)行工況可知，伴隨著蔗渣糠經(jīng)由蔗渣落筒、喂料器一起進(jìn)入爐膛的冷風(fēng)是鍋爐漏風(fēng)的主要方式。

甘蔗渣必須加熱到一定的溫度才能著火，著火溫度與其自身水分含量相關(guān)，水分越高，著火溫度隨之升高。進(jìn)入爐膛的冷風(fēng)帶走爐膛內(nèi)大量熱能，降低了爐膛溫度，不利于甘蔗渣的水分蒸發(fā)，且甘蔗渣著火溫度的提高，不利于甘蔗渣的充分燃燒。更為主要的是，不受控的冷風(fēng)直接進(jìn)入爐膛打破了爐膛內(nèi)配風(fēng)，使鍋爐的燃燒中心發(fā)生變化，不利于充分燃燒及水冷壁管的換熱。同時(shí)因燃燒不穩(wěn)定，有時(shí)爐膛壓力將達(dá)到100Pa的正壓燃燒，受蔗渣團(tuán)燃燒特性的影響出現(xiàn)爆燃，大量未完全燃燒的蔗渣糠從蔗渣落筒噴出，有時(shí)還伴隨著火焰，生產(chǎn)安全隱患較大，噴出的蔗渣灰形成了嚴(yán)重的環(huán)境衛(wèi)生問題。

圖2 蔗渣爐蔗渣壓筒自控圖

2 技改思路

經(jīng)研究分析可知，一臺75t/h的蔗渣爐每小時(shí)需從1.25m/s運(yùn)行的蔗渣帶取渣26t左右，要想防止冷風(fēng)從蔗渣落筒直接進(jìn)入爐膛的唯一可行性的措施就是在不影響蔗渣爐喂料的情況下，用甘蔗渣堵住落筒。但蔗渣落筒內(nèi)的蔗渣必須維持在一個(gè)較穩(wěn)定的高度，既要在保障鍋爐燃燒的喂料需求下堵住冷風(fēng)進(jìn)入爐膛，也不能因落筒滿筒堵塞運(yùn)行的蔗渣帶，造成生產(chǎn)事故。

根據(jù)以上情況，需監(jiān)測到落筒內(nèi)甘蔗渣的高度才能有效實(shí)現(xiàn)甘蔗渣壓筒，防止冷風(fēng)直接進(jìn)入爐膛，蔗渣爐蔗渣壓筒自控圖如圖2所示。同時(shí)能實(shí)現(xiàn)甘蔗渣壓筒自動調(diào)節(jié)則更為有效，取渣執(zhí)行器將根據(jù)蔗渣筒內(nèi)蔗渣料位的高度自動調(diào)節(jié)取渣板的開度，壓筒料位控制框圖，如圖3所示。

圖3 壓筒料位控制框圖

3 自控前后對比情況

蔗渣爐壓筒料位監(jiān)控和鍋爐喂料自動控制，DCS監(jiān)控畫面圖如圖4所示。未實(shí)現(xiàn)自控前，給渣執(zhí)行器只是按照開到某一開度，自控后給渣執(zhí)行器根據(jù)落筒料位高度自動調(diào)節(jié)執(zhí)行器開度。自動控制前后曲線對比圖，如圖5所示。

圖4 DCS監(jiān)控畫面

4 使用效果

圖5 自動控制前后曲線對比圖

表1 5#蔗渣爐排煙溫度前后對比表（單位：℃）

表2 6#蔗渣爐排煙溫度前后對比表（單位：℃）

表3 7#蔗渣爐排煙溫度前后對比表（單位：℃）

查看歷史報(bào)表蔗渣爐自動壓筒喂料系統(tǒng)使用一個(gè)榨季，得3臺蔗渣爐排煙溫度對比表（見表1～表3）。

由表1～表3可知，排煙溫度在成功實(shí)現(xiàn)蔗渣壓筒防止冷風(fēng)直接進(jìn)入爐膛后，蔗渣爐的排煙溫度有了明顯的降低，約20℃。

表4 蔗渣爐能耗對比表

從蔗渣爐能耗對比表（見表4）可以看出，在這兩個(gè)榨季甘蔗榨量相近的情況下，蔗渣的燃燒量降低約6萬噸，蔗渣打包量增加約5萬噸，打包率提高約3.23%，標(biāo)煤耗降低約0.47%。

查看歷史報(bào)表，對比壓筒前后引風(fēng)機(jī)電流情況（見圖6～8）。

圖6 5#蔗渣爐系統(tǒng)使用前后同風(fēng)門開度電流對比圖

圖7 6#蔗渣爐系統(tǒng)使用前后同風(fēng)門開度電流對比圖

圖8 7#蔗渣爐系統(tǒng)使用前后同風(fēng)門開度電流對比圖

從以上3臺鍋爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)電流可知，三臺風(fēng)機(jī)總降電流16A，榨季按120天算，由公式402245kw·h。每度電按0.5元算，估計(jì)效益值20萬元。

計(jì)算核查：經(jīng)查看報(bào)表動力間在供氣量與去年基本一致情況下（2011年2月28日統(tǒng)計(jì)），總電能由13261070 kw·h降至12753670 kw·h，共降電能507400 kw·h。

由每臺爐理論蔗渣量與電機(jī)轉(zhuǎn)速線形圖（見圖5）可知：壓筒前，800r/min下料量為8.5t/h，三臺爐11個(gè)落筒下料按80%效率算，共耗渣8.5×11×0.8=74.8 t/h。壓筒后，平均轉(zhuǎn)速為380r/min，下料量為5 t/h，共耗渣5×11=55 t/h，一天共節(jié)約蔗渣量為（74.8-55）× 24=475t。

5 結(jié)束語

利用蔗渣壓筒防止冷風(fēng)直接進(jìn)入爐膛的措施，有效地降低了蔗渣爐的排煙溫度，降低了標(biāo)煤耗，提高了蔗渣的打包率，對甘蔗制糖行業(yè)節(jié)能降耗有積極的影響。同時(shí)，防止冷風(fēng)直接進(jìn)入爐膛也減少了引風(fēng)機(jī)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的電流值，減少電機(jī)的電能損耗。

TS243

B

2095-820X（2016）06-05

2016-10-04