合成氨系統(tǒng)降低鍋爐燃料煤耗的技術(shù)探討

武艷利，丁小標

（安徽三星化工有限責(zé)任公司，安徽渦陽 233610）

合成氨系統(tǒng)降低鍋爐燃料煤耗的技術(shù)探討

武艷利，丁小標

（安徽三星化工有限責(zé)任公司，安徽渦陽 233610）

針對燃料煤消耗較高及鍋爐運行周期較短的問題展開探討，采取多種措施實現(xiàn)粉煤熱值由21 439 kJ（5122大卡）上升至22076kJ（5274大卡）；噸煤產(chǎn)汽從6.5t提升到8t蒸汽；爐渣平均殘?zhí)悸蕪?%下降到1.3%，并且成功的使鍋爐的連續(xù)運轉(zhuǎn)周期從原來不到1月提高到3個月以上，最高時達到連續(xù)運行6個多月。

鍋爐；煤耗；降低；探討

安徽三星化工有限責(zé)任公司（以下簡稱“三星化工”）熱電分廠共有75 t／h流化床鍋爐2臺、三廢爐1臺，均采用無煙粉煤為燃料，近年來燃料煤消耗居高不下，煤炭采購成本占生產(chǎn)成本的60%以上，另外由于煤炭采購選擇面窄，高品質(zhì)燃料煤難以保證需求，還直接影響鍋爐的穩(wěn)定長周期運行。作為成本競爭型企業(yè)，如何節(jié)能降耗，如何在夾縫中求生存是三星化工必須要解決的問題。

1 主要采取的措施

針對近年來燃料煤消耗較高及鍋爐運行周期較短的問題，三星化工主要采取了以下措施：

1.1 減少煤種的變化對鍋爐安全穩(wěn)定運行的影響

由于公司內(nèi)部永城城郊礦的優(yōu)質(zhì)燃料煤供應(yīng)量不足，需從其他煤礦采購部分燃料煤來保證鍋爐的需求。而其他煤礦的燃料煤的熱值不穩(wěn)定且偏低，不能保證鍋爐的經(jīng)濟運行，使鍋爐給煤量增大消耗上升。為了保證不同產(chǎn)地的燃料煤能達到鍋爐燃燒的最佳條件，使質(zhì)量較差的燃料煤也能充分發(fā)揮其作用，使燃料煤的利用效率和鍋爐熱效率得到提高，在實際工作中熱電分廠首先通過對各個煤礦的燃料煤的煤質(zhì)進行分析，根據(jù)其工業(yè)分析數(shù)據(jù)是多少以確定發(fā)熱量和灰分、揮發(fā)分的基本數(shù)據(jù)。其次以城郊礦的燃料煤為主以其他礦燃料煤為輔，按不同比例進行摻混。每種比例的摻混燃料煤以一星期為單位進行試燒，對鍋爐燃料時各工藝參數(shù)的不同反應(yīng)進行記錄、分析和調(diào)整，最終確定各種不同摻混比例煤種的操作工藝調(diào)整范圍，發(fā)揮各個單種煤的特點，克服單種煤種煤不適應(yīng)燃燒要求的缺點，揚長避短，并發(fā)揮最大的煤燒效率和顯著減少對環(huán)境的污染，使煤炭得到合理的利用，以提高經(jīng)濟效益。各礦煤質(zhì)特點統(tǒng)計表見下表1。

1.2 降低給煤粒度變化對鍋爐經(jīng)濟運行的影響

給煤粒度對鍋爐燃燒的影響具體表現(xiàn)在，給煤粒度過大，則飛出床層的顆粒量減少，這種情況往往不能維持正常的返料量，造成鍋爐出力不足，爐渣含碳量過高燃燒不完全；過小則會導(dǎo)致飛灰含碳量升高，爐膛易發(fā)生床溫不穩(wěn)、氧含量下降、返料器溫度升高、煤倉易棚煤等現(xiàn)象。為此熱電分廠采取以下措施保證鍋爐對燃料煤粒度的要求：

表1 各煤礦質(zhì)特點統(tǒng)計表

（1）更換新型粉碎機及滾動篩的篩網(wǎng)以控制給煤的粒度以滿足鍋爐的正常要求；

（2）對粒度大的燃料煤進行多次粉碎，達到規(guī)定粒度要求時才進行摻混；對粒度較小的煤進行晾曬，降低燃料煤的表面水份。在摻混供配料時摻混一定比例的爐渣，避免出現(xiàn)棚煤棚倉現(xiàn)象，保證鍋爐的燃燒穩(wěn)定。

1.3 采取不同的工藝控制方式提高鍋爐熱效率，降低燃料煤消耗

針對不同粒度和熱值的燃料煤在燃燒時采取不同的工藝控制參數(shù)，改變以往操作工藝一成不變的做法，對鍋爐料層的高低、一、二次風(fēng)量的大小和返料風(fēng)壓的大小進行調(diào)整，確保燃料煤得到充分的燃燒，降低灰、渣的含碳量使鍋爐達到最佳燃燒效率，保證燃料的充分利用。分廠還采取定期公布各操作班在班內(nèi)操作期間鍋爐的灰、渣含碳量，月底取平均值對數(shù)值低的班組進行獎勵。有效發(fā)揮了經(jīng)濟杠桿的撬動作用，激發(fā)了分廠全員創(chuàng)新改革激情，極大的提高了員工對鍋爐經(jīng)濟運行的關(guān)注力度，從主觀上提高員工工藝操作調(diào)整的主動性。另外還定期召開鍋爐主操作會議，探討近期操作心得并互相交流好的操作經(jīng)驗并予以推廣。要求各班班長在供配料期間對燃料煤的配比要做到心中有數(shù)，鍋爐主操作要根據(jù)各爐煤質(zhì)好壞及時進行調(diào)整鍋爐工藝參數(shù)以降低消耗。

1.4 控制爐膛內(nèi)物料循環(huán)灰量在一定范圍內(nèi)，使鍋爐能夠長周期經(jīng)濟運行

通過對比觀察時發(fā)現(xiàn)，循環(huán)灰量的大小對鍋爐的經(jīng)濟運行有著至關(guān)重要的作用。循環(huán)灰量小雖然使給煤量降低，但是由于爐膛上部燃燒份額減少，導(dǎo)致鍋爐負荷下降出力不足，對后工段生產(chǎn)造成影響。如果循環(huán)灰量過大，則會導(dǎo)致床溫下降，給煤量不正常上升，容易出現(xiàn)“塌灰”現(xiàn)象，對鍋爐的安全運行造成威脅。熱電分廠通過長期摸索試驗確定了不同摻混比例燃料煤的爐膛壓差，使鍋爐能在滿負荷的情況下，消耗降至最低。

1.5 降低受熱面磨損，延長鍋爐運行周期，減少停爐對生產(chǎn)的影響

鍋爐的長周期運行最大的威脅就是受熱面的磨損。因為未摻混時燃料煤粒度不能保證，鍋爐受熱面磨損較快，容易導(dǎo)致鍋爐受熱面泄露、塌灰等問題出現(xiàn)，造成鍋爐停爐檢修，運行周期較短，優(yōu)化燃料煤摻燒方案后，粒度較為均勻，并通過開展合理化建議征集、會議討論、員工學(xué)習(xí)等，不斷探索鍋爐受熱面采取不同的防磨措施，如：采用防護瓦對受熱面進行防護；采用噴涂動技術(shù)將耐磨材料噴涂到受熱面上；采用藍泥擋灰梁防磨技術(shù)降低爐膛內(nèi)循環(huán)的流速等。成功的使鍋爐的連續(xù)運轉(zhuǎn)周期提高到3個月以上，最高時達到連續(xù)運行近7個月的歷史最好成績，與2012年相比，僅節(jié)約點火柴油一項就將近10萬元。

2 實施效果

每種比例的摻混燃料煤以一周為一個周期進行試燒，對鍋爐各工藝參數(shù)的不同反應(yīng)進行記錄、分析和調(diào)整，確定各種不同摻混比例煤種的操作工藝調(diào)整范圍；然后根據(jù)給煤粒度、熱值、受熱面磨損、鍋爐料層、一二次風(fēng)量、返料風(fēng)壓、循環(huán)灰量、爐膛壓差等情況，編制粉煤比例摻混、操作工藝調(diào)整范圍一一對應(yīng)的燃料煤摻燒方案，形成穩(wěn)定的階梯型產(chǎn)供汽工藝控制方法。具體實施效果如下表2：

表2 燃料煤成本優(yōu)化方案實施效果統(tǒng)計表

2.1 粉煤熱值和噸煤產(chǎn)汽量進一步提升，噸尿煤耗、爐渣殘?zhí)悸食掷m(xù)下降，經(jīng)濟效益顯著

將煤炭熱值納入市場交易以來，煤炭采購成本明顯下降，粉煤熱值明顯上升，粉煤熱值由實施前的21439 kJ上升至實施后的22076 kJ；2013年噸煤產(chǎn)汽從6.5 t提升到8 t，按全年粉煤使用量133996.23t，粉煤平均單價570元／t計算：

2.2 延長鍋爐運行周期，減少停爐對生產(chǎn)的影響

成功的使鍋爐的連續(xù)運轉(zhuǎn)周期從原來的1個多月甚至有時還不到1個月提高到3個月以上，最高時達到連續(xù)運行6個多月。

2.3 爐渣平均殘?zhí)悸蕪脑瓉淼?%下降到1.3%

3 摻燒方案推廣到造氣爐驗證獲得成功，經(jīng)濟效益明顯

由于城郊、陳四樓礦的優(yōu)質(zhì)原料煤供應(yīng)量不足，與燃料煤存在相似問題，公司對小籽煤摻燒進行了相似實驗獲得成功。

在摻燒過程中，合理的控制三點溫度，一是上行爐溫小于或等于240℃，二是下行爐溫小于230℃，三是灰倉溫度小于220℃，保證爐況穩(wěn)定的前提下，進一步降低灰渣殘?zhí)迹瑥亩_到低耗高效的目的，經(jīng)過調(diào)整，2013年，共耗原料煤296 685 t比去年同期318 375.67 t減少消耗21690.67 t，降低原料煤成本1 740萬元。

在小籽煤摻燒的基礎(chǔ)上于兩米八爐摻燒1.0－1.2 cm的小粒煤，經(jīng)過一段時間工藝的摸索，總結(jié)了四大要素：一是穩(wěn)定爐條機的轉(zhuǎn)速在150－200轉(zhuǎn)之間；二是穩(wěn)定上行溫度小于或等于240℃；三是統(tǒng)一操作；四是合理分配入爐蒸汽，加強工藝管理，逐步適應(yīng)煤種，獲得了最佳的經(jīng)濟效益，驗證了兩米八爐摻燒1.0－1.2 cm的小粒煤得到成功。按兩米八爐摻燒1.0－1.2 cm的小粒煤較小籽煤低60元／t，一天燒300 t計算，8月份至10月份共摻燒近7000 t計節(jié)約41萬元。

4 結(jié) 語

本項目實施后每年節(jié)約費用相當(dāng)可觀，該方案的成功實施及推廣應(yīng)用，不僅降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品市場競爭力，同時也實現(xiàn)了能源的吃干榨凈，整體推動了節(jié)能減排工作的進行，為建設(shè)資源節(jié)約型企業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。

To investigate the boiler fuel technology to reduce coal consumption of synthetic ammonia system

Wu Yan-li,Ding Xiao-biao
（Anhui Samsung Chemical Co.，Ltd.，Woyang Anhui，233610 China）

Aiming at the coal fuel consumption is high，and the boiler＇s running period shorter launches the discussion，adopt a variety of measures to achieve the calorific value of coal powder by 21 439 kJ（5 122 kcal）rose to 22 076 kJ（5 274 kcal）；tons of coal production of steam from 6.5 t up to 8 t steam；slag，the average residual carbon rate declined from 3%to 1.3%，and the success of the boiler continuous operation period from the original less than 1 month increased to more than 3 months，the highest reached more than six months of continuous operation.

boiler；coal consumption；reduction；study

TQ113.2；TQ546

B

1003-6490（2015）04-0005-02

2015－03－27

武艷利（1986－），女，河南洛陽人，畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)，助理工程師，從事化工項目技術(shù)開發(fā)工作。