循環流化床鍋爐馳放氣摻燒設計改造

內蒙古中煤遠興能源化工有限公司 內蒙古 鄂爾多斯 017300

1 原始資料及設計參數

1.1 背景及意義 某公司“60萬噸/年甲醇項目”投產后產生12000Nm3/h馳放氣。為了充分利用該部分氣體燃料，以達到節能減排的目的，公司利用無錫鍋爐廠生產的2#、3#兩臺160t/h循環流化床鍋爐摻燒馳放氣。但是2#、3#爐改造后未能達到了摻燒馳放氣的預期目標要求，馳放氣摻燒不能滿足設計要求，致使在甲醇裝置催化劑末期大量可燃氣體外排燃燒，浪費資源又造成環境污染。

為解決上述問題，進一步充分利用富裕能源，為企業節能降耗；需要在1#鍋爐上設計、研究分析與方案優化對馳放氣輸送、燃燒系統、燃燒器進行優化設計。

1.2 燃料輸入熱量計算

(1)按照燃煤發熱量計算：

按改造前在額定工況下進行計算，此時，機組燃煤量為25t/h、設計煤種發熱量為5050kcal/kg，則機組每小時輸入熱量為：

其中：Qr為機組每小時輸入熱量；q為單位質量煤的發熱量；S為每小時燃煤量。

代入具體數據后，額定負荷下鍋爐每小時的輸入熱量為：

(2)按照工質吸熱量除以鍋爐熱效率計算：

由公式：

igr——過熱器的出口蒸汽焓，kJ/kg；

igs——給水焓，kJ/kg；

ηgl——鍋爐的熱效率；

2 設計方案

如圖所示，每臺鍋爐在左側墻和右側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的負荷分布，當單臺鍋爐摻燒馳放氣總量的60%時，每只燃燒器只承擔15%總流量，使得燃燒更充分，達到有效避免燃燒器回火、馳放氣出口結焦的目的。并且新增燃燒器布置位置為衛燃帶頂部以上0.5米處，可使摻燒的煤粉及馳放氣燃燒更充分，通過減少落灰量緩減落渣管堵塞的問題。同時，由于水冷壁的強烈對流換熱，可明顯降低馳放氣出口處的溫度，減少低馳放氣出口的結焦。

燃燒系統的初步方案如圖所示，馳放氣經輸送主輸送管到達鍋爐房后，在現有馳放氣管道上分別引出一根燃氣管送至新增的兩個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，每支新增的燃燒器安裝一個火焰檢測器，反饋馳放氣的燃燒情況，避免熄火等事故的發生。為馳放氣流量調節的需要，在每根新增的馳放氣引入管上安裝一個電動流量調節閥和一個流量計，原有馳放氣輸送管閥門保持不變，并相應的在每根新增空氣引入管上安裝一個手動流量調節閥，以調節燃燒所需空氣量。

3 結論

3.1 節煤效益 由初步熱力計算可知，兩臺鍋爐正常運行時，單臺鍋爐(按設計耗煤25t/h)可摻燒的比例約6.77%；此時單臺鍋爐可節省設計煤種1.69t/h，一年預計節煤24336噸(按兩臺鍋爐運行300天計算)。

3.2 減排效益 依據：由《環境統計手冊》計算，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，碳氫化合物(CmHn)0.5kg。

3.3 預計改造完成后，可實現單臺鍋爐摻燒馳放氣總量的50%(6000Nm3/h)，短時間可摻燒馳放氣總量的80%(9600Nm3/h)，兩臺鍋爐同時運行時馳放氣的實現零放散，同時解決原有燃燒器的在運行中的不利因素。