提高锅炉掺烧火炬气比例的可行性研究

第 1 期 2 0 1 0年 1月 锅炉制造 B0I L ER MANUF ACTURI NG N o 1 J a n 2 0 1 0 文章编 号： C N 2 31 2 4 9 ( 2 0 1 0 ) 0 一 0 0 1 2 0 2 提高锅炉掺烧火炬气 比例 的可行性研 究 詹树新 ， 李冰 ( 1 哈 尔滨锅 炉厂有 限责任公 司， 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 4 6 ； 2 国电康 平发 电有 限公 司， 辽 宁 沈 阳 1 1 0 5 0 0 ) F 摘要： 在实施了火炬气回收系统改造后， 通过热力计算比较及不同掺烧火炬气比例试烧， 证明可提高锅炉掺 烧火炬气比例由2 0 到4 0 ， 创造更大社会、 经济效益、 减少环境污染及能源浪费问题。 关键词 ： 火炬气 ； 锅 炉； 试 验 中图分类号 ： T K 2 2 3 文献标识码 ： A F e a s i b i l i t y S t u d y f o r I n c r e a s i n g t h e P r o p o r t i o n o f T o r c h Ga s for B o i l e r Zh a n S h u x i n ， L i Bi n g ( 1 H a r b i n B o i l e r C o m p a n y L i m i t e d ， H a r b i n 1 5 0 0 4 6 ， C h i n a； 2 G u o d i a n k a n g p i n g G e n e r a t i n g C o mp a n y L i m i t e d ， S h e n y a n g 1 1 0 5 0 0 C h i n a ) Abs t r a c t ： Af t e r t h e t o r c h g a s s y s t e m wa s i mp r o v e d，t h r o u g h c o mp a r i n g t h e h e a t c a l c u l a t i o n a n d t e s t s o f d i f f e r e t t p r o p e r t i o n o f t ho r c h g a s ，i n c r e a s e d t h e p r o p o r t i o n o f t o r c h g a s f r o m 20 pe r c e nt t o 4 0 p e r c e n t i s p r o v e d t o b e f e a s i b l e Th i s c a n c r e a t mo r e s o c i a l a n d e c o no mi c be n e f i t ，a t t h e s a me t i me，i t c a n r e d u c e e n v i r o n me n t p o l l u t i o n a n d e n e r g y wa s t e Ke y wo r ds： t o r c h g a s； b o i l e r ； t e s t 0 引 言 石油化工企业大多设有火炬气燃烧系统 ， 分 别在线、 间断地运行 ， 这样就造成了大量的可燃气 体浪费， 同时生成燃烧 产物 ( 烟雾 ) 、 噪声 、 热辐 射、 光 害 等 污 染。初 步 测 算 火 炬 气 平 均 热 值 2 9 0 0 0 k J k g ， 这样每年将浪费相 当可观 的能量 。 目前某石化企业已经将生产过程中产生的烯烃 、 芳烃等回收送人 自备电厂进行掺烧 ， 取得 了一定 的经济 、 社会效益。 能否在不改变或少改变现有设备的基础上 ， 将气煤掺烧 比由原来 的 2 0 提高到 4 0 。若设 想可行 ， 将能节约一大笔投资 ， 同时带来更为可观 的经济、 社会效益。 1 掺烧的热力计算 以锅炉的设计条件为基础， 进行 了掺烧 4 O 火炬气条件下的完整的热力计算。计算结果表明： 1 ) 所有计算结果与设计值相 比变化很小， 都 符合设计规范 ； 2 ) 计算炉膛 出口烟气温度是 1 0 5 9 o C， 比设 计值 1 0 5 6， 只高了3度， 远远小于厂用煤的灰 份开始变形温度 T 1 1 3 7 0； 3 ) 计算排烟温度是 1 4 2 o C， 比设计值高4度， 计算锅炉效率是 9 1 4 0 ， 比设计锅炉效率 9 1 6 4 只下降 0 2 4 ， 其损失的热能与火炬气 回收 带来 的巨大热能相比是微不足到的。 故通过热力计算可以看 出， 提高火炬气的掺 烧 比例至4 0 是完全可行的。 2 掺烧火炬气试验 试验过程如下 ： 1 ) 将锅炉负荷调整至 2 2 0 t h ， 全烧煤 ， 尽量 保持过热汽压 、 汽温稳定 ， 给水投 自动 ； 2 ) 尽量将各一次风速调均匀在 2 4 m s 左右， 调整各二次风门开度 ， 稳定 2 O分钟 ； 收稿 日期 ： 2 0 0 91 O一 2 4 作者简介 ： 詹树新( 1 9 7 8一) ， 男 ， 2 0 0 5年毕业于哈尔滨工程大学热能与动力工程专业， 现从事 电站锅炉现场安装服务工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1期 詹 树新 ， 等 ： 提高锅炉掺烧火炬 气比例的可行性研究 l 3 3 ) 逐渐减燃烧器 四个 角的给煤量 同时 ， 逐渐 开火炬气来气调整 门， 加大 四个角的供气量 ； 4 ) 试验中， 注意 观察火焰 ， 掌握燃烧 稳定性 情况 ； 5 ) 当掺烧火炬气 比例分别达到 1 0 、 2 0 、 4 0 后 ， 稳定燃烧两小时后 ， 记录数据 ； 6 ) 试验中停乙侧制粉系统运行 ， 除用减温水 进行汽温调整， 减少或避免一切操作。 锅炉 1 0 0 烧煤 、 分别掺烧 1 0 火炬气、 2 0 火炬气 、 4 0 火炬气四种工况的数据 ， 见表 l 所示。 表 1 同比例火炬气的燃烧 工况 通过试验数据 ， 得 出锅炉各参数在不 同掺烧 比例下的变化 ， 如图 1 所示。 图 1 掺 烧 不 l司比 例 火 炬 气 的锅 炉 参 数 曲 线 通过研究我们能得出以下结论 ： 1 ) 在不 同掺烧 比例下 ， 排烟温度 、 过热器 管 壁基本没变 ， 说明火焰 中心位置没变 ， 炉膛出口烟 气温度也没上升 ； 2 ) 火炬气燃烧的耗氧量较煤大 ， 大掺烧量时 要 注意 氧量 的调 整 ； 3 ) 飞灰可燃物随掺烧 比增加而增加 ， 如何 在 大掺烧 比例下降低飞灰可燃物 ， 还有待于摸索 ； 4 ) 试验调整期 间， 锅炉各 项参数稳 定 ， 炉膛 火焰稳定 、 金黄发亮 、 炉膛 负压稳定 ， 证明炉内燃 烧工况变好 ； 5 ) 在火炬气母管供气的条件 下， 加减燃 气量 应缓慢 ， 否则炉与炉之间会发生抢气现象 ， 破坏本 炉和邻炉燃烧 的稳定 ； 6 ) 掺烧火炬气量增加后 ， 对制粉系统 出力 的 要求下降， 对煤粉细度的影响较大， 须及时调整制 粉系统 ， 以确保制粉 电耗不增加 ， 防止煤粉过细增 加制粉系统的易爆性 ； 7 ) 由于掺烧火炬气须增加其二次风量 ， 在保 证火炬气燃尽的条件下 ， 可使下排给煤粉量偏大 ， 有利于排烟温度的降低 ； 8 ) 在锅炉燃烧不稳定或低负荷时 ， 投火炬 气 助燃的效果比投油助燃要好 ； 9 ) 实际锅炉排烟温度 比设计值高 ， 掺烧火炬 气并没有进一步抬高排烟温度 ， 而试验 中， 低温省 煤器入 口平均烟 温 3 3 9 c c比设计 值 3 2 4 高 1 5 度 ， 证明应采用各种方法 ， 加强空气预热器 的吸 热 ， 使排烟温度降低 。 3 结 论 由以上 的热力计算及掺烧试验证 明， 在锅炉 本体及其附属设 备不做任何改造的前提下 ， 可将 掺烧火炬气的比例从 2 0 提高到 4 0 。公 司每 年可多 回收 4 8 0 0 0 K N m 3 ， 年 节约 生产 成本 1 4 0 0 万元 ， 同时可望消灭公 司的火炬长明灯现象 ， 其获 得的社会 、 经济效益将是巨大的， 对职工及周围居 民的身心健康有着非常积极 的意义。 从生产设备管理来讲 ， 电厂提高燃用火炬气 量不仅 回收了大量的能源， 减少了污染 ， 它还具有 以下优点 ： 1 ) 可增 加锅炉 的燃 烧稳定 性 ， 促 进安 全生 产 ； 2 ) 可允许锅炉低负荷运行 ( 掺烧火炬气 时 ， 不投油助燃 ， 带 9 0 t h负荷 ， 稳定燃烧 2小时) ， 这 可大大增加 自备 电厂的负荷适应性 ， 对化工装置 的生产起 良好 的保证作用 ； 3 ) 可大大减