循環(huán)流化床鍋爐馳放氣摻燒設(shè)計(jì)改造

內(nèi)蒙古中煤遠(yuǎn)興能源化工有限公司 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300

1 原始資料及設(shè)計(jì)參數(shù)

1.1 背景及意義 某公司“60萬(wàn)噸/年甲醇項(xiàng)目”投產(chǎn)后產(chǎn)生12000Nm3/h馳放氣。為了充分利用該部分氣體燃料，以達(dá)到節(jié)能減排的目的，公司利用無(wú)錫鍋爐廠生產(chǎn)的2#、3#兩臺(tái)160t/h循環(huán)流化床鍋爐摻燒馳放氣。但是2#、3#爐改造后未能達(dá)到了摻燒馳放氣的預(yù)期目標(biāo)要求，馳放氣摻燒不能滿足設(shè)計(jì)要求，致使在甲醇裝置催化劑末期大量可燃?xì)怏w外排燃燒，浪費(fèi)資源又造成環(huán)境污染。

為解決上述問(wèn)題，進(jìn)一步充分利用富裕能源，為企業(yè)節(jié)能降耗；需要在1#鍋爐上設(shè)計(jì)、研究分析與方案優(yōu)化對(duì)馳放氣輸送、燃燒系統(tǒng)、燃燒器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1.2 燃料輸入熱量計(jì)算

(1)按照燃煤發(fā)熱量計(jì)算：

按改造前在額定工況下進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)，機(jī)組燃煤量為25t/h、設(shè)計(jì)煤種發(fā)熱量為5050kcal/kg，則機(jī)組每小時(shí)輸入熱量為：

其中：Qr為機(jī)組每小時(shí)輸入熱量；q為單位質(zhì)量煤的發(fā)熱量；S為每小時(shí)燃煤量。

代入具體數(shù)據(jù)后，額定負(fù)荷下鍋爐每小時(shí)的輸入熱量為：

(2)按照工質(zhì)吸熱量除以鍋爐熱效率計(jì)算：

由公式：

igr——過(guò)熱器的出口蒸汽焓，kJ/kg；

igs——給水焓，kJ/kg；

ηgl——鍋爐的熱效率；

2 設(shè)計(jì)方案

如圖所示，每臺(tái)鍋爐在左側(cè)墻和右側(cè)墻分別新增兩只燃燒器，一共四只燃燒器，以分散馳放氣燃燒時(shí)的負(fù)荷分布，當(dāng)單臺(tái)鍋爐摻燒馳放氣總量的60%時(shí)，每只燃燒器只承擔(dān)15%總流量，使得燃燒更充分，達(dá)到有效避免燃燒器回火、馳放氣出口結(jié)焦的目的。并且新增燃燒器布置位置為衛(wèi)燃帶頂部以上0.5米處，可使摻燒的煤粉及馳放氣燃燒更充分，通過(guò)減少落灰量緩減落渣管堵塞的問(wèn)題。同時(shí)，由于水冷壁的強(qiáng)烈對(duì)流換熱，可明顯降低馳放氣出口處的溫度，減少低馳放氣出口的結(jié)焦。

燃燒系統(tǒng)的初步方案如圖所示，馳放氣經(jīng)輸送主輸送管到達(dá)鍋爐房后，在現(xiàn)有馳放氣管道上分別引出一根燃?xì)夤芩椭列略龅膬蓚€(gè)馳放氣燃燒器噴嘴中，另外，燃燒空氣從空氣主管道引出后，同樣新增兩路，引入馳放氣燃燒器噴嘴中。為了保證馳放氣熄火保護(hù)，每支新增的燃燒器安裝一個(gè)火焰檢測(cè)器，反饋馳放氣的燃燒情況，避免熄火等事故的發(fā)生。為馳放氣流量調(diào)節(jié)的需要，在每根新增的馳放氣引入管上安裝一個(gè)電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥和一個(gè)流量計(jì)，原有馳放氣輸送管閥門(mén)保持不變，并相應(yīng)的在每根新增空氣引入管上安裝一個(gè)手動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)燃燒所需空氣量。

3 結(jié)論

3.1 節(jié)煤效益 由初步熱力計(jì)算可知，兩臺(tái)鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，單臺(tái)鍋爐(按設(shè)計(jì)耗煤25t/h)可摻燒的比例約6.77%；此時(shí)單臺(tái)鍋爐可節(jié)省設(shè)計(jì)煤種1.69t/h，一年預(yù)計(jì)節(jié)煤24336噸(按兩臺(tái)鍋爐運(yùn)行300天計(jì)算)。

3.2 減排效益 依據(jù)：由《環(huán)境統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》計(jì)算，少燃用1噸煤，可減少煙塵排放量7.5kg，減少硫氧化合物15.2kg，氮氧化物4.5kg，一氧化碳1kg，碳?xì)浠衔?CmHn)0.5kg。

3.3 預(yù)計(jì)改造完成后，可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)鍋爐摻燒馳放氣總量的50%(6000Nm3/h)，短時(shí)間可摻燒馳放氣總量的80%(9600Nm3/h)，兩臺(tái)鍋爐同時(shí)運(yùn)行時(shí)馳放氣的實(shí)現(xiàn)零放散，同時(shí)解決原有燃燒器的在運(yùn)行中的不利因素。