循環流化床鍋爐摻燒解析氣技術在滄州大化的應用

閆艷潔

滄州大化聚海公司水汽車間，河北 滄州 061000

滄州大化聚海公司是以生產TDI（甲苯二異氰酸酯）為主要產品的公司，造氣車間制氣裝置在生產過程中產生具有一定熱值的解析尾氣，氣量3421Nm3/h（含有一氧化碳25%，氫氣30%左右），解析尾氣去火炬對空排放燃燒，可燃氣體白白浪費。水汽車間的循環流化床鍋爐解析氣摻燒為節能減排項目，將造氣車間PSA工序的生產廢氣回收到循環流化床鍋爐使用。2010年11月6日聚海公司水汽車間A爐投用解析氣成功；2011年5月23日B爐摻燒解析氣成功。循環流化床鍋爐摻燒煤氣技術目前已比較成熟，國內有多套類似的應用實例，但摻燒解析氣的目前還沒有成功先例。解析氣的成功摻燒使滄州大化集團節能減排技術提到了一個新的水平。

1 工藝原理

解析氣由造氣車間引入鍋爐界區后在爐前分成兩支路分別送入鍋爐爐膛左右側燃燒器進行燃燒。

循環流化床鍋爐運行時的燃燒室以至整個爐膛溫度均勻（900℃左右），高于解析氣的著火溫度，當鍋爐負荷超過60%且爐膛火焰中心溫度達900℃左右時，方可投入解析氣運行(投運順序：床下點火-煤燃燒-升負荷-投入解析氣）。從而保障了噴入爐膛的解析氣可以馬上燃燒，消除了純粹燃用解析氣的鍋爐一次點火不著時的事故隱患，也消除了燃燒器故障或瞬間停氣帶來的事故隱患。

燃燒器采用兩級點火，先用高能點火裝置點燃瓦斯氣槍，再由瓦斯氣槍點燃主燒嘴。采用高能點火裝置進行點火，為避免點火槍始終在燃燒區里導致燒壞，配有點火槍電動執行機構（行程400mm），點火結束后自動將點火槍退出。每臺燃燒器配兩套紫外光火焰檢測器，用于檢測燃燒器火焰狀態，火焰檢測器將檢測到的火焰狀態信號送給程控系統，以完成熄火保護功能。

控制部分直接由DCS遠程控制?，F場設備的控制與反饋信號直接進DCS系統。進行相應的點火、開閥、關閥、吹掃等操作，火焰檢測放大器安裝在設備間內，并引入DCS。閥組包含球閥、蝶閥等。DCS系統可完成燃燒器的手動及自動點火，還可完成鍋爐的保護功能。

2 操作說明

2.1 鍋爐點火準備

在燃燒器可投入運行之前DCS應滿足以下許可條件：

1）火焰檢測器系統正常（冷卻風）；2）所有燃燒器閥門關閉；3）無MFT跳閘信號存在；4）燃氣壓力滿足點火要求；5）點火系統準備好火焰檢測器無火。當以上這些條件都滿足時，才允許運行人員點火操作。

2.2 燃燒器點火

首先單側進點火槍，打開點火器，同時開啟瓦斯氣槍快關閥，瓦斯氣槍被點燃后迅速關閉點火器，退出點火槍。如在10s內瓦斯氣槍未著火，迅速關閉瓦斯氣槍快關閥，進行置換合格后，方允許進行下一次點火，至少間隔五分鐘以上，禁止沒有查明點火失敗原因之前重復操作。當瓦斯氣槍點燃被證實后（火檢變紅），迅速開啟燃氣支閥，完成相應燃燒器的點火，燃燒器即可投入正常運行，單側點燃后用同樣的方法點燃另一側燃燒器。

2.3 DCS燃料安全系統

1）爐膛吹掃（冷態情況下）；2）解析器系統跳閘；3）首跳原因顯示；4）火焰檢測E聯鎖和報警。

3 解析氣摻燒后的節能減排效果及經濟效益

爐投用前后消耗數據對比：

2010年10月10日～18日A爐平均煤耗：

1584.1 /9757.5=0.1623噸煤/噸蒸汽2010年11月6日～12日A爐解吸氣投用后平均煤耗：1230.7/8412.8=0.1463噸煤/噸蒸汽。投用解吸氣后，平均每小時節省燃煤0.93噸，扣除本月氣溫降低對鍋爐熱效率的影響，投用解吸氣后每小時節省燃煤約1噸左右。

4 經濟效益及環保效果

鍋爐摻燒后系統運行穩定，噸蒸汽煤耗下降10%。年節煤量折合標煤約為6700多噸；同時因為減少了煤的消耗量，鍋爐的二氧化硫和二氧化碳排放量相應減少，鍋爐每年可減少SO2排放133噸， 減少CO2排放15861噸。

循環流化床鍋爐（B0101A/B）摻燒解析氣成功后，每小時回收解析氣按3421Nm3/h計算的話，相當于每小時節煤1.1噸。兩臺鍋爐總計運行時間每年按360天運行計算，鍋爐年節省燃煤9504噸，每年可節省燃料費用475.2萬元左右。

5 裝置存在問題的解決措施

1）解吸氣投用后，解吸氣爐膛出口氣流擾動增加，水冷壁磨損增加，為此車間對兩臺鍋爐衛燃帶以上水冷壁進行噴涂，防止水冷壁的磨損；

2）解吸氣在輸送過程中產生大量冷凝水，冬季解吸氣管線、設備（尤其是阻火器）容易發生凍結現象，影響摻燒系統安全穩定運行，車間提技改，解吸氣管線、設備增加蒸汽伴熱、保溫，以解決凍結問題；

3）為了進一步確定解析氣投用后鍋爐的燃燒情況，車間協同質檢對鍋爐的飛灰及灰渣含碳量每周進行化驗。使裝置在最佳工況燃燒；

4）根據A爐解析氣運行情況，將B爐解析氣東西兩側均為雙火檢，單側2選2火檢顯示滅火時，解析氣聯鎖停。A爐解析氣也要進行改造，確保裝置穩定運行；

5）因7m平臺為防爆區，因此B爐解析氣無現場操作柜，直接接入DCS控制。

總之，循環流化床鍋爐摻燒解析氣技術，掀開了滄州大化集團公司節能減排的新篇章。

[1]岑可法，等著.循環流化床鍋爐理論設計與運行[M].中國電力出版社.

[2]朱國楨，等.循環流化床鍋爐設計與計算[M]清華大學出版社.

[3]林銘山.循環流化床鍋爐機組運行操作技術問答[M]中國電力出版社.

[4]劉德昌.流化床鍋爐運行及事故處理[M]中國電力出版社.

[5]姜華.循環流化床應用及事故處理[M]水利水電出版社.

[6]黨黎軍.循環流化床鍋爐的啟動調試與安全運行[M]中國電力出版社.