甲醇點火在循環流化床鍋爐應用

宋傳鋒

陽煤平原化工有限公司 山東德州 253100

1 研究背景及意義

陽煤平原化工現有的2臺220t/h和3臺75t/h流化床鍋爐，改造前鍋爐的點火方式為柴油點火。柴油點火燃燒后產生大量含油黑煙，根據環保要求，點火期間的煙氣不允許由煙囪直排；因油煙污染直接進入除塵與脫硫系統，會造成設備損壞與脫硫液污染。經論證，改造為清潔環保的醇基燃料點火后可以解決環保問題，同時降低點火燃料的采購成本。

2 主要特點

甲醇作為點火燃料，清潔環保，經濟安全。甲醇霧化噴槍霧化效果好，燃燒后主要生成物是水和二氧化碳，不產生黑煙，除塵器、脫硫設備均能夠投入，不會對設備造成污染。且甲醇為公司自產品，可節省燃料的采購、運輸等費用[1]。

3 成果完成前現有技術存在的技術問題

陽煤平原化工現有的2臺220t/h和3臺75t/h流化床鍋爐，改造前鍋爐的點火方式為柴油點火。柴油點火燃燒后產生大量含油黑煙，根據環保要求，點火期間的煙氣不允許由煙囪直排。該黑煙直接進入后續的煙氣除塵系統，會堵塞布袋除塵器；帶入脫硫系統又污染脫硫液，造成后續環保設備的損壞，因此柴油點火的煙氣也不能進入除塵與脫硫系統處理。經考察論證改造為清潔的醇基環保燃料點火可以消除以上問題。因甲醇燃燒后主要生成物是水和二氧化碳，由于其燃燒充分不產生黑煙，不產生未燃盡燃料污染，滿足環保要求同時可降低燃料采購費用。

4 解決現有技術存在的問題的技術構思及特征

為解決柴油點火的污染問題，平原化工外出考察，借鑒其他類似裝置的改造經驗，提出用甲醇代替柴油作為鍋爐的點火燃料，不但可以解決黑煙污染問題，而且運行過程也更安全。對改造方案的技術構思：

（1）原油槍全部拆除更換甲醇專用噴槍。點火槍設兩個管路，分別進甲醇和壓縮空氣，用壓縮空氣與甲醇充分混合后再噴出槍口燃燒，甲醇可充分燃燒。

220t/h循環流化床鍋爐，每臺鍋爐有2只點火燃燒器，原柴油燃燒器設計出力為900kg/h，改造為設計出力為1400kg/h的粗甲醇燃燒器。

75t/h循環流化床鍋爐，每臺鍋爐有2只點火燃燒器，原柴油燃燒器每臺設計出力為300kg/h，改造為設計出力為500kg/h的粗甲醇燃燒器。

原油槍系統設備全部拆除更換甲醇專用噴槍系統設備。

（2）甲醇專用噴槍需要甲醇壓力1．0MPa。在甲醇罐區增設兩臺屏蔽泵，通過管道輸送粗甲醇至點火設備。

（3）原燃燒器本體利舊。其他設備更新。就地控制柜按照新的控制量更換。

5 試驗運行情況和實際運作情況

2017年9月，陽煤平原化工通過招標方式，選定2臺220t/h、3臺75t/h循環流化床鍋爐點火方式改造所需的組合式燃燒裝置、高能點火裝置、紫外式火焰檢測器、電動推進器等成套設備的供應商。10月7日該甲醇點火成套設備到貨。10月9日開始安裝。根據鍋爐運行情況，擇機逐臺進行改造。至11月上旬，5套甲醇點火裝置在熱電廠全部改造完成，陸續投用[2]。

醇基燃料點火裝置使用過程中，效果良好，調節方便。采用的甲醇專用噴槍，一方面壓縮空氣霧化方式霧化效果好，燃料燃燒充分，減少了燃料的消耗。另外該霧化方式調節范圍比較大，噴頭不易堵塞，可以大大減少甲醇槍的維護。

6 技術經濟效果和效益分析

220噸鍋爐，改造前點火需要7噸柴油，柴油價格7500元/噸；改造后點火需要12噸甲醇，粗醇價格2500元/噸。每次點火可節約燃料費用22500元。

75噸鍋爐，改造前點火需要3噸柴油，柴油價格7500元/噸；改造后點火需要4噸甲醇，粗醇價格2500元/噸。每次點火可節約原料費用12500元。

根據以往鍋爐運行狀況，220噸鍋爐每年點火6次，75噸鍋爐每年點火8次，每年可節約燃料費用13．5+10=23．5萬元。

點火方式改造后，同時可以保護鍋爐尾部布袋除塵裝置和脫硫裝置，減少了維護費用。

7 應用情況及經濟與社會效益

本項目應用后主要為明顯的環保效益，同時具有一定的經濟效益。5套燃煤鍋爐點火方式改造后，消除了原柴油點火油霧損害布袋除塵器，污染脫硫液的問題。甲醇是公司的自產品，較之原柴油點火，可節省不菲的燃料采購及運輸等成本。使用情況及經濟效益如下：

燃料0#輕柴油按7500元/t,粗醇按2500元/t。（1）220t/h鍋爐按每年6次點火計算，每次點火消耗7t柴油，年點火花費31．5萬元；用粗甲醇點火，每次耗甲醇12噸，甲醇花費18萬元，改造后，220t/h鍋爐年節省13．5萬元；（2）75t/h鍋爐按每年點火8次計算，每次點火消耗3t柴油，柴油點火花費18萬元；用甲醇點火，每次耗甲醇4噸，年甲醇花費為8萬元，改造后，75t/h鍋爐年節省10萬元。現運行的220t/h和75t/h鍋爐改造后至少年節省 23．5 萬元[3]。

8 結語

清潔的甲醇燃料替代柴油，不但在技術上具備可操作性，在環保及經濟效益上也占有絕對優勢。甲醇氣化專用霧化噴槍霧化效果好，燃燒充分，燃燒后主要生成物是水和二氧化碳，沒有黑煙產生，運行過程不產生未燃盡的燃料污染，除塵器、脫硫設備均能夠投入。