水煤漿燃燒技術(shù)在鍋爐改造中的應(yīng)用

1、水煤漿燃燒技術(shù)在鍋爐改造中的應(yīng)用 齊魯橡膠廠65t/h燃油鍋爐改燒水煤漿工程分析山東齊魯石油化工工程公司 于益民內(nèi)容摘要 本文對(duì)中國(guó)石化齊魯股份有限公司橡膠廠2臺(tái)65t/h燃油鍋爐改燒水煤漿工程做了全面、詳細(xì)的論述，介紹了工程概況、設(shè)計(jì)思路、工藝路線，分析了改造技術(shù)難點(diǎn)及改造后的經(jīng)濟(jì)效益，為水煤漿燃燒技術(shù)在鍋爐改造中的應(yīng)用及推廣起到了積極作用。關(guān) 鍵 詞 鍋爐改造 水煤漿 燃燒技術(shù) 1.概述水煤漿是一種新型煤基流體燃料，在我國(guó)潔凈煤計(jì)劃中作為重點(diǎn)科技項(xiàng)目來(lái)發(fā)展，它可以象油一樣易于裝卸、儲(chǔ)存和管道輸送，且燃燒穩(wěn)定、燃燒效率高、污染物（SO2、NOx）排放少、價(jià)格低廉、節(jié)能和環(huán)保效益好等優(yōu)點(diǎn)，且燃

2、燒技術(shù)成熟，可以實(shí)現(xiàn)100%代油，是一種理想的鍋爐燃料。中國(guó)石化齊魯股份有限公司橡膠廠原有3臺(tái)型號(hào)為F-65/39-Y燃油鍋爐，正常情況下2臺(tái)運(yùn)行，全年最大產(chǎn)汽能力為63萬(wàn)噸/年。隨著市場(chǎng)燃料油價(jià)格不斷提高，蒸汽的生產(chǎn)成本也居高不下，企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益下滑。為此，公司決定將其中2臺(tái)燃油鍋爐改燒水煤漿，每噸蒸汽可節(jié)約燃料成本3040%，不僅可以大大降低橡膠廠的生產(chǎn)成本，而且替代出的重油進(jìn)行深度加工，還可以提高齊魯公司的整體經(jīng)濟(jì)效益。2.改造工藝路線選擇目前水煤漿的燃燒分“霧化燃燒”和“流化懸浮燃燒”兩種燃燒技術(shù)。其中“霧化燃燒”技術(shù)是浙江大學(xué)開(kāi)發(fā)的，其燃燒機(jī)理與傳統(tǒng)的蒸汽霧化燃燒技術(shù)相似?！傲骰?/p>

3、懸浮燃燒”是勝利發(fā)電廠水煤漿鍋爐改造技術(shù)開(kāi)發(fā)部與東北電力學(xué)院共同開(kāi)發(fā)的燃燒技術(shù)，其燃燒機(jī)理：在流化床內(nèi)添加一層惰性物料，這層惰性物料經(jīng)過(guò)加熱后，成為具有一定熱容量的熱床體，此時(shí)加入燃料，當(dāng)具有一定熱容量的惰性物料在床體內(nèi)上升到一定溫度并達(dá)到燃料的著火點(diǎn)時(shí)，燃料開(kāi)始著火燃燒。齊魯股份有限公司橡膠廠根據(jù)現(xiàn)有鍋爐的實(shí)際情況，改造工藝路線采用浙江大學(xué)的“霧化燃燒”技術(shù)。3.鍋爐系統(tǒng)改造3.1本體改造3.1.1爐膛改造根據(jù)水煤漿燃燒器組的高度和寬度，對(duì)原水冷壁開(kāi)口作相應(yīng)改變。為了強(qiáng)化水煤漿著火，爐膛燃燒器區(qū)域布置一定數(shù)量的衛(wèi)燃帶，采取在水冷壁上焊銷(xiāo)釘?shù)男问?，衛(wèi)燃帶面積為15m2，在燃燒器區(qū)域的四面爐墻上

4、敷設(shè)衛(wèi)燃帶，高度為800mm，采用連片布置，材料用碳化硅，厚度為50mm。每組燃燒器開(kāi)設(shè)兩個(gè)打焦孔。65t/h燃油鍋爐改造方案簡(jiǎn)圖3.1.2燃燒器在原燃燒器位置安裝水煤漿燃燒器。設(shè)計(jì)燃燒器共5層，一次風(fēng)2層，二次風(fēng)3層，自上而下分別為上二次風(fēng)、上一次風(fēng)、中二次風(fēng)、下一次風(fēng)和下二次風(fēng)。燃燒器四角切圓布置。2層一次風(fēng)燃燒器中均布置水煤漿噴嘴，正常運(yùn)行時(shí)投用8個(gè)水煤漿噴嘴。在4個(gè)下二次風(fēng)燃燒器噴口里設(shè)置4個(gè)點(diǎn)火油槍。3.1.3水煤漿噴嘴采用撞擊式多級(jí)霧化型水煤漿噴嘴，容量為1.6t/h，噴嘴之前的霧化蒸汽壓力為1.3MPa。3.1.4尾部受熱面根據(jù)熱力計(jì)算，過(guò)熱器和省煤器等不需要作改動(dòng)。更換面式減溫

5、器，最大調(diào)溫能力為90。每臺(tái)鍋爐更換一組上級(jí)空氣預(yù)熱器，采用內(nèi)螺紋管空氣預(yù)熱器；更換一組中級(jí)空氣預(yù)熱器，采用光管空氣預(yù)熱器。3.1.5吹灰和防磨每臺(tái)鍋爐爐膛設(shè)14臺(tái)蒸汽吹灰器。過(guò)熱器及尾部受熱面采用激波吹灰器。由于水煤漿含有10%左右的灰份，故為了減少煙氣對(duì)受熱面的磨損，在省煤器入口的前兩排直管上和彎頭迎風(fēng)面都要設(shè)防磨蓋板，共400套防磨蓋板。空預(yù)器都安裝防磨套管。3.2燃料供應(yīng)系統(tǒng)改造燃燒系統(tǒng)工藝流程見(jiàn)附圖。利用原有渣油儲(chǔ)罐（1000m3）改造成水煤漿儲(chǔ)罐。根據(jù)水煤漿特性及燃燒要求，儲(chǔ)罐伴熱系統(tǒng)作適當(dāng)改造，使水煤漿保持在3035之間。同時(shí)為了防止水煤漿沉淀，增加空氣攪拌設(shè)施，對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)的水煤漿

6、進(jìn)行定期攪拌。水煤漿由供漿泵經(jīng)過(guò)在線過(guò)濾器過(guò)濾后送至爐前。供漿泵采用流量為220m3h變頻螺桿泵（共4臺(tái)），水煤漿在線過(guò)濾器處理量為15t/h（共4臺(tái)）。3.3煙風(fēng)系統(tǒng)改造經(jīng)過(guò)計(jì)算，原有鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓可滿足要求，不更換。增設(shè)處理量為2×140000m3/h的雙室二電場(chǎng)靜電除塵器一臺(tái)，除塵效率為99，設(shè)有兩個(gè)進(jìn)口和兩個(gè)出口，由兩臺(tái)鍋爐共用。除塵器采用小分區(qū)供電，當(dāng)一臺(tái)爐停爐檢修時(shí)，可以停除塵器相對(duì)應(yīng)的一室或電場(chǎng)。3.4除灰、除渣系統(tǒng)改造后設(shè)計(jì)副產(chǎn)干灰量約為1.66噸/時(shí)，采用正壓氣力輸送系統(tǒng)，將電除塵器灰斗下的干灰捕集輸送到干灰?guī)煅b車(chē)外運(yùn)。兩臺(tái)鍋爐產(chǎn)生的爐渣量為每小時(shí)為0.

7、3噸。采用水力除渣系統(tǒng)。4.改造技術(shù)難點(diǎn)及注意事項(xiàng)將燃油鍋爐改造成燃燒水煤漿，首先根據(jù)水煤漿的特性，采用適當(dāng)?shù)陌闊岜睾蛿嚢璐胧_保水煤漿溫度在3035之間，并確保在儲(chǔ)存、輸送過(guò)程中不發(fā)生沉淀。其次，停爐時(shí)所有水煤漿管道要設(shè)有水沖洗和空氣吹掃設(shè)施。第三，水煤漿管路上的儀表在選型及安裝時(shí)要有防止水煤漿沉淀堵塞措施。第四，鍋爐爐膛及尾部受熱面必須有完善的吹灰設(shè)施。5.經(jīng)濟(jì)效益分析齊魯股份有限公司橡膠廠2臺(tái)燃油鍋爐改造為燃燒水煤漿，投入運(yùn)行已半年多，各項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計(jì)值。按照2001年該廠2臺(tái)燃油鍋爐共產(chǎn)蒸汽54.868萬(wàn)噸為基準(zhǔn)進(jìn)行改造前后的經(jīng)濟(jì)效益分析。改造前后物料消耗量及可變成本比較見(jiàn)下表

8、：序號(hào)物料單價(jià)改造前改造后年消耗金額(萬(wàn)元)年消耗金額(萬(wàn)元)1燃料油1423.5元/噸3.95萬(wàn)噸5622.8002水煤漿400元/噸0084萬(wàn)噸33603電耗0.32元/度306×104kWh/年97.92434×104kWh/年138.884低壓蒸汽70元/噸001.86萬(wàn)噸130.25自產(chǎn)脫鹽水2元/噸55萬(wàn)噸/年11055萬(wàn)噸/年1106年可變成本萬(wàn)元/年5830.73739.1*表中價(jià)格為2002年齊魯石化公司內(nèi)部互供價(jià)。*脫鹽水為鍋爐車(chē)間自產(chǎn)，除新鮮水外其它費(fèi)用已計(jì)入車(chē)間成本改造前單位產(chǎn)品可變成本=年成本÷年產(chǎn)蒸汽量=106.3元/噸汽改造后單位產(chǎn)品可變成本=年成本÷年產(chǎn)蒸汽量=68.1元/噸汽 改造后按年產(chǎn)蒸汽產(chǎn)量54.868萬(wàn)噸/年計(jì)算，每年可節(jié)約生產(chǎn)成本（可變成本）為：（106.368.1）元/噸汽×54.868萬(wàn)噸/