锅炉节能-冷渣机-造纸企业锅炉炉渣物理热能的回收

1、造纸企业锅炉炉渣物理热能的回收李志祥(圣火科技(河南有限责任公司河南郑州450002能源与环境是人类共同关注的课题,节约资源、发展可持续循环经济已经成为我国的一项基本国策。国民经济社会发展第十一个五年规划纲要中明确提出在“十一五”末期,单位国内生产总值能源消耗要比“十五”末期降低20,这也是我国第一次明确提出节能降耗约束性指标。企业通过对现有设备设施的改造,成为企业节能减排提高经济效益和社会效益的重要途径之一。国内造纸企业因工艺要求,大多建设有自备锅炉房或热电站(厂,这些锅炉多选用沸腾锅炉或CFB循环流化床锅炉,锅炉燃烧后的锅炉炉渣含有大量的物理热能(一般在800950,其物理热损失数值的大小

2、直接关系到锅炉的经济运行性。下面就如何回收这部分高温炉渣的物理热能作一论述。1 锅炉运行现场分析锅炉在燃烧运行中排放的高温炉渣(800950(俗称排放红渣,以底渣形式直接排放,在渣场自然冷却或用水冲洗到室温状态,造成物理热能的损失,同时极大恶化了锅炉运行现场的生产环境;高温炉渣中残留的S和N仍可在炉外自燃释放出大量SO2和NOX,造成大气环境二次污染。另一方面,由于锅炉采用底渣直接排放形式,直接影响到锅炉料床内料层厚度和炉膛床压的稳定性,当任何一个条件稳定性较差时,会出现大块炉渣沉积现象(俗称炉膛结焦,致使排渣不畅,严重时可堵塞排渣管道,造成锅炉停炉检修。因此防止和避免炉膛结焦,必须保持炉膛内

3、燃煤具有良好的流化条件,即保证锅炉内料层厚度和炉膛床压的稳定。锅炉运行现场较常采用的方法是对放渣时间和放渣数量进行人工控制,这一方法存在许多不确定因素: (1采用人工控制,要求有多工种人员配合,对工人操作技能要求较高;实际在运行现场,较多工人是以工作经验为基础去进行控制的。工人操作技能的高低直接影响到控制精度的要求。(2采用人工控制排渣,必然造成锅炉内料层厚度和炉膛床压的不稳定,影响锅炉的稳定运行,降低锅炉的运行效率。(3许多燃煤在人工排渣过程中不能在炉膛内很好地流化燃烧,被以底渣方式排到炉外,发生炉外二次燃烧,产生环境污染,浪费燃煤。(4由于炉渣为高温流体,排放过程会产生热水蒸气,同时炉渣内

4、积聚了大量灰分,受热水蒸气影响向四周扩散,恶化了工作现场环境,影响工人身体健康。(5由于炉渣的高温流体性,工人现场人工排渣存在较多安全隐患,同时工人的劳动强度大,时常会发生烧伤、烫伤等安全事故,特别在夏天排渣时周围温度可达45以上。2 高温炉渣物理热能回收(图1该技术采用循环水逆向热交换方式对高温炉渣的物理热能进行回收利用。其原理为高温炉渣在低温循环水作用下,热量被循环水吸收加热形成高温循环水,高温循环水被回收到锅炉除氧器经除氧后进入锅炉,达到热能的循环再利用。该技术具有如下特点:(1有效降低对锅炉产生同一单位体积蒸汽所需燃煤量,年可节约燃煤成本几十万元以上。(2锅炉高温炉渣物理热能被回收,可

5、有效提高锅炉的热效率2%以上。(3锅炉排渣方式由定时排放改为连续排放,增加锅炉运行的稳定性,锅炉内料层厚度和炉膛床压得到有效控制;可以实现排渣和输送渣的自动化作业,降低人工成本。(4采用低温排渣(出口渣温在100之内可控,一般为4570,降低现场安全事故和隐患;可极大改善工作现场环境,提高环境质量,降低环保问题给企业带来的压力;提高炉渣的活性含碳量,每吨渣销售增加值58元。 图1 高温炉渣物理热能回收示意图3 应用该技术后经济效益分析3.1 案例分析广西某纸业公司有35t/h蒸发量CFB循环流化床锅炉一台,其锅炉技术参数分别为:高温炉渣出口初温A为930,物理热被回收后温度B为50,锅炉运行有

6、效时间C为340天,锅炉炉渣排放量D为2800kg/h,锅炉热效率F为80(典型,锅炉燃煤H为3200大卡/吨, 3200大卡燃煤价值I为345元/吨,高温炉渣的比热为0.96kJ/kg·,7000大卡标准燃煤发热值为2.94×107kJ/t。年回收热能总量(折算为7000大卡标准燃煤Q=0.96×(A-B×C×D÷E÷F=0.96×(930-50×340×24×2800÷29400000÷80=820.66吨折算成该企业所烧3200大卡燃煤:820.66×

7、;7000÷3200=1795.19吨实际为企业节约燃煤成本:1795.19×345=619340元该企业未采用该技术前,排渣需4人/班,共计3班,每名工人工资660元/月,采用该技术后每班仅需1人即可,为企业可节约人工成本:660元/月×11月×9人=65340元原企业用铲车推渣拢渣,装渣约2h/d,铲车正常工作烧柴油17l/h,油价4.10元/升,则每年为企业节约燃油成本:17×2×4.10×340=47396元61.934+6.534+4.7396=73.2076万元另外,避免机电车间总控室、变压器室等重要设备因大量灰

8、尘影响,造成电器设备故障存在的潜在危险;解决甘蔗渣原料场因灰尘增多,造成纸浆中尘埃含量大难处理的问题;有效避免周边生活居民因灰尘量大向环保部门投诉的压力问题。3.2 采用该技术对锅炉运行的影响由于该技术应用仅取用锅炉前端进除氧器的低温水,高温水直接回流到除氧器,不必对锅炉任何系统进行改造变动,所以对锅炉的运行无任何影响,相反有效提高锅炉运行的热效率。为保证该设备的可靠、正常运行,该技术应用了低流量报警、高回水温度报警、变频器无级调速等控制方式;当进入该设备的低温水低于设备要求水量时或回水温度高于设定值时,控制系统自动切断对设备的供电,设备停止运行,保证设备的运行安全。参考文献:1易丹辉主编统计预测-方法与应用M北京:中国人民大学出版社,19972魏伟、牛东晓负荷预测技术的新进展J北京:华北电力大学学报,2002,293常公鹏牛素芬于关琴冷渣器投运的技术经济性分析山东:山东电力高等专科学校学报第8卷(2005作者