關(guān)于化工廠鍋爐摻燒馳放氣可行性的研究

張 波

內(nèi)蒙古中煤遠興能源化工有限公司 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017307

0引言

內(nèi)蒙古中煤遠興能源化工有限公司為了充分利用甲醇合成生產(chǎn)的馳放氣，計劃將其投入熱電循環(huán)流化床鍋爐中燃燒， 鍋爐煤/氣摻燒可能帶來以下問題：鍋爐難達到額定出力；滿出力運行時可能出現(xiàn)過熱器超溫，排煙溫度高；引風(fēng)機出力不夠；燃燒效率及熱效率下降。

為實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，對化工廠過濾摻燒馳放方法進行可行性研究。從煤炭類別、鍋爐燃燒與摻燒比計算等方面進行研究。

1.鍋爐設(shè)備

內(nèi)蒙古中煤遠興能源化工有限公司60噸/年甲醇項目配套建設(shè)3×160T/H UG-160/9.8-M3循環(huán)流化床鍋爐，主要燃料為煤矸石和煙煤。主要設(shè)備與輔助系統(tǒng)包括鍋爐本體、熱力系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)及脫硝系統(tǒng)等。

2.鍋爐燃料特性

2.1 煤種

鍋爐的設(shè)計煤質(zhì)為化工園區(qū)煤礦自產(chǎn)煙煤和煤矸石及氣化爐渣的混合燃料。鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)見為：額定蒸發(fā)量160t/h、額定蒸汽溫度540℃、額定蒸汽壓力9.81MPa、汽包工作壓力10.8Mpa、給水溫度215℃、排煙溫度138℃、排污率≤2%、燃料消耗量～25 t/h、鍋爐計算熱效率89.16%、鍋爐飛灰份額70%、一.二次風(fēng)量比55：45、一次熱風(fēng)溫度189℃、二次熱風(fēng)溫度189℃、循環(huán)倍率25～30、空氣預(yù)熱器進風(fēng)溫度20℃、入爐煤粒度0.1～10mm、最低穩(wěn)定負荷30%、減溫器噴水量3.9T/h、減溫器減溫能力18℃/min、鍋爐II級減溫(屏式過熱器出口)、減溫器噴水量1.3T/h、減溫器減溫能力10℃/min、點火氣壓0.6～0.8MPa、每只氣槍流量700Nm3/h、點火總風(fēng)量42000Nm3/h、混合風(fēng)20000Nm3/h。

2.2 煤質(zhì)燃料特性

鍋爐的設(shè)計煤種為混合燃料，即：煤:煤矸石:氣化爐細渣=7:1.5:1.5，混合后的燃料特性如下表2所示：

表1 鍋爐設(shè)計煤種的燃料特性

3.鍋爐燃燒與摻燒比計算

3.1 燃料發(fā)熱量計算

氣體的低位發(fā)熱量可由《常用氣體的熱值》查得，具體數(shù)據(jù)如下表2、表3所示。

表2 各類氣體的低位熱值

表3 馳放氣組分（vol.%）

3.2 額定負荷下燃料輸入鍋爐熱量

3.3 額定負荷工況不同馳放氣量時燃煤消耗量

在額定負荷工況條件下進行燃煤與馳放氣混合燃燒時，鍋爐的有效吸熱量來自于燃煤與馳放氣輸入爐內(nèi)的熱量。因此有：

60%馳放氣量（7200Nm3/h）時鍋爐額定負荷所需燃煤消耗量，該工況條件下燃煤應(yīng)輸入的熱量燃煤消耗量為：4.912Kg/s.

100%馳放氣量（12000Nm3/h）時鍋爐額定負荷所需燃煤消耗量為4.170Kg/s.

3.4 燃料燃燒所需空氣量（取α=1.1）

3.4.1 單位質(zhì)量的煤完全燃燒時所需空氣量

所需理論空氣量，由經(jīng)驗公式得：

3.4.2 單位體積的燃氣完全燃燒時所需空氣量

由上述方程式可知，每一標(biāo)準(zhǔn)立方米的馳放氣燃燒需要的理論空氣量為：

4.結(jié)束語

鍋爐摻燒馳放氣后，不僅具有良好的經(jīng)濟效益，而且還具有良好的CO2、SO2、灰渣減排效益，可充分利用甲醇合成產(chǎn)生的馳放氣副產(chǎn)品，避免了直接對空排放產(chǎn)生的環(huán)境污染及污染物處理設(shè)備費用與運行成本，減少了鍋爐對原煤資源的直接消耗量；此外，馳放氣與低質(zhì)煤的摻燒，還可有效改善爐內(nèi)低質(zhì)煤的燃燒特性，有助于提高鍋爐機組的出力，鍋爐摻燒馳放氣可行。