淺談熱電聯(lián)產(chǎn)在氯化法鈦白粉項(xiàng)目建設(shè)中的經(jīng)濟(jì)性

呂樂 趙暢

摘要：熱電聯(lián)產(chǎn)具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)等綜合效應(yīng)。改革開放以來，我國熱電聯(lián)產(chǎn)事業(yè)得到了迅速發(fā)展，對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展起了重要作用。大大吸引了新建項(xiàng)目建設(shè)者眼球，在各個(gè)行業(yè)中得到了廣泛運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：氯化法鈦白粉；熱電聯(lián)產(chǎn)；經(jīng)濟(jì)效益

Discussion on the economy of cogeneration of

heat and power in the construction of titanium dioxide by chlorination process

Lü LeZhao Chang

Yunnan Metallurgical Xinli Titanium Industry Co. Ltd.YunnanKunming 650100

Abstract：cogeneration has the comprehensive effects of saving energy，improving environment，improving heat quality，increasing power supply and so on.It has played an important role in promoting the development of national economy and society.It has attracted the attention of the constructors of new construction projects and has been widely used in various industries.

Key words：titanium dioxide by chlorination；cogeneration of heat and electricity；economic benefit

鈦白粉是一種白色顏料，作為一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，由于其化學(xué)性能穩(wěn)定，具有高折射率和理想的粒度分布，因此以其良好的遮蓋力、著色力廣泛應(yīng)用于近年來發(fā)展速度較快的許多領(lǐng)域。

目前，國內(nèi)外普遍采用的鈦白粉工業(yè)生產(chǎn)工藝分為：硫酸法（Sulphlate Process）和氯化法（Chloride Process）兩大類。氯化法是用含鈦的原料，如高鈦渣或人造金紅石或天然金紅石等，與氯氣高溫反應(yīng)生產(chǎn)四氯化鈦，經(jīng)精餾提純，然后再進(jìn)行氣相氧化；在經(jīng)過冷卻后，經(jīng)過氣固分離得到TiO2，再經(jīng)過制漿包膜、壓濾、干燥、汽粉、收塵后得到的TiO2。

氯化法具有氯化、精制、氧化工藝過程連續(xù)，工藝流程短；裝置小，反應(yīng)速度快，生產(chǎn)能力大；各相關(guān)工藝要求可靠性高，自動化程度高；勞動生產(chǎn)率高，能耗低；產(chǎn)品質(zhì)量好。

我公司從德國全流程引進(jìn)了目前世界上較為先進(jìn)的氯化法技術(shù)。其中，整個(gè)氯化法鈦白粉工藝中，用到了不同壓力等級的蒸汽。蒸汽負(fù)荷如下：

鈦白粉廠建設(shè)所在地周圍不能穩(wěn)定的提供上表中的蒸汽，就要新建鍋爐。鍋爐的選型就是很關(guān)鍵的問題，負(fù)荷小了會影響生產(chǎn)，負(fù)荷大了，造成了資源的浪費(fèi)，投資的浪費(fèi)。如何選型呢？根據(jù)用熱負(fù)荷的設(shè)計(jì)值、鍋爐的選型就有幾種選擇方案。第一種是2臺額定蒸發(fā)量60 t/h的鍋爐，一用一備，此方案投資大，造成各個(gè)方面的浪費(fèi)，最不理想。第二種是2臺額定蒸發(fā)量30t/h的鍋爐，2臺都同時(shí)運(yùn)行。此方案看似可行，但隨著市場的調(diào)研和鍋爐行業(yè)的現(xiàn)狀。額定蒸發(fā)量30t/h的循環(huán)流化床鍋爐屬于非標(biāo)鍋爐。市面上雖然有運(yùn)行的，雖然也可以設(shè)計(jì)制造，但是在整個(gè)設(shè)計(jì)制造過程中投入的成本已經(jīng)接近額定蒸發(fā)量35t/h的鍋爐價(jià)格。而且非標(biāo)鍋爐運(yùn)行雖然近幾年也穩(wěn)定，但多多少少仍然存在一些問題。所有經(jīng)過多次論證公司決定了第三種方案新建兩臺額定蒸發(fā)量35t/h的循環(huán)流化床鍋爐，額定蒸汽壓力為： 2.45MPa，蒸汽溫度400℃ 。經(jīng)過公開招標(biāo)我公司選擇了由東方工業(yè)鍋爐集團(tuán)自主研發(fā)的循環(huán)雙流化床鍋爐。

鍋爐主要參數(shù)如下：

一、鍋爐結(jié)構(gòu)特性

（1）名稱：循環(huán)雙流化床鍋爐

（2）型號：SHX352.45/400AH3

（3）參數(shù)：

額定蒸發(fā)量35t/h

額定蒸汽壓力2.45MPa

蒸汽溫度400℃

給水溫度104℃

排煙溫度150℃

鍋爐效率84%

（4）水質(zhì)要求：符合GB121451999中壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

（5）煤質(zhì)：12540～24000KJ/Kg各類煙煤、褐煤；

設(shè)計(jì)代表煤種：II類煙煤

C y：49.6%H y：3.61%O y：4.97%N y：0.83%

S y：1.3%A y：32.75%W y：6.94%V r：34.59%

Q ydw ：19690 KJ/kg

燃煤粒度0～10mm，平均粒徑3mm，小于1mm的細(xì)粉量應(yīng)不小于30%，并且可根據(jù)煤質(zhì)變化調(diào)整燃煤粒度。鍋爐采用爐內(nèi)脫硫保證效率70%。爐內(nèi)脫硫劑采用石灰石，粒徑1～2mm，石灰石的純度90%，鈣硫比2.5。采用氣力輸送，爐前石灰石管路壓力>8000Pa。

（6）鍋爐出口煙氣含塵濃度：16000mg/Nm3（煤的低位發(fā)熱量≥17600KJ/Kg時(shí)）。

（7）鍋爐排渣量質(zhì)量比如下：

主床排渣量∶副床排渣量∶鍋爐出口飛灰量=4∶3∶3。按設(shè)計(jì)代表煤種計(jì)算，在鍋爐100%負(fù)荷時(shí)，主床排渣量770kg/h，副床排渣量590kg/h。

二、基本尺寸

上鍋筒標(biāo)高13000 mm

最高操作層標(biāo)高13700 mm

運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高0.00 mm

鍋爐寬度（兩側(cè)柱中心）5690 mm

鍋爐深度（前后柱中心）14290mm

鍋爐外圍寬度（包括平臺）8990 mm

鍋爐外圍深度（包括平臺）15290 mm

最大運(yùn)輸件重量（空氣預(yù)熱器）～ 10500 kg

最大件尺寸（上鍋筒）～7260 mm

鍋爐水容積（正常水位）19.5m3

鍋爐水容積（水壓試驗(yàn)）26 m3

三、循環(huán)雙流化床鍋爐工作原理

煤由二臺螺旋給煤機(jī)送入主床密相區(qū)，迅速與高溫床料混合后著火燃燒，空氣由高壓主床風(fēng)機(jī)，通過布風(fēng)板上風(fēng)帽使床料流化，部分燃料在床內(nèi)燃燒。高溫?zé)煔鈯A帶大量飛灰離開密相區(qū)進(jìn)入懸浮室。末燃盡的煙氣與飛灰在爐膛（由懸浮室上升段及下降段與燃盡室組成）內(nèi)繼續(xù)燃燒，由于飛灰顆粒很粗，難在爐膛內(nèi)燃燒完全，設(shè)置副床用來燃燒較粗的飛灰。煙氣中飛灰在爐內(nèi)進(jìn)行三級分離，從懸浮室進(jìn)入燃盡室180°轉(zhuǎn)向時(shí)，粗顆粒飛灰首先分離并直接落入副床，離開爐膛燃盡室的煙氣經(jīng)過熱器至對流管，在轉(zhuǎn)向時(shí)較粗的飛灰被分離至對流管下的灰斗中，第三次分離是在對流管后的外置分離器中，較細(xì)的飛灰分離下來，由氣力輸送裝置送至副床燃燒。副床是一低速飛灰床，設(shè)副床來燒飛灰不僅可以將飛灰燃燒得極為完全（含碳量低于1%），還可通過放副床渣，降低爐內(nèi)飛灰濃度與初始排塵濃度，因此較好的解決了循環(huán)流化床鍋爐的磨損問題。

汽源問題已經(jīng)得到?jīng)Q絕，新的問題又出現(xiàn)了。我公司新建2臺35t/h

的循環(huán)雙流化床鍋爐，其中只有16.4 t的蒸汽為過熱蒸汽，其他的都為飽和蒸汽，這樣通過減溫減壓器來使溫度和壓力降低，這樣就會造成能源的浪費(fèi)。公司一直以來都響應(yīng)國家相關(guān)節(jié)能減排的政策。熱電聯(lián)產(chǎn)的構(gòu)想就得到了各個(gè)方面的一致贊同。經(jīng)過和設(shè)計(jì)院反復(fù)交流，最后公司決定新建一臺背壓汽輪發(fā)電機(jī)組。如何選擇汽輪機(jī)組又是一個(gè)難題，機(jī)組的大小完全決定著即將建成的小型電站的經(jīng)濟(jì)性。

按照“以熱定電、熱電聯(lián)產(chǎn)、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境”的技術(shù)原則，結(jié)合公司在建的鍋爐出口蒸汽負(fù)荷分配情況，在充分考慮提高能源利用率和保證熱力設(shè)施安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提下，裝機(jī)方案為：

設(shè)置一臺額定功率1.5MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組。

該方案利用鍋爐出口蒸汽與鈦白裝置生產(chǎn)用汽之間的壓差發(fā)電，供熱可靠性高，不會影響熱用戶的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。即使在汽輪機(jī)發(fā)生事故情況下，鈦白裝置所需的飽和蒸汽可通過在建的處于熱備用狀態(tài)的減壓減溫器來減溫減壓，不影響公司正常生產(chǎn)，更不會造成重大安全事故。

熱電站運(yùn)行穩(wěn)定后主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為：

（1）汽輪機(jī)組總投資：510萬元

（2）每年供熱量為：672966GJ，

（3）年發(fā)電量為8733600kW.h，

（4）每年可多節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤量：3581t/a

四、結(jié)論

按照以熱定電、熱電聯(lián)產(chǎn)、節(jié)約能源、改善環(huán)境的技術(shù)原則，結(jié)合公司氯化法鈦白粉項(xiàng)目的特點(diǎn)，選定技術(shù)先進(jìn)、成熟可靠的主要設(shè)備，完全能夠保證機(jī)組安全運(yùn)行。熱電聯(lián)產(chǎn)既符合國家產(chǎn)業(yè)政策，又有良好的經(jīng)濟(jì)效益，有較強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，值得大力發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家計(jì)委、國家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、國家環(huán)保總局以急計(jì)基礎(chǔ)[2000]1268號文聯(lián)合發(fā)出通知，印發(fā)了《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》.

[2]《鈦白粉應(yīng)用技術(shù)》.