燃氣式熱風爐長明燈天然氣管線改造及效果評價

馬小平 武建軍

摘 要：國能集團神寧400萬噸/年煤炭間接液化項目備煤裝置燃氣式熱風爐點火和初始開車階段使用寧東公用管網天然氣，正常生產長明燈管線仍使用天然氣，主燒嘴使用來自公司其他裝置的排放氣，運行成本高。對熱風爐長明燈天然氣管線增加燃料氣備用管線，在熱風爐開車時長明燈仍使用天然氣點火，正常生產時長明燈由天然氣切換至燃料氣運行，降低能耗及運行成本。

關鍵詞：燃氣式熱風爐;天然氣;馳放氣;運行成本

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.052

1 引言

國能集團神寧400萬噸/年煤炭間接液化項目備煤裝置采用“一級煤粉干燥”與“一級煤粉分離收集”的組合工藝技術。原煤通過犁式卸料器分配進入原煤倉，經過稱重給煤機稱重計量送至磨煤機，利用熱風爐產生的熱氣體與循環熱惰性氣體在磨煤機內部進行干燥[1]。

燃氣式熱風爐為立式圓筒爐，燃燒器采用中心氣主燒嘴與環形輔助燒嘴相結合的方案，爐體全部密封設計，微正壓操作。熱風爐有兩種工作模式，開工模式和正常生產運行模式，點火和開工模式使用寧東鎮公用管網天然氣，其氣體主要成分為CH4。正常生產運行熱風爐長明燈管線仍使用天然氣，主燒嘴使用混合燃料氣，混合燃料氣主要來自公司甲醇合成裝置馳放氣、污水處理裝置沼氣、凈化裝置馳放氣、PSA裝置解析氣，其氣體主要成分為CO、H2、N2。用此氣體進行熱風爐長明燈點火操作，無法成功點火。熱風爐長明燈使用天然氣被點燃時，混合燃料氣進入熱風爐環形輔助燒嘴與助燃風機送出的空氣在熱風爐內燃燒產生熱氣體，并與循環風機加壓返回的循環氣在熱風爐中混合，調配控制混合氣溫度在250℃～320℃，使其成為氧含量低于8.0%的熱惰性氣體，用作磨煤干燥工序的干燥熱風源[2]。

神寧集團400萬噸/年煤炭間接液化項目備煤裝置設計有42臺燃氣式熱風爐，熱風爐長明燈管線均使用寧東鎮公用管網天然氣，單臺熱風爐連續運行消耗天然氣5Nm3/h，公用管網天然氣價格1.6元/Nm3，企業運行成本高。因此，為了降低天然氣消耗量，減少企業運行成本，采取對熱風爐長明燈管線正常生產時由天然氣切換至燃料氣的措施，對熱風爐長明燈管線進行改造。

2 熱風爐長明燈管線改造

熱風爐長明燈點火與正常生產時均使用天然氣、主燒嘴使用燃料氣，通過在長明燈管線增加燃料氣替代管線，在熱風爐開車時長明燈管線仍使用天然氣點火;正常生產時長明燈由天然氣切換至燃料氣運行，降低能耗及運行成本，且熱風爐運行時爐膛飛灰不進入長明燈，再次點火時能成功點火，改造如圖1所示。

改造說明：

（1）單臺熱風爐停運，并將天然氣、燃料氣管線加裝盲板可靠隔離，使用低壓氮氣對燃料氣、天然氣管線進行吹掃置換，在管線末端取樣分析，分析可燃氣<0.5%LEL。

（2）在單臺熱風爐燃料氣4寸管線切斷閥XV0405閥門后1000mm處，開3/4寸圓孔，燃料氣管線開孔后焊接對應支管臺。

（3）自燃料氣管線開孔處焊接3/4寸碳鋼管線（長度約5米）至長明燈天然氣管線第一道手閥后100mm處，與長明燈天然氣管線焊接碰頭，碰頭處增加3/4寸等徑三通，施焊前清除坡口內的鐵銹、焊渣等臟物;新配管線安裝一臺3/4寸截止閥切斷燃料氣至長明燈管線供應。

（4）管道改造完成后，需對管道進行吹掃，吹掃介質采用壓縮空氣，吹掃氣提壓力0.3MPa;吹掃速度不宜小于20m/s，且不宜大于40m/s;在管道末端用白色靶布檢驗，5min內無污染物為合格。

3 改造后的效果評價

改造后單臺熱風爐長明燈管線開車時使用天然氣，正常生產時長明燈、環形輔助燒嘴均使用混合燃料氣，單臺熱風爐天然氣消耗減少5Nm3/h，年平均運行8000小時，公用管網天然氣價格1.6元/Nm3，全年可節約企業運行成本268.8萬元。

4 結語

通過對燃氣式熱風爐長明燈天然氣管線增加燃料氣備用管線，在熱風爐開車時長明燈仍使用天然氣點火，正常生產時長明燈由天然氣切換至混合燃料氣運行，每年降低運行成本約268萬元，經濟效益十分可觀。

參考文獻：

[1]彌勇，蔡亞周等.神華寧煤集團400萬噸/年煤炭間接液化項目工藝設計說明[S].2013：27-28.

[2]北京航天石化技術裝備工程公司.18.0MW熱風爐操作使用說明書[S].2013：8-9.

作者簡介：馬小平（1988-），男，回族，甘肅平涼人，本科，助理工程師，研究方向：化學工程與工藝。