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25t/h循环双流化床锅炉运行分析
发布时间：2013-05-15 07:46 来源：未知
某公司地理位置在一级水源——钱塘江的南岸，并处在杭州城市生活用水的取水口上游，是以生产合成氨为起点，蒸汽用量较大，环境要求高，24小时连续联合生产纯碱与稀硝酸基础化工原料工业企业。近年来，我公司与许多合成氨厂一样，对使用循环流化床锅炉来治理环境、节能、再燃烧回用造气炉渣等低值燃料的技术，积极开展探索与研究工作。
我公司原有两台1984、1986年建造，型号为SHL20-25/400A的链条锅炉，在生产使用过程中，觉得存在劳动强度大、煤耗高、环境差、烟气难治理、排放超标准等制约清洁文明生产的不利因素，决定对锅炉进行技术改造。为了确保安全、稳定生产，保护环境，我公司经过调研，考察论证，先对一台链条锅炉进行改造。鉴于我公司每年有两万多吨的白煤屑、合成氨煤气炉炉渣和集成灰可以用循环流化床锅炉再燃烧利用，以及所处特殊地理位置等因素，决定采用节能环保型的循环流化床锅炉。我们计划先摸索循环流化床炉子的生产操作性能，在掌握使用和操作锅炉技术后，再改造另一台链条炉。公司1998年立项，开始组织人员进行专项调研，经过反复比较与考察，1999年确定采用四川东方锅炉厂的25 t/h循环双流化床锅炉，2000年组织实施，2001年试生产，从试生产的运行情况来看，循环双流化床锅炉既有技术优势与经济效益，也存在一定的不足。
1、循环双流化床锅炉技术原理
1.1 结构
循环流化床锅炉燃烧技术以燃料适应性强、热效率高、启炉快、停炉迅速等优势，在我国于80年代以来得到迅速发展。循环流化床锅炉在结构上有两种类型：循环单流化与循环双流化。我公司采用循环双流化床锅炉，其型号为DG25-2. 45/400，主要由主床、副床、分离器、省煤器、烟囱等组成。
1.2燃烧机理
合成氨造气炉渣、集成灰、末煤按一定比例混合破碎后，由给煤机送入主床，调节炉膛下部的供风风压，使燃料在主床炉膛内呈流化状态燃烧，然后，未烧尽的呈流化状态的燃料，在风压的作用下，进入副床再燃烧。呈流态的燃料的密度和运动状态，主要取决于锅炉的发汽量、循环回料（灰）量、床内的风压与风速。当燃料进入炉子时，床内的燃料粒子被床底部风帽中吹入的风，形成燃烧气体夹带由密相状态变成稀相状态后呈流化状；流化状的燃烧固体颗粒被烟气由主床经副床带出炉膛，被设置在炉膛出口的气固分离器分离出来，通过返料装置返回炉床中进行第二次重复燃烧，其燃烬的灰渣分别从主、副床的床下炉渣口排出。这一过程不断地进行下去，被称为“循环”燃烧。循环双流化床锅炉通过燃料的循环燃烧，再加上有主床和副床分别流化进行燃烧，使燃烧粒子在燃烧条件下有较长的停留时间、较多的氧气量、较充分的混合、较全面地疏松状态，完成了燃料的燃烧较完全，达到了较高的燃烧效率。在燃料充分燃烧的情况下，燃料中的有害物质也被充分氧化，在锅炉热效率大大提高的同时，烟气中冒黑烟的情况不再发生，达到了显著的节能效果，环境得到治理。
富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗粒机压制的生物质颗粒燃料。
根据生产负荷，调节循环灰量和进风量，控制发汽量。
1.3技术特性
额定蒸汽出力：25 t/h
额定过热蒸汽压力：2.45MPa
额定过热蒸汽温度：400℃
给水温度：105℃
排烟温度：≤180℃
锅炉热效率：≥80%
烟气排放达到国家排放标准
燃料：白煤屑（末煤）+造气炉渣+集成灰（平均粒径2.3~ 2.8 mm，≤1 mm的颗粒约为50%）
设计：按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《水管锅炉受压元件计算》等国家行业规程、标准、以及东方锅炉厂内部的企业标准进行。
2、运行技术评价
该炉今年一月投料试运行以来，由于主副床受热面炉墙质量等原因，曾多次停炉整改。但其技术优势与缺陷已经充分显示出来。
2.1 环保优势
在沸腾状态与大量较低温度返回灰的参与下，锅炉炉床燃烧的温度维持在900℃左右；燃料与氧气充分接触，燃烧完全。在此条件下，烟气中的杂质大大减少，有效地控制NOx的排放；通过炉内添加少量石灰石，显著降低二氧化硫的排放，实现烟气的脱硫率为80%左右；经水膜除尘器除尘，由杭州市环保局测试：除尘效果在98%以上；排放烟气达到林格曼黑度1度以内，灰份小于100，符合国家一级环保排放标准。
2.2经济效益优势
2.2.1计算依据
锅炉本体改造的制造费为78.50万元，改造设计、拆老锅炉、安装新炉子、运费等为41.5万元，辅助机械增加费用26万元，耐火材料等49万元，合计195万元。折旧按8年计，即折旧率为12.5%，年折旧额为23.38万元。
2000年耗烟煤43721吨，平均成本223元／吨；外调白煤屑21743吨，外调平均价为237元／吨；2001年1N 10月进烟煤4150吨，则全年进烟煤为4150×(12/10)：4980吨，外调白煤屑1436吨，则全年外调白煤屑为1436×(12/10)：1723吨。
设动力增加与劳动力减员相互冲抵，不计入效益分析之中。
2.2.2效益估算
由于我公司的生产规模2001年与2000年相
比，基本相同，用2000年与2001年的实际发生数，计算该锅炉的效益是可信的。也就是说采购烟煤的价值减去销白煤屑的价值等于改造锅炉所产生的经济效益，即
(3.3721 - 0.4980)×223 -( 2.1743 - 0.1723)×
237=166.46万元
改造锅炉的投资收回期为：
195/(166.46+ 23 .38):1年
2.3其它优势
2.3.1燃料适应性强，可烧优质煤，也可烧劣质煤；可用单品种煤，也可以掺入炉渣、煤矸石等混合煤进行燃烧。该型锅炉特别适用于使用劣质煤，用劣质煤做燃料显示出显著的优越性。在一定的生产负荷下，用优质煤燃烧，则相对于劣质煤来说，进炉膛的鼓风量偏小，容易引起灭炉，若采用劣质煤，则进炉的燃料量增大，相对的鼓风量也同时增加，炉子的稳定性较好再说劣质煤价格便宜，资源丰富。
2.3.2机械化程度高，若配置DCS集散控制系统，则可自动操作，劳动强度大大下降。
2.4存在问题
2.4.1停火迅速
停炉迅速既是优点也是缺点。优点是发生突发事件需要停炉时，能迅速灭火停炉，不容易发生安全事故。但另一方面，由于发汽负荷的波动，特别在后半夜，后工序生产单位相对使用蒸汽负荷低时，一般控制在低温状态下运行，这时极容易造成灭火停炉。在这个时候操作工的精神处在最疲劳的阶段，一但发生停炉，启动炉子到恢复正常供汽的时间往往较长，从而使锅炉有一段时间不能提供蒸汽而影响后工序的正常生产。
2.4.2负荷调节范围不大
其实这个问题应当分两方面来说。在生产负荷大于80%的条件下，调节发汽量较为方便，最好在90%以上的状态下，调节负荷的操作相当稳定与方便。但在低负荷的状态下，其生产负荷根本不能调节。在负荷低于60%时，没有办法正常生产。因为在这个状态下，一不小心，炉子就灭火，也就造成停炉事件。
2.4.3炉墙问题
我公司循环双流化床锅炉的主、副床耐火墙的材质耐磨、膨胀系数、切墙质量等没有较好地把握好。由于燃料煤为混煤，包含合成氨白块煤筛下来的煤屑、造气炉渣、集成灰等，在入炉前虽经过碾磨粉碎，但其燃料固体颗粒在沸腾流动状态下，具有一定冲击力，对墙壁、惯性室水冷壁有一定的磨损破坏力。在锅炉安装过程中，用耐磨的磷酸盐耐火砖，但因设计、砌炉墙等问题，耐磨效果不是很好。
由于膨胀系数等没有计算好，砌炉墙的质量也存在问题——砖与砖之间的缝隙偏大，现在的隔墙由主床向副床呈弧形突出，隔墙膨胀缝隙已达80mm。
对呈弧形突出的炉墙，拆除已变形的耐火砖重新安装，并增设金属抓钉，防止耐火砖的向外突出。
对已经存在的隔墙裂缝，用标准砖将主床四周用磷酸盐砖增高保护墙，阻止燃料煤粉通过隔墙膨胀缝隙走近路到副床，防止缝隙的继续扩大。
2.4.4操作熟练程度
公司的操作工，虽然经过培训，在试生产中也得到技术方的精心指导，但培训时间较短，在正常生产的操作过程中，还需要经过实际的独立锻炼，经历一段时间的摸索，才能真正掌握循环双流化床锅炉的操作性能。
3、结论
循环双流化锅炉是台好炉子。它不仅燃烧效率高，可以再利用合成氨厂的造气炉渣、集成灰等低燃烧值的燃料，使锅炉烟气排放能达到国家一级排放标准，而且经济效益可观。虽然该型锅炉在我公司的使用过程中还存在上面所述的问题，但可以通过锅炉设计制造单位与使用单位的共同探索，逐步消除这些缺陷，使该型锅炉更加完善。
锅炉使用单位在确定生产能力时，尽可能让锅炉满负荷生产。制造单位在设计时，对磨损等影响锅炉正常操作的小问题，改进设计，增设防磨措施。锅炉安装施工单位在安装时，提高施工质量，特别是耐火砖的质量。这种类型的锅炉是值得在小氮肥厂推广应用的。
