余熱鍋爐通風梁熱氣回收研究

傅海榮

（紹興市清能環保有限公司）

0 引言

日前，某集團專題印發了“提質增效年”活動實施方案，細化為十項具體措施并配套下發十項重點工作清單。活動旨在以高質量發展的指標體系為導向，進一步提升集團經營管理和服務水平，推進集團治理體系和治理能力現代化，為紹興早日重返全國綜合經濟實力“30強”貢獻更多的公用力量。公司做為集團下屬的發電企業，煤炭是做為鍋爐燃燒的主要燃料，也是控制經濟成本的主要來源。對標集團今年的活動方案，公司如何來做好內挖潛力、降本增效，持續提高企業的生存發展力，是近階段的主要工作。

1 某公司鍋爐情況

某鍋爐型號：TG-60／5.3-MT次高溫次高壓循環流化床垃圾及污泥焚燒鍋爐，由江蘇南通萬達鍋爐有限公司于2007年6月制造，2008年7月投入使用，豎井煙道內依次布置了低溫過熱器、高溫過熱器、對流管束、省煤器及一、二次風空氣預熱器。低溫過熱器、高溫過熱器橫向各布置了2根通風梁，對流管束豎向布置了3根通風梁，都由二次或一次風冷風強制通風（見圖1），來防止通風梁長期裸露在高溫煙氣中產生金屬蠕變，導致受熱面倒塌。低過2根通風梁內的余熱外排至大氣，高過及對流管束內的5根通風梁內的余熱接入了一次熱風管（見圖2）或外排至大氣（見圖3）。2012年10月，某鍋爐進行了升級改造，為降低排煙熱損失，提高一次風風溫，在原有空預器下增加一組空預器，采用φ51×1.5搪瓷管，減少污泥廢氣對管子的腐蝕。改造后鍋爐效率明顯提升。2019年9月根據紹興市人民政府相關文件，公司于2019年9月9日開始停燒生活垃圾，日常承擔污泥處置任務。某鍋爐由原來的垃圾焚燒改成了純煤焚燒。某鍋爐純煤焚燒期間，負荷較穩定，一次熱風溫度保持在190℃左右，通風梁余熱＜160℃，經現場測溫高過及對流管束內的5根通風梁內的余熱接入至一次熱風管處溫度為零（見圖2），懷疑接入管已堵塞，此處余熱也已外排。

圖1

圖2

圖3

2 某公司鍋爐現存在的主要問題

2018年11月，因主營業務量的調整，經公司領導討論決定機電爐由原三爐三機運行模式調整至二爐二機。2019年9月根據紹興市人民政府相關文件，公司于2019年9月9日開始停燒生活垃圾，日常承擔污泥處置任務。3臺循環流化床固廢焚燒爐，由原來的垃圾焚燒（見圖4）改成了純煤焚燒（見圖5）。垃圾停燒后，某鍋爐的熱負荷降低，蒸發量由原來的45T降至35T左右，為控制爐溫達到850℃以上，脫硫脫硝設備正常運行，某鍋爐用煤量明顯上升，鍋爐效率下降，對公司經濟利益影響較大。

圖4

圖5

3 某公司鍋爐存在的主要問題分析

針對某公司鍋爐煤耗高原因主要是控制燃煤煤質、入爐煤顆粒度、運行中的燃燒調整，設備的提升改造。某公司設計燃料為生活垃圾和煤混燒，生活垃圾取低位發熱量5030kJ／kg，煤取低位發熱量21504kJ／kg，污泥取低位發熱值11229kJ／kg；煤顆粒度為0～13mm，其中大于10mm顆粒不超過8%。

1）某公司煤種分析如下表所示。

表 煤種分析

2）某公司煤顆粒符合運行規程。

3）運行中的調整，在低負荷運行下風量與煤量是否匹配，保證爐內氧濃度處于適當水平。因入爐物料大幅減少，原配置的風量遠遠大于目前鍋爐燃燒實際需要風量，如不做調整必將引起焚燒爐過剩空氣系數大幅偏離理論值，排煙損失提高，鍋爐效率下降。如某爐純煤運行，一次、二次風量雖已調整，一次風機開度80%，電流470A左右，二次風入爐風門關閉，僅供爐前播煤風及尾部橫梁冷卻風，在此狀況下爐膛出口煙氣含氧量仍在12% ～13%左右，大量熱量隨著煙氣排入空中。

基于上述理由能總結出影響煤耗的因素是運行調整不及時或需要設備進行提升改造。

4 某公司鍋爐存在的主要問題的解決思路

1）合理調整一、二次風的比例，在保證最低流化風量時盡量減少入爐一次風量，關小二次風保證爐膛內的燃燒溫度。低負荷運行時，保證合理的過量空氣系數，爐膛出口負壓保持在-50Pa左右，前提是給煤機出口無煤灰噴出。提高吹灰質量，保證尾部受熱面清潔，提高鍋爐的熱效率。

2）在低負荷運行下，合理利用尾部通風梁的熱氣，接至一次風取風管內來提高入爐的空氣溫度（見圖6）。在原先高過及對流管束通風梁余熱接入φ210一次熱風管處外接一個φ160外排管，前提是原先管路需要封堵。外排管接至給煤層的一次風取風管內，此處取風管有人孔，方便風道開口，防止氣割時引燃風道內的污泥油垢而引起的爆燃現象。φ160外排管不需要采購，某鍋爐原先的φ160播垃圾風管可以舊物利用。考慮需要在接至風道的外排管處安裝1個溫度計和風壓表，方便觀察數據。外排管路需要保溫，減少管道的散熱損失。爐頂余熱的外排閥門需開關自如可調節，無卡澀。

5 某公司鍋爐主要問題改造調整后的優點設想

前提是＃2鍋爐在純煤焚燒下負荷較穩定，風煤匹配合適，保證合理的過量空氣系數。

1）可以節省一次、二次風機運行電量。

2）提高了入爐的一次風溫，促使煤粉更早地燃燒。由于爐膛內部輸入熱量的增加，在相同爐溫的前提下，理論上鍋爐的耗煤量應該有所下降。

3）一次風取風溫度的提高，能防止最下層空預器管冷端的低溫腐蝕。

圖6

4）通風梁余熱的外排閥可以控制排煙溫度，在運行初期尾部受熱面積灰較少，外排閥可以全關，來提高排煙溫度，防止除塵布袋及箱體因溫度過低導致布袋結露和腐蝕。在運行后期可以根據排煙溫度來調整外排閥的開度。

5）煙氣溫度的提高，理論上煙氣的濕度也降低了，煙塵指標也會有所下降（煙塵折算值里有煙氣溫度和濕度）。

6 結束語

綜合上述，通風梁的熱氣回收只能保證在鍋爐低負荷下正常回收。在負荷波動下易造成熱量短路，對鍋爐的經濟安全運行影響較大。如何保證鍋爐經濟運行，為公司產生更大的經濟效益，還需要運行值班人員加強業務水平、勤分析，勤調整。生技部門在科技創新方面還要多下功夫。除了以上幾個方面，檢修人員在提高設備檢修質量，保證設備在良好的狀態下，也是提高機組經濟性的一個重要方面。