蒸汽余熱鍋爐在某石化項目上的應(yīng)用

李 巖

（黑龍江省冶金設(shè)計規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 工程概況

某化工有限公司是一家以煅燒石油焦生產(chǎn)經(jīng)營為主體的股份制企業(yè)。公司規(guī)劃建設(shè)2×150 kt/a針狀焦原料預(yù)處理裝置、100 kt/a針狀焦聯(lián)合裝置及相應(yīng)公用工程配套設(shè)施。煅燒石油焦在生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?，為利用回轉(zhuǎn)窯尾部燃燒室產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，設(shè)計5+16 t余熱蒸汽鍋爐，共可產(chǎn)生21 t蒸汽供給焦化車間、原料處理車間生產(chǎn)加熱和全廠生活以及冬季供暖用熱。

2 熱力工程

2.1 概述

為利用回轉(zhuǎn)窯尾部燃燒室產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓O(shè)計5+16t余熱蒸汽鍋爐，共可產(chǎn)生21t/h蒸汽。其中焦化車間、原料處理車間生產(chǎn)加熱需中壓蒸汽5.0t/h（P＝3.82 MPa、470℃），其余 16 t/h低壓蒸汽（P＝0.9 MPa、200℃）作為全廠其他用熱設(shè)施的生產(chǎn)和生活使用。

本工程工藝生產(chǎn)和生活需供應(yīng)壓縮空氣、天然氣以及蒸汽等，根據(jù)該項目建設(shè)條件，焦化車間已建有壓縮空氣和天然氣供應(yīng)設(shè)施，能滿足本工程用量要求，因此本工程空壓站、天然氣減壓站不再另建，只建設(shè)余熱鍋爐房（含開工鍋爐和水處理間）以及廠區(qū)熱力管網(wǎng)。

2.2 設(shè)計依據(jù)

本項目熱力工程設(shè)計主要采用如下標(biāo)準(zhǔn)：《鍋爐房設(shè)計規(guī)范》GB 50041－2008；《工業(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB 50019－2015；《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016－2014；《煙囪設(shè)計規(guī)范》GB50051－2013；《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 16297－2012；《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 13271－2014；《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計規(guī)范》GB 50087-2013。

2.3 余熱鍋爐

（1）余熱煙氣條件?；剞D(zhuǎn)窯尾部排出的煙氣溫度較高，為充分利用其余熱節(jié)約能源，在回轉(zhuǎn)窯尾部燃燒室后設(shè)余熱鍋爐一臺。窯尾煙氣的參數(shù)及成份如下：煙氣量：48000～52000 Nm3／h；煙氣溫度（燃燒室煙氣出口）：1000～1100℃；煙氣出口負(fù)壓（燃燒室煙氣出口）：-50～-150 Pa；含塵量：100 g/Nm3；二氧化硫含量 ：212.6 mg／Nm3；NOX 化 合 物 含 量 ：140 ～160 mg/Nm3；煙氣成分 （體積百分比）：CO2，6.9%；H2O，10.0%；O2，8.4%；N2，74.7%。

（2）蒸氣負(fù)荷及供應(yīng)。余熱鍋爐正常運行時，所產(chǎn)蒸汽約21 t/h除供本廠生產(chǎn)生活使用，當(dāng)回轉(zhuǎn)窯停運時，由10 t/h的開工鍋爐向本廠供汽。

（3）軟化水供應(yīng)。工程軟化水用量如下，由新建水處理間的軟化水設(shè)備統(tǒng)一考慮。

燃?xì)忮仩t，10m3/h，余熱鍋爐，21m3/h，煅燒循環(huán)水，4 m3/h，凝水回收，-3～12.14 m3/h，合計，22 m3/h。根據(jù)廠區(qū)軟化水耗量統(tǒng)計表6－3得知：鍋爐系統(tǒng)軟化水用量為18 t/h，鍋爐房化學(xué)水處理設(shè)備的出力按下式計算：

式中：D－水處理設(shè)備出力（t/h）；D1－蒸汽用戶凝結(jié)水損失（t/h）；D2－鍋爐房自用蒸汽凝結(jié)水損失（t/h）；D3－鍋爐排污水損失（t/h）；D4－室外蒸汽管道和凝結(jié)水管道的漏損（t/h）；D5－采暖熱水系統(tǒng)的補給水量（t/h）；D6－水處理系統(tǒng)的自用化學(xué)水量（t/h）；D7－其他用途的化學(xué)水消耗量（t/h）；K－富裕系數(shù)，取K=1.1～1.2；D=1.1×（15.9+2.1+2.1+0.84+2.97+4）=30.6 t/h。故選用超濾全自動軟化水處理設(shè)備一套，處理能力27～32m3/h。

（4）熱力系統(tǒng)確定及設(shè)備選型。根據(jù)廠區(qū)蒸汽用量及廢熱鍋爐產(chǎn)汽量統(tǒng)計表得知：廠區(qū)用蒸汽量夏季 21 t/h（開工時 10 t/h），冬季 21 t/h（開工時10t/h）。其中P＝3.82 MPa的蒸汽5.0 t/h，其余蒸汽壓力為p＝0.9 MPa的蒸汽16 t/h，故新建10+5+16 t蒸汽鍋爐房一座，安裝SZS10-3.82/300-Q（Y）型燃?xì)忮仩t1臺和QC50/1050-5（16）-3.82（0.9）/490（210）型余熱鍋爐 1臺，其中 QC50/1050-5（16）-3.82（0.9）/490（210）型余熱鍋爐全年運行，露天擺放，SZS10-3.82/300-Q（Y）設(shè)置于鍋爐間內(nèi)，僅作為開工爐使用。

鍋爐給水的除氧設(shè)備選用熱力式除氧器1臺，單臺處理量Q=25 t/h。

除氧水泵選用JGGC30-25×5型除氧水泵2臺，1用1備，給水量L=30t/h，水泵揚程H=75 m，水泵電功率N=7.5kW。水泵的動作通過除氧器上高低水位報警聯(lián)鎖除氧水泵給水。

兩臺鍋爐高壓部分共用一套加壓給水系統(tǒng)，選用DG25-50×12高壓給水泵2臺，1用1備，給水量L=25 t/h，水泵揚程H=600 m，水泵電功率N=37 kW，水泵的動作通過鍋筒高低水位報警聯(lián)鎖給水泵給水。

余熱鍋爐低壓部分用一套加壓給水系統(tǒng)，選用JGGC25-30×8低壓給水泵2臺，1用1備，給水量L=25t/h，水泵揚程H=240m，水泵電功率N=37 kW。

軟化水系統(tǒng)設(shè)置 3.6×2.6×2.4水箱一個，4.0×2.8×2.4一個，總有效容積V=45m3，系統(tǒng)凝結(jié)水回收至軟化凝結(jié)水箱。

余熱鍋爐煙氣經(jīng)水浴式除塵器除塵后，達(dá)到排放要求經(jīng)高40煙囪排放至大氣。

鍋爐底部和除塵器的排放，采用干式除灰，用人力車運至堆場，集中外運作其他用途。

3 結(jié)語

（1）不同用途的鍋爐系統(tǒng)，需要根據(jù)煙氣熱回收潛力和應(yīng)用條件及使用壽命要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，合理設(shè)計選擇余熱鍋爐。

（2）應(yīng)根據(jù)實際工程特點選擇合理設(shè)計應(yīng)用方案，發(fā)揮余熱鍋爐節(jié)能潛力。