合成氨系統降低鍋爐燃料煤耗的技術探討

武艷利，丁小標

（安徽三星化工有限責任公司，安徽渦陽 233610）

合成氨系統降低鍋爐燃料煤耗的技術探討

武艷利，丁小標

（安徽三星化工有限責任公司，安徽渦陽 233610）

針對燃料煤消耗較高及鍋爐運行周期較短的問題展開探討，采取多種措施實現粉煤熱值由21 439 kJ（5122大卡）上升至22076kJ（5274大卡）；噸煤產汽從6.5t提升到8t蒸汽；爐渣平均殘碳率從3%下降到1.3%，并且成功的使鍋爐的連續運轉周期從原來不到1月提高到3個月以上，最高時達到連續運行6個多月。

鍋爐；煤耗；降低；探討

安徽三星化工有限責任公司（以下簡稱“三星化工”）熱電分廠共有75 t／h流化床鍋爐2臺、三廢爐1臺，均采用無煙粉煤為燃料，近年來燃料煤消耗居高不下，煤炭采購成本占生產成本的60%以上，另外由于煤炭采購選擇面窄，高品質燃料煤難以保證需求，還直接影響鍋爐的穩定長周期運行。作為成本競爭型企業，如何節能降耗，如何在夾縫中求生存是三星化工必須要解決的問題。

1 主要采取的措施

針對近年來燃料煤消耗較高及鍋爐運行周期較短的問題，三星化工主要采取了以下措施：

1.1 減少煤種的變化對鍋爐安全穩定運行的影響

由于公司內部永城城郊礦的優質燃料煤供應量不足，需從其他煤礦采購部分燃料煤來保證鍋爐的需求。而其他煤礦的燃料煤的熱值不穩定且偏低，不能保證鍋爐的經濟運行，使鍋爐給煤量增大消耗上升。為了保證不同產地的燃料煤能達到鍋爐燃燒的最佳條件，使質量較差的燃料煤也能充分發揮其作用，使燃料煤的利用效率和鍋爐熱效率得到提高，在實際工作中熱電分廠首先通過對各個煤礦的燃料煤的煤質進行分析，根據其工業分析數據是多少以確定發熱量和灰分、揮發分的基本數據。其次以城郊礦的燃料煤為主以其他礦燃料煤為輔，按不同比例進行摻混。每種比例的摻混燃料煤以一星期為單位進行試燒，對鍋爐燃料時各工藝參數的不同反應進行記錄、分析和調整，最終確定各種不同摻混比例煤種的操作工藝調整范圍，發揮各個單種煤的特點，克服單種煤種煤不適應燃燒要求的缺點，揚長避短，并發揮最大的煤燒效率和顯著減少對環境的污染，使煤炭得到合理的利用，以提高經濟效益。各礦煤質特點統計表見下表1。

1.2 降低給煤粒度變化對鍋爐經濟運行的影響

給煤粒度對鍋爐燃燒的影響具體表現在，給煤粒度過大，則飛出床層的顆粒量減少，這種情況往往不能維持正常的返料量，造成鍋爐出力不足，爐渣含碳量過高燃燒不完全；過小則會導致飛灰含碳量升高，爐膛易發生床溫不穩、氧含量下降、返料器溫度升高、煤倉易棚煤等現象。為此熱電分廠采取以下措施保證鍋爐對燃料煤粒度的要求：

表1 各煤礦質特點統計表

（1）更換新型粉碎機及滾動篩的篩網以控制給煤的粒度以滿足鍋爐的正常要求；

（2）對粒度大的燃料煤進行多次粉碎，達到規定粒度要求時才進行摻混；對粒度較小的煤進行晾曬，降低燃料煤的表面水份。在摻混供配料時摻混一定比例的爐渣，避免出現棚煤棚倉現象，保證鍋爐的燃燒穩定。

1.3 采取不同的工藝控制方式提高鍋爐熱效率，降低燃料煤消耗

針對不同粒度和熱值的燃料煤在燃燒時采取不同的工藝控制參數，改變以往操作工藝一成不變的做法，對鍋爐料層的高低、一、二次風量的大小和返料風壓的大小進行調整，確保燃料煤得到充分的燃燒，降低灰、渣的含碳量使鍋爐達到最佳燃燒效率，保證燃料的充分利用。分廠還采取定期公布各操作班在班內操作期間鍋爐的灰、渣含碳量，月底取平均值對數值低的班組進行獎勵。有效發揮了經濟杠桿的撬動作用，激發了分廠全員創新改革激情，極大的提高了員工對鍋爐經濟運行的關注力度，從主觀上提高員工工藝操作調整的主動性。另外還定期召開鍋爐主操作會議，探討近期操作心得并互相交流好的操作經驗并予以推廣。要求各班班長在供配料期間對燃料煤的配比要做到心中有數，鍋爐主操作要根據各爐煤質好壞及時進行調整鍋爐工藝參數以降低消耗。

1.4 控制爐膛內物料循環灰量在一定范圍內，使鍋爐能夠長周期經濟運行

通過對比觀察時發現，循環灰量的大小對鍋爐的經濟運行有著至關重要的作用。循環灰量小雖然使給煤量降低，但是由于爐膛上部燃燒份額減少，導致鍋爐負荷下降出力不足，對后工段生產造成影響。如果循環灰量過大，則會導致床溫下降，給煤量不正常上升，容易出現“塌灰”現象，對鍋爐的安全運行造成威脅。熱電分廠通過長期摸索試驗確定了不同摻混比例燃料煤的爐膛壓差，使鍋爐能在滿負荷的情況下，消耗降至最低。

1.5 降低受熱面磨損，延長鍋爐運行周期，減少停爐對生產的影響

鍋爐的長周期運行最大的威脅就是受熱面的磨損。因為未摻混時燃料煤粒度不能保證，鍋爐受熱面磨損較快，容易導致鍋爐受熱面泄露、塌灰等問題出現，造成鍋爐停爐檢修，運行周期較短，優化燃料煤摻燒方案后，粒度較為均勻，并通過開展合理化建議征集、會議討論、員工學習等，不斷探索鍋爐受熱面采取不同的防磨措施，如：采用防護瓦對受熱面進行防護；采用噴涂動技術將耐磨材料噴涂到受熱面上；采用藍泥擋灰梁防磨技術降低爐膛內循環的流速等。成功的使鍋爐的連續運轉周期提高到3個月以上，最高時達到連續運行近7個月的歷史最好成績，與2012年相比，僅節約點火柴油一項就將近10萬元。

2 實施效果

每種比例的摻混燃料煤以一周為一個周期進行試燒，對鍋爐各工藝參數的不同反應進行記錄、分析和調整，確定各種不同摻混比例煤種的操作工藝調整范圍；然后根據給煤粒度、熱值、受熱面磨損、鍋爐料層、一二次風量、返料風壓、循環灰量、爐膛壓差等情況，編制粉煤比例摻混、操作工藝調整范圍一一對應的燃料煤摻燒方案，形成穩定的階梯型產供汽工藝控制方法。具體實施效果如下表2：

表2 燃料煤成本優化方案實施效果統計表

2.1 粉煤熱值和噸煤產汽量進一步提升，噸尿煤耗、爐渣殘碳率持續下降，經濟效益顯著

將煤炭熱值納入市場交易以來，煤炭采購成本明顯下降，粉煤熱值明顯上升，粉煤熱值由實施前的21439 kJ上升至實施后的22076 kJ；2013年噸煤產汽從6.5 t提升到8 t，按全年粉煤使用量133996.23t，粉煤平均單價570元／t計算：

2.2 延長鍋爐運行周期，減少停爐對生產的影響

成功的使鍋爐的連續運轉周期從原來的1個多月甚至有時還不到1個月提高到3個月以上，最高時達到連續運行6個多月。

2.3 爐渣平均殘碳率從原來的3%下降到1.3%

3 摻燒方案推廣到造氣爐驗證獲得成功，經濟效益明顯

由于城郊、陳四樓礦的優質原料煤供應量不足，與燃料煤存在相似問題，公司對小籽煤摻燒進行了相似實驗獲得成功。

在摻燒過程中，合理的控制三點溫度，一是上行爐溫小于或等于240℃，二是下行爐溫小于230℃，三是灰倉溫度小于220℃，保證爐況穩定的前提下，進一步降低灰渣殘碳，從而達到低耗高效的目的，經過調整，2013年，共耗原料煤296 685 t比去年同期318 375.67 t減少消耗21690.67 t，降低原料煤成本1 740萬元。

在小籽煤摻燒的基礎上于兩米八爐摻燒1.0－1.2 cm的小粒煤，經過一段時間工藝的摸索，總結了四大要素：一是穩定爐條機的轉速在150－200轉之間；二是穩定上行溫度小于或等于240℃；三是統一操作；四是合理分配入爐蒸汽，加強工藝管理，逐步適應煤種，獲得了最佳的經濟效益，驗證了兩米八爐摻燒1.0－1.2 cm的小粒煤得到成功。按兩米八爐摻燒1.0－1.2 cm的小粒煤較小籽煤低60元／t，一天燒300 t計算，8月份至10月份共摻燒近7000 t計節約41萬元。

4 結 語

本項目實施后每年節約費用相當可觀，該方案的成功實施及推廣應用，不僅降低了企業的生產成本，提高了產品市場競爭力，同時也實現了能源的吃干榨凈，整體推動了節能減排工作的進行，為建設資源節約型企業打下了堅實的基礎。

To investigate the boiler fuel technology to reduce coal consumption of synthetic ammonia system

Wu Yan-li,Ding Xiao-biao
（Anhui Samsung Chemical Co.，Ltd.，Woyang Anhui，233610 China）

Aiming at the coal fuel consumption is high，and the boiler＇s running period shorter launches the discussion，adopt a variety of measures to achieve the calorific value of coal powder by 21 439 kJ（5 122 kcal）rose to 22 076 kJ（5 274 kcal）；tons of coal production of steam from 6.5 t up to 8 t steam；slag，the average residual carbon rate declined from 3%to 1.3%，and the success of the boiler continuous operation period from the original less than 1 month increased to more than 3 months，the highest reached more than six months of continuous operation.

boiler；coal consumption；reduction；study

TQ113.2；TQ546

B

1003-6490（2015）04-0005-02

2015－03－27

武艷利（1986－），女，河南洛陽人，畢業于中國礦業大學，助理工程師，從事化工項目技術開發工作。