孫彩軍
(安徽金禾實業股份有限公司, 安徽滁州 239200)
合成氨固定床造氣吹風氣回收鍋爐(余熱鍋爐)燃燒不充分導致熱能回收效率低下。同時未燒盡的煤灰帶入除塵系統,增加其運行負荷,灰塵從煙囪帶出污染環境。隨著國家環保力度加大,未設置脫硫、脫硝裝置的余熱鍋爐必將被淘汰。本項目的創新點是既回收造氣的吹風氣、合成放空氣、氨庫弛放氣,又能一并回用造氣爐渣、除塵器細灰、無煙沫煤。同時,增加脫硫、脫硝裝置,使煙氣排放符合標準。
(1) 該三廢混燃爐前期設計問題,導致點火起爐時,流化風過大滅爐、過小結焦,風量和床層溫度無法控制。
(2) 煙氣再循環低氮燃燒投用后,適當降低了在線NOx的數據,減少了物料的使用。循環煙氣中的少量粉塵通過風機送風室循環燃燒,隨著時間推移,風室風機的葉輪附著飛灰,造成葉輪動平衡失效,其振動值上升,必須停爐清理。
(3) 后期在超低排放的選擇性催化還原(SCR)脫硝改造上,同樣忽略煙氣的再分布。由于三廢混燃爐的煙氣流量較大,煙氣流向發生改變,SCR進出口煙氣布流不均,對流管束和省煤器造成沖刷磨損。
通過試驗發現:在冷態和熱態下,燃燒爐床層區域的試流化正常,同時也加厚流化底料和底料過篩,保證均勻流化,不會在流化初期出現大料沉底、小料帶走的情況。數次點火失敗后,每次檢查床層均發現存在半邊滅爐、半邊結焦現象。因為4臺給煤機分布過于集中,同在圓形爐膛的半側,加上高度不夠,拋煤時不能使燃料有效分布在爐膛內,導致煤多一側在爐膛燃燒溫度過高、煤少一側溫度過低,床層溫差太大。給煤不均是結焦并最后滅爐的原因[1-2]。
針對上述原因,啟動改造計劃。首先,將原來的一側給煤改為均勻四側給煤,將燃料均勻分布在爐膛各個區域。其次,提高4臺給煤機的高度,由原來的1.5 m提高至2 m,燃料能夠更加均勻分布和燃燒,減少各區域的溫差。改造后一次點火成功,爐內各區域的12個點,最大溫差為10 K,對于圓形爐膛的三廢混燃爐來說,波動非常小。這次改造成功改變原先存在的點爐問題,并且后期點爐成功率達100%。點火到爐膛溫度正常運行的時間從原來的1 h縮短至35 min,節約了大量的煙煤成本。
煙氣再循環的投用,雖然在一定程度上緩解了在線NOx的控制問題,大大減少了氨水的消耗,但是也出現了弊端:再循環煙氣中存在少量粉塵,附著在一次風機的葉片上,隨著時間累積,影響葉輪的動平衡;尤其雨季濕度大時,雨水隨著循環煙氣一起進入風機,快速破壞葉輪的動平衡,其振動值逐步上升[3]。
解決辦法:(1)在一次以及二次風機的進口加裝防雨棚,杜絕雨水入,保證相對干燥狀態,使得煙氣中的少量粉塵隨氣流循環,不會附著在葉輪上。(2)利用停爐檢修機會,檢查電袋除塵器的效果及布袋完好情況,從源頭上防止粉塵外溢,保持煙氣含塵量在合理指標范圍內。(3)為進一步減少再循環煙氣含塵量,在煙氣再循環的總管上加裝直插式高溫濾布,前后加裝壓力差傳感器,設定壓力報警值。當濾布阻力上升到一定值時,控制系統報警,操作人員更換備用濾布,使煙氣再循環的含塵量控制在更低的水平,保證鍋爐風機等主要傳動設備長周期穩定運行。
通過選擇性非催化還原(SNCR)+SCR串聯脫硝項目,雖然達到超低排放的效果,但是忽視改造后高溫煙氣流的改變。從省煤器檢修割下的損壞管束分析來看,變薄部位集中在護瓦兩側,而且多集中在一段。綜合爐膛積灰分析,基本判斷是煙氣量過大和局部偏流導致脫硝煙氣進出口部位的流速上升,加劇飛灰沖刷,對流管束和省煤器局部產生嚴重磨損。煙氣流向的改變還使得對流管束和省煤器的護瓦失效,不能有效保護省煤器,造成省煤器局部頻繁出現漏點[4]。
對此,要均勻分布出口煙氣,不讓煙氣往一邊走,可在省煤器的進口處加裝煙氣擾流板,保證換熱以及減少煙氣局部的過量沖刷。改造后省煤器出現漏點情況緩解。同時在鍋爐不停爐的情況下,通過帶壓堵漏技術處理省煤器漏點。
針對三廢混燃爐的實際運行問題,通過不斷摸索研究,引進吸收并優化同行廠家的管理經驗和技術,使得鍋爐傳動部件運行近3 a未大修,保持較好的超低排放效果,鍋爐裝置總體運行安全、穩定、高效。