三廢混燃爐點火及運行工藝的改進

張東坤

三廢混燃爐點火及運行工藝的改進

張東坤

(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臺三廢混燃爐于2010年安裝投產，蒸汽壓力為5.29 MPa，蒸汽溫度450 ℃，負荷為60 t/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以及造氣煤末生產。為了淘汰落后產能，2012年又拆除2臺35 t/h的鏈條鍋爐，新建了1臺60 t/h的三廢混燃爐。目前，第3臺三廢混燃爐項目已完成項目論證，該項目正在有序推進。中能公司第1臺三廢混燃爐初始點火和運行時存在很多問題，通過實踐和探索，改進了點火及運行方式，目前2臺三廢混燃爐運行情況良好。

1 三廢混燃爐點火、揚火方式改進與節能

1.1 點火改進措施

三廢混燃爐原設計采用固定床床上木炭點火，但由于三廢混燃爐爐膛面積大，此種點火方式勞動強度大、成功率低、點火時間長，且起火時升溫速率快，不利于延長鍋爐使用壽命。鑒于此，將點火方式改為流化態床下點火，并自行加工2臺點火器，配2支油槍，單支油槍噴油量450 L/h。由于燃燒的燃料為造氣爐渣和無煙煤末的混煤，其熱值約在11 723.6 kJ/kg，揮發分含量<5%(質量分數)，著火點在600 ℃左右，故三廢混燃爐點火2.5～3.0 h后，料層溫度升至450 ℃，若再將料層溫度升至混煤的燃點550～600 ℃則比較困難，至少需再投油槍2 h，多燒2 t柴油，有時還很難引燃混煤，勉強投煤極易造成床溫達到650 ℃前著火不及時，而當床溫升至850 ℃后發生爆燃，導致超溫結焦。為了降低點火成本、節省燃油耗和電耗，同時為了確保點火一次成功，應設法使三廢混燃爐點火升溫2.5～3.0 h后及時引燃混煤至穩定燃燒狀態。為此，采取了如下措施。

(1) 選擇適當厚的料層。若料層太薄，流化不均；若料層太厚，會增加電耗。中能公司通過實踐，選擇料層靜止厚度在400 mm左右。

(2) 選用適當的風量。若風量太大，不利于蓄熱；若風量太小，可能導致流化不均，造成局部結焦。只要底料內無明顯可燃物，在點火初始階段，料層溫度在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。當人工拋煤或給煤機投煤時，必須保證料層整體不低于最低流化風量，以防局部結焦。

(3) 采用優質煙煤引火助燃。在床溫達450 ℃時，打開爐門，維持爐膛負壓在-300 Pa左右，向流化床內添加揮發分在20%(質量分數)以上、著火點在400～500 ℃的優質煙煤或褐煤；當煙煤燃燒將床溫升至600 ℃時，啟動給煤機，及時適量添加混煤，穩步控制床溫升至900 ℃左右后退油槍，點火成功。每次點火只需用500 kg煙煤即可節省柴油2 t和電2 000 kW·h。

1.2 探索保證揚火成功的措施，降低揚火成本

由于三廢混燃爐燃煤熱值低，壓火時間也短，2 h后床溫即降至700 ℃以下，且混煤著火難。運行初始階段，每次壓火超過2 h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、提高揚火成功率并降低揚火成本，中能公司采取了以下措施。

(1) 提高壓火料層厚度和床溫。床溫控制在950～980 ℃，料層差壓比正常運行時高0.5～1.0 kPa。

(2) 揚火初期，采用微流化風量；當床溫升至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，只要壓火后床溫在500 ℃以上，即可成功揚火，壓火時間可達10 h以上，每次可以節省柴油2～3 t。

2 優化燃燒，降低飛灰殘碳含量

三廢混燃爐利用流化床鍋爐的燃燒技術，采用吹風氣余熱鍋爐的模式，爐渣摻燒量可達到50%(質量分數)以上。摻有約50%(質量分數)造氣爐渣的燃料在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。但由于爐膛標高只有17 m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，因而飛灰殘碳含量偏高，有時達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組合除塵器頂部的旋風筒底板總是變形。經分析，原因為運行中旋風筒的外部溫度達到950～1 000 ℃，其冷卻工藝是由空氣預熱器出口二次風經過旋風筒后再回到爐膛中部二次風環管，但由于中部二次風環管主要由另一風管直接從空氣預熱器出口二次風總管供風，造成旋風筒的冷卻風被短路，實際經過的風量小。旋風筒的底板變形后，由于組合除塵器內煙氣負壓比爐膛的負壓大，故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漏入組合除塵器，一方面造成爐膛中部二次風實際風量減小，固體碳顆粒欠氧；另一方面導致旋風筒分離效果降低，三廢混燃爐飛灰殘碳含量進一步提高。為了降低飛灰殘碳含量，中能公司采取了以下措施。

(1) 適當降低一次風量，提高床溫，盡可能控制床溫在950～980 ℃，保持較小的爐膛出口負壓，使燃煤中的飛灰盡可能在燃燒爐內燃燒。

(2) 通過對吹風氣的旋風分離，減少進入三廢混燃爐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氣預熱器進口的涼風，既降低了風溫，又提高了風壓，并改善了旋風筒的冷卻效果，保證了爐膛中部二次風的正常供給。

(4) 提高混燃爐出口的煙氣溫度，將其控制在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，可適當增加弛放氣氣量。

通過采取以上措施，目前三廢混燃爐飛灰殘碳質量分數降至15%以下。

3 結語

通過實踐和探索，改進點火、揚火方式，改進配風工藝，調整運行控制方式，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中的各種廢氣、廢渣、廢灰，相當于年節約標準煤60 kt，經濟效益為5 000萬元左右，可實現節能環保雙豐收。

2016- 05- 14)