改進三廢混燃爐點火及運行工藝

宋竹根

(安徽晉煤中能化工股份有限公司 安徽臨泉236400)

改進三廢混燃爐點火及運行工藝

宋竹根

(安徽晉煤中能化工股份有限公司 安徽臨泉236400)

安徽晉煤中能化工股份有限公司(以下簡稱中能公司)第1臺由臨沂正大研究所設計的三廢混燃爐于2010年安裝投產。該三廢混燃爐蒸汽壓力為5.29MPa、蒸汽溫度450℃、負荷為60t/h，其中60%的負荷由回收造氣吹風氣、合成廢氣、脫碳廢氣生產，另外40%的負荷由回收造氣爐渣、造氣煤末生產。為淘汰落后產能，中能公司于2012年又拆除2臺35t/h的鏈條鍋爐，新增了1臺60t/h的三廢混燃爐。鑒于中能公司第1臺三廢混燃爐初始點火和運行初期存在較多問題，通過實踐探索，改進了三廢混燃爐點火和運行方法，目前2臺三廢混燃爐運行良好。

1 點火、揚火方法改進與節能

1.1 點火改進措施

三廢混燃爐原設計大多采用固定層床上木炭點火方法。由于三廢混燃爐燃燒爐爐膛面積大，此種點火方法勞動強度大、成功率低、點火時間長，且起火時燃料升溫速率快，不利于延長鍋爐使用壽命，故將點火改成流化態床下點火，自行加工2臺點火器，配2支油槍，每支油槍噴油量450L/h。由于燃燒的燃料為造氣爐渣和無煙煤末的混合物，熱值在11723kJ/kg左右，其中揮發分質量分數＜5%，著火點溫度在600℃左右，點火后2.5～3.0h料層溫度即可升至450℃，但進一步將燃料料層溫度升至混合燃料的燃點(550～600℃)比較困難，至少還需要2支油槍再投噴油2h，多消耗2t柴油，有時還很難引燃三廢混燃爐混合燃料，勉強投煤極易造成床溫在650℃前著火不及時;而床溫升至850℃后，會發生爆燃，導致超溫結焦。為了降低燃油、電耗和確保點火一次成功，應使三廢混燃爐點火升溫2.5～3.0h后及時引燃混合燃料并達到穩定燃燒狀態。為此，采取以下措施:

(1)選擇適當厚的料層。料層太薄，流化不均;料層太厚，增加電耗。通過實踐，選擇燃燒料層靜止厚度在400mm左右。

(2)選用適當的風量。風量太大，不利于蓄熱;風量太小，可能導致流化不均，造成燃燒料層局部結焦。在點火初始階段，只要底料中無明顯可燃物，料層溫度400℃以下時可采取微流化風量，甚至鼓泡狀態的風量，以利料層蓄熱。人工拋煤或給煤機投煤時，必須保證進入料層的流化風整體不低于最低流化風量，以防燃燒料層局部結焦。

(3)采用優質煙煤引火助燃。爐膛負壓維持在－300Pa左右，在床溫達450℃時打開爐門，向流化的床料內添加揮發分質量分數在20%以上、著火點在400～500℃的優質煙煤或褐煤。煙煤燃燒使床溫升至600℃時，啟動給煤機，及時適量添加混合燃料，穩步控制床溫升至900℃左右時可退油槍，點火成功。每次點火只需用500kg煙煤，可節柴油2t和節電2000kW·h。

1.2 保證揚火成功的措施

由于三廢混燃爐混合燃料熱值低、壓火時間也短，2h后床溫即降至700℃以下，且混合燃料著火難，運行初期，每次壓火超過2h后揚火必須重新點油槍，揚火猶如開爐點火，成本極高。為了延長壓火時間、提高揚火成功率、降低揚火成本，采取了以下措施。

(1)提高壓火料層阻力和床溫。床溫控制在950～980℃，料層阻力比正常運行高0.5～1.0kPa。

(2)揚火初期采用微流化風量，待床溫升至700℃后再保持正常流化風量。

(3)揚火起動時，一邊用優質煙煤引火，一邊用給煤機給煤，確保床溫穩步上升。

采取以上措施后，只要壓火后床溫在500℃以上，即可成功揚火，壓火時間可達10h以上。每次可節省柴油2～3t。

2 改進工藝、優化燃燒，降低飛灰殘碳

三廢混燃爐利用流化床鍋爐的燃燒技術，采用吹風余熱鍋爐的模式，造氣爐渣摻燒量可達到50%(質量分數)以上，摻有造氣爐渣的燃料在三廢混燃爐中沸騰流化燃燒，吹風氣、弛放氣從爐膛出口處加入爐膛，由二次風作為配風，煙氣進入組合式除塵器，較粗的顆粒被分離出來后落入下部水封刮板，細灰則隨高溫煙氣進入余熱鍋爐。由于爐膛標高只有17m左右，燃燒流程短、燃燒不充分，分離出來的未燃盡顆粒不再循環參與燃燒，因而飛灰殘碳量偏高，高的時候達20%(質量分數)以上，影響了燃料燃燒效率和鍋爐熱效率。

中能公司第1臺三廢混燃爐運行初期還存在組合除塵器頂部的旋風筒底板經常被燒損的問題。原因為運行中旋風筒的外部溫度達到950～1000℃，對其冷卻工藝流程是由空預器出口二次風經過旋風筒后再回到爐膛中部二次風環管。由于中部二次風環管主要由另一風管直接從空預器出口二次風總管供風，造成旋風筒的冷卻風短路，實際風量小。旋風筒的底板燒毀后，由于組合除塵器內煙氣負壓比爐膛的負壓大，于是旋風筒自身的冷卻風、中部二次風環管的風都從旋風筒底部進入組合除塵器內的煙氣，一方面造成爐膛中部二次風實際風量減小，固體炭顆粒欠氧;另一方面，導致旋風筒分離效果降低，三廢混燃爐飛灰中殘碳量增多。

為了降低飛灰中殘碳量，采取以下措施:

(1)適當降低一次風量、提高床溫，盡可能將床溫控制在950～980℃，保持較小的爐膛出口負壓后，使燃料中的飛灰盡可能在爐膛內燃燒。

(2)通過對吹風氣的旋風分離，減少進入三廢混燃爐的吹風氣中攜帶的固體顆粒。

(3)改進組合除塵器頂部的旋風筒冷卻風的工藝。將其冷卻風改為二次空預器進口的涼風，既降低了風溫，又提高了風壓，旋風筒冷卻效果得以改善，保證了爐膛中部二次風的正常供給，確保固體顆粒在爐膛內充分燃燒。

(4)提高三廢混燃爐出口的煙氣溫度，將其溫度控制在950～980℃，使飛灰盡可能在組合除塵器前燃盡。如果爐膛出口煙氣溫度偏低，可適當增大弛放氣氣量。

通過采取以上措施，目前中能公司三廢混燃爐飛灰中殘碳質量分數降低至15%以下。

3 結語

通過反復實踐、探索，改進點火、揚火方法，改進配風工藝，調整運行控制，目前中能公司2臺三廢混燃爐運行狀況良好。2臺三廢混燃爐回收化工生產過程產生的各種廢氣、廢渣、廢灰，相當于每年節約標準煤60kt，經濟效益5000萬元，實現節能環保雙豐收。

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2014-08-07)