蒸汽余熱鍋爐在某石化項目上的應用

李 巖

（黑龍江省冶金設計規劃院，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 工程概況

某化工有限公司是一家以煅燒石油焦生產經營為主體的股份制企業。公司規劃建設2×150 kt/a針狀焦原料預處理裝置、100 kt/a針狀焦聯合裝置及相應公用工程配套設施。煅燒石油焦在生產加工過程中產生大量高溫煙氣，為利用回轉窯尾部燃燒室產生的高溫煙氣，設計5+16 t余熱蒸汽鍋爐，共可產生21 t蒸汽供給焦化車間、原料處理車間生產加熱和全廠生活以及冬季供暖用熱。

2 熱力工程

2.1 概述

為利用回轉窯尾部燃燒室產生的高溫煙氣，設計5+16t余熱蒸汽鍋爐，共可產生21t/h蒸汽。其中焦化車間、原料處理車間生產加熱需中壓蒸汽5.0t/h（P＝3.82 MPa、470℃），其余 16 t/h低壓蒸汽（P＝0.9 MPa、200℃）作為全廠其他用熱設施的生產和生活使用。

本工程工藝生產和生活需供應壓縮空氣、天然氣以及蒸汽等，根據該項目建設條件，焦化車間已建有壓縮空氣和天然氣供應設施，能滿足本工程用量要求，因此本工程空壓站、天然氣減壓站不再另建，只建設余熱鍋爐房（含開工鍋爐和水處理間）以及廠區熱力管網。

2.2 設計依據

本項目熱力工程設計主要采用如下標準：《鍋爐房設計規范》GB 50041－2008；《工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB 50019－2015；《建筑設計防火規范》GB 50016－2014；《煙囪設計規范》GB50051－2013；《大氣污染物綜合排放標準》GB 16297－2012；《鍋爐大氣污染物排放標準》GB 13271－2014；《工業企業噪聲控制設計規范》GB 50087-2013。

2.3 余熱鍋爐

（1）余熱煙氣條件。回轉窯尾部排出的煙氣溫度較高，為充分利用其余熱節約能源，在回轉窯尾部燃燒室后設余熱鍋爐一臺。窯尾煙氣的參數及成份如下：煙氣量：48000～52000 Nm3／h；煙氣溫度（燃燒室煙氣出口）：1000～1100℃；煙氣出口負壓（燃燒室煙氣出口）：-50～-150 Pa；含塵量：100 g/Nm3；二氧化硫含量 ：212.6 mg／Nm3；NOX 化 合 物 含 量 ：140 ～160 mg/Nm3；煙氣成分 （體積百分比）：CO2，6.9%；H2O，10.0%；O2，8.4%；N2，74.7%。

（2）蒸氣負荷及供應。余熱鍋爐正常運行時，所產蒸汽約21 t/h除供本廠生產生活使用，當回轉窯停運時，由10 t/h的開工鍋爐向本廠供汽。

（3）軟化水供應。工程軟化水用量如下，由新建水處理間的軟化水設備統一考慮。

燃氣鍋爐，10m3/h，余熱鍋爐，21m3/h，煅燒循環水，4 m3/h，凝水回收，-3～12.14 m3/h，合計，22 m3/h。根據廠區軟化水耗量統計表6－3得知：鍋爐系統軟化水用量為18 t/h，鍋爐房化學水處理設備的出力按下式計算：

式中：D－水處理設備出力（t/h）；D1－蒸汽用戶凝結水損失（t/h）；D2－鍋爐房自用蒸汽凝結水損失（t/h）；D3－鍋爐排污水損失（t/h）；D4－室外蒸汽管道和凝結水管道的漏損（t/h）；D5－采暖熱水系統的補給水量（t/h）；D6－水處理系統的自用化學水量（t/h）；D7－其他用途的化學水消耗量（t/h）；K－富裕系數，取K=1.1～1.2；D=1.1×（15.9+2.1+2.1+0.84+2.97+4）=30.6 t/h。故選用超濾全自動軟化水處理設備一套，處理能力27～32m3/h。

（4）熱力系統確定及設備選型。根據廠區蒸汽用量及廢熱鍋爐產汽量統計表得知：廠區用蒸汽量夏季 21 t/h（開工時 10 t/h），冬季 21 t/h（開工時10t/h）。其中P＝3.82 MPa的蒸汽5.0 t/h，其余蒸汽壓力為p＝0.9 MPa的蒸汽16 t/h，故新建10+5+16 t蒸汽鍋爐房一座，安裝SZS10-3.82/300-Q（Y）型燃氣鍋爐1臺和QC50/1050-5（16）-3.82（0.9）/490（210）型余熱鍋爐 1臺，其中 QC50/1050-5（16）-3.82（0.9）/490（210）型余熱鍋爐全年運行，露天擺放，SZS10-3.82/300-Q（Y）設置于鍋爐間內，僅作為開工爐使用。

鍋爐給水的除氧設備選用熱力式除氧器1臺，單臺處理量Q=25 t/h。

除氧水泵選用JGGC30-25×5型除氧水泵2臺，1用1備，給水量L=30t/h，水泵揚程H=75 m，水泵電功率N=7.5kW。水泵的動作通過除氧器上高低水位報警聯鎖除氧水泵給水。

兩臺鍋爐高壓部分共用一套加壓給水系統，選用DG25-50×12高壓給水泵2臺，1用1備，給水量L=25 t/h，水泵揚程H=600 m，水泵電功率N=37 kW，水泵的動作通過鍋筒高低水位報警聯鎖給水泵給水。

余熱鍋爐低壓部分用一套加壓給水系統，選用JGGC25-30×8低壓給水泵2臺，1用1備，給水量L=25t/h，水泵揚程H=240m，水泵電功率N=37 kW。

軟化水系統設置 3.6×2.6×2.4水箱一個，4.0×2.8×2.4一個，總有效容積V=45m3，系統凝結水回收至軟化凝結水箱。

余熱鍋爐煙氣經水浴式除塵器除塵后，達到排放要求經高40煙囪排放至大氣。

鍋爐底部和除塵器的排放，采用干式除灰，用人力車運至堆場，集中外運作其他用途。

3 結語

（1）不同用途的鍋爐系統，需要根據煙氣熱回收潛力和應用條件及使用壽命要求，經技術經濟比較，合理設計選擇余熱鍋爐。

（2）應根據實際工程特點選擇合理設計應用方案，發揮余熱鍋爐節能潛力。