摻燒氣化細渣對煤粉鍋爐的影響

摘 要：化工企業中產生的氣化細渣含碳量很高，如果能回收利用，對于工廠效益和環境保護都是有利的。本文就氣化細渣在煤粉鍋爐中試驗摻燒進行了述說;對運行能效和風險進行了分析，并提出了改進措施。

關鍵詞：氣化細渣;摻燒;煤粉爐

1 背景

隨著科技發展，大型煤氣化技術在化工領域占著不可忽視的地位。而煤氣化產生的細渣處理也成了問題。細渣殘炭較高，不能直接進入水泥行業使用，需要找較大的堆場進行堆放處理。如果能回收將其殘炭燃燒利用，不僅可以減小堆場的空間使用，保護環境，還可以節約能源，提升工廠運行經濟性。本次摻燒在本廠2#鍋爐進行。2#鍋爐為240t/h煤粉鍋爐，配置3臺MPS中速磨機（2開1備）正壓直吹式制粉系統。本次摻燒過程A、B制粉系統運行，C制粉系統備用。在A磨煤機中摻燒。

2 摻燒過程

2.1 細渣分析

細渣全水分大于60%，分析數據見下表：

2.2 摻燒對比

本次摻混比例為5：1（正常燃料煤：氣化細渣）的煤，通過裝載機在圓形料場摻混后進入皮帶運輸至A煤倉;B煤倉為原使用的燃料煤;燃燒過程中，2#鍋爐實際摻燒比例約11：1（正常燃料煤：氣化細渣）。從5月9日上午上煤開始，至5月14日小夜班結束。其中，5月11日06：00-18：00因檢修停用;5月13日01：00-5月14日8：00因2#鍋爐A給煤機出口堵煤停用。

2.3 摻燒分析

①摻燒細渣，2#鍋爐噸蒸汽耗煤有輕微降低;②摻燒時，要熱備或啟動第三套制粉系統，制粉系統的電耗增加（磨煤機185kW，一次風機314kW）;③摻混時，裝載機工作時間延長。每班向2#鍋爐A倉上混合煤約100-120t，鏟車額外增加作業時間約1h，增加柴油消耗約15-20L;④向鍋爐供煤運行時間延長。原運裝置正常情況下每班向鍋爐上煤作業時間為55-65min，使用氣化細渣配煤摻燒后，每班向鍋爐上煤作業時間普遍延長25-30min，額外增加電耗約500-600kWh/班（原運系統鍋爐上倉線I類主設備單路徑額定功率1725kW，不含給煤機、犁煤器、除塵、照明等輔助設備）。

造成上煤時間延長的原因：①需要將207A緊急落料口拉空后重新裝入供摻燒的混合煤;②需向2#鍋爐A倉單獨進行雙側上煤作業，額外增加一次113#A/B皮帶運行切換;③混合煤在緊急落料口上方蓬煤，造成活化給煤機實際運行出力減小。

2.4 風險分析

摻混后，煤濕度較大（>17%），需要干燥的熱風溫度和量都要增加;磨機煤量基本在6-10t/h波動，磨機入口的溫度要在200-240℃間調整：①磨煤機入口豎管發生堵煤;5月13日凌晨發生一次，這是鍋爐點火以來第二次此類事件;（第一次發生時，煤種的全水>15%）;5月13日下午17點30分投用后，18點45再次堵煤;需要割管才能捅開，檢修期間2#爐無制粉系統備用;②鍋爐煤倉蓬煤、落煤管堵煤，都將導致磨機斷煤，鍋爐負荷波動，管網發生波動;③需要干燥煤粉的一次風溫度要求比較高，導致磨煤機的出力受影響;如果要加負荷，必須啟動第三套制粉系統;5月14日，摻燒的磨煤機只能帶到最小負荷（6t/h）勉強維持運行;④磨機入口溫度達200-240℃，一旦發生斷煤，磨機的風粉溫度會很快上升，增加了磨機的著火爆炸危險;⑤輸煤棧橋轉運站的落煤管堵煤風險增加，一旦發生堵煤，燃料煤、原料煤都將發生中斷。本次輸送完成后，對轉運站落煤管檢查，發現向鍋爐供煤的112#A/B皮帶至113#A/B皮帶落煤管內粘煤情況嚴重，造成113#A/B皮帶重載運行時因落煤不正嚴重跑偏;現場清理出的粘煤主要為含氣化細渣的混合煤，濕度較高。

3 摻燒結果

①摻燒氣化細渣，可以節約能源，提升工廠經濟性。但是，其他的能耗會上升。摻燒中，噸蒸汽煤耗0.1148;不摻燒，噸蒸汽煤耗0.1220，對比計算，每小時可以節約1.6t煤。但是裝載機摻混煤、皮帶上煤時間延長;制粉系統備用須熱備，電耗增加;②細渣與煤摻混運行中，易發生粘倉、落煤管堵管等風險;鍋爐運行穩定性變差。在24h運行中，共發生兩次斷煤（持續時間約5-10s）;運行96h后，發生磨機入口落煤管堵煤;原運上煤皮帶落煤管也有不同程度粘煤現象;③隨著摻混量增加，鍋爐出力將受影響。需要干燥煤粉的一次風溫度要求比較高;A入口風溫須220℃，而B未摻燒，只需150℃就可以滿足;導致磨煤機的出力受影響。

4 鍋爐摻燒氣化細渣改進

①氣化細渣的含水率偏高，須增設脫水設施，確保含水率降低至20%以下再進行混煤。混煤要增設攪拌機，摻混均勻后才不至于出現團狀堆煤堵管;②氣化煤在循環流化床中使用效果較好。如有條件，可以摻混至循環流化床燃燒。

參考文獻：

[1]李永剛.循環流化床摻燒氣化爐細渣分析[J].工業技術2015（08）.

作者簡介：

李斌（1984- ），男，籍貫：山西忻州，學歷：大學本科，職稱：中級職稱。