燃气掺烧在我公司75t_h循环流化床锅炉上的应用.pdf

? 第 5期 ? 2010年 9月 中? 氮? 肥 m?sized nitrogenous fertilizer progress no?5 sep? 2010 燃气掺烧在我公司 75 t/h循环流化床锅炉上的应用 王晓红,赵英俊 (中化吉林长山化工有限公司, 吉林 松原?131109) 中图分类号 tk 229?6?文献标识码 b?文章编号 1004- 9932( 2010) 05- 0023- 02 收稿日期 2010?04?23 作者简介 王晓红 ( 1966?), 女, 吉林松原人, 工程师。 ? ? 我公司是以煤为原料,采用恩德粉煤气化技 术造气的中型氮肥企业,生产能力为合成氨 180 kt/a ,尿素 300 kt/a 。公司共有 6台锅炉生产 3?82mpa过热蒸汽供生产车间使用,其中 1 #、 2 #锅炉为 35 t/h链条炉, 3 #、 4#、 5#、 6#锅炉为 75 t/h循环流化床锅炉。 6 # 锅炉是为淘汰 1 #、 2# 高耗能链条炉而建的,于 2008年 12月投入使 用,1 #、 2#锅炉停用作为备炉。由于原有 1#、 2# 锅炉为微负压操作,配有燃气掺烧,自 6 # 锅炉 投用后, 造成燃气富余而放空。为充分利用燃 气,节约能源, 结合公司实际, 决定将富余的燃 气用于 3 #、 4#循环流化床锅炉掺烧。 1? 燃气来源及使用情况 1?1? 燃气来源 燃气包括氨合成工段氢回收尾气和氨回收尾 气,燃气总量约 3 600m 3 /h, 其中氢回收尾气量 为 2 970m 3 /h, 氨回收尾气量为 630m 3 /h ,各气 体组成见表 1 。 表 1? 气体组成% 项? 目 ch4h2n2nh3 氢回收尾气4116430 氨回收尾气38?644?416?50?5 燃? 气40?621?038?30?1 1?2? 燃气使用情况 ( 1) 用于烘干恩德粉煤气化用原料煤,将 原料煤水分含量由 25 % 干燥至 12 % , 燃气用量 约 1 200m 3 /h 。 ( 2) 家属区生活用气,用气量 1 000 m 3 /h。 考虑燃气使用的合理性, 公司家属区生活用气为 间断供应, 仅在早、中、晚各供气 2 h左右。 ( 3) 用于 3 #、 4# 循环流化床锅炉掺烧。不 向家属区供生活用气时, 可供掺烧用的燃气量为 2 408m 3 /h; 当供给家属区生活用气时,可供掺 烧用的燃气量为 1 408m 3 /h。 2? 燃气掺烧的应用 2?1? 工艺设计 经考察,燃气掺烧使用的燃烧器选用江苏徐 州燃烧控制研究院有限公司生产的 xrq?2型燃 烧器。设计按正常时 3 #、4#锅炉燃气掺烧系统 1 开 1备考虑,实际运行也可同时使用,每台锅炉 对称布置 2台 xrq? 2型燃烧器,每台锅炉设计 掺烧燃气流量 3 000 m 3 /h 。燃烧器主要由燃气喷 枪、稳燃器、火焰检测器、手动风门挡板等组 成,燃烧器垂直安装在炉膛侧墙高约 11?28 m 处,火焰出口处由保温材料构成环形燃烧室, 以 稳定火焰。为防止回火, 在靠近锅炉燃烧器处设 置管道阻火器。 因 3 #、 4#循环流化床锅炉为微正压 (约 500 pa) 操作, 而燃气压力只有 2 kpa ,从燃气掺烧 的安全性考虑, 增设 1台增压风机, 将燃气压力 提高至 10 kpa左右。增压风机选 3l63 wd型罗 茨风机。为保证原料煤烘干用燃气流量的稳定, 增压风机设有变频控制器,使流量可以调节。 燃气掺烧的工程设计委托山东纬剑工程设计 有限公司完成。对于锅炉本体与燃烧器连接处的 开孔位置、密封、让管等设计,因 3 #、4#循环流 化床锅炉为四川锅炉有限公司制造,且炉型相 同,所以委托四川锅炉有限公司完成。 2?2? 仪控系统 增压风机出口球阀及燃烧器入口球阀的阀位 开关信号送至控制室,可实现在事故状态下远距 离快速控制。 每台燃气掺烧用燃烧器配置 1台就地控制 24? ? ? 中 氮 肥第 5期 柜,可直接在现场实现锅炉就地点火设备的操 作。该柜控制面板上设有速断阀、气枪推进器的 位置反馈指示、点火信号、火检有火信号等控制 按扭, 操作人员通过此柜完成炉前的就地手动点 火等操作, 同时通过就地 /程控切换按扭实现程 控点火及联锁保护等动作。 2?3? 掺烧流程 燃气掺烧流程见图 1 。 图 1? 燃气掺烧流程示意图 2?4? 运行情况 2009年 8月 1日燃气掺烧项目的所有安装 工作完毕, 吹扫、置换合格后,8月 3日 8 :00 开始投运 3 # 锅炉燃气掺烧系统,将燃烧器风门 开至 30 % 50 % ,打开增压风机入口阀、出口 阀、燃烧器前阀门,将 3 # 锅炉左右两侧主气枪 进到位,启动增压风机, 建立起火焰,逐步开大 燃烧器风门至全开。通过近几个月的运行情况 看,燃气掺烧投运后,在保证锅炉自身安全稳定 运行的同时,达到了增产蒸汽的预期效果。 4 #锅 炉于 2009年 8月 5日 8 :00开始投运燃气掺烧 系统, 与 3 #锅炉一样能够稳定运行。 为测试燃气掺烧的效果,我公司于 2009年 9月 15日、 16日分别对 3 #、 4# 锅炉掺烧燃气前 后的各项参数进行了测定,结果见表 2 ( 15日 为 3 #锅炉数据, 16日为 4 #锅炉数据 )。 表 2? 锅炉掺烧燃气前后各项参数 参数名称 投燃气前 15日16日 投燃气后 15日16日 平均升高数值 15日16日 一次风流量 /m3 h- 148 00048 00048 00048 00000 二次风流量 /m3 h- 1 18 00028 00018 00028 00000 给煤机转速 / r min- 1 40040040040000 锅炉负荷 / t h- 1535058 5956 575 66 7 引风机开度 /%945894560- 2 2点床温 /!9058649248931929 返料温度 /!8018108458394429 燃烧室温度 /!7536838097775694 ? ? 从表 2数据可以看出, 在风量、投煤量不变 的情况下, 掺烧燃气后,单台锅炉多产蒸汽 5 7 t/h 。 2009年 9月 19日,同时投用 3 #、 4# 锅炉 燃气掺烧系统,2台炉多产蒸汽 9 10 t/h。 3? 效益评估 燃气掺烧项目增产蒸汽量按单台炉 ( 5 t/h) 计算, 年生产时间按 7 000 h计,则年增产蒸汽 35 k, t 吨