余熱鍋爐通風梁熱氣回收研究

傅海榮

（紹興市清能環(huán)保有限公司）

0 引言

日前，某集團專題印發(fā)了“提質(zhì)增效年”活動實施方案，細化為十項具體措施并配套下發(fā)十項重點工作清單?；顒又荚谝愿哔|(zhì)量發(fā)展的指標體系為導向，進一步提升集團經(jīng)營管理和服務(wù)水平，推進集團治理體系和治理能力現(xiàn)代化，為紹興早日重返全國綜合經(jīng)濟實力“30強”貢獻更多的公用力量。公司做為集團下屬的發(fā)電企業(yè)，煤炭是做為鍋爐燃燒的主要燃料，也是控制經(jīng)濟成本的主要來源。對標集團今年的活動方案，公司如何來做好內(nèi)挖潛力、降本增效，持續(xù)提高企業(yè)的生存發(fā)展力，是近階段的主要工作。

1 某公司鍋爐情況

某鍋爐型號：TG-60／5.3-MT次高溫次高壓循環(huán)流化床垃圾及污泥焚燒鍋爐，由江蘇南通萬達鍋爐有限公司于2007年6月制造，2008年7月投入使用，豎井煙道內(nèi)依次布置了低溫過熱器、高溫過熱器、對流管束、省煤器及一、二次風空氣預熱器。低溫過熱器、高溫過熱器橫向各布置了2根通風梁，對流管束豎向布置了3根通風梁，都由二次或一次風冷風強制通風（見圖1），來防止通風梁長期裸露在高溫煙氣中產(chǎn)生金屬蠕變，導致受熱面倒塌。低過2根通風梁內(nèi)的余熱外排至大氣，高過及對流管束內(nèi)的5根通風梁內(nèi)的余熱接入了一次熱風管（見圖2）或外排至大氣（見圖3）。2012年10月，某鍋爐進行了升級改造，為降低排煙熱損失，提高一次風風溫，在原有空預器下增加一組空預器，采用φ51×1.5搪瓷管，減少污泥廢氣對管子的腐蝕。改造后鍋爐效率明顯提升。2019年9月根據(jù)紹興市人民政府相關(guān)文件，公司于2019年9月9日開始停燒生活垃圾，日常承擔污泥處置任務(wù)。某鍋爐由原來的垃圾焚燒改成了純煤焚燒。某鍋爐純煤焚燒期間，負荷較穩(wěn)定，一次熱風溫度保持在190℃左右，通風梁余熱＜160℃，經(jīng)現(xiàn)場測溫高過及對流管束內(nèi)的5根通風梁內(nèi)的余熱接入至一次熱風管處溫度為零（見圖2），懷疑接入管已堵塞，此處余熱也已外排。

圖1

圖2

圖3

2 某公司鍋爐現(xiàn)存在的主要問題

2018年11月，因主營業(yè)務(wù)量的調(diào)整，經(jīng)公司領(lǐng)導討論決定機電爐由原三爐三機運行模式調(diào)整至二爐二機。2019年9月根據(jù)紹興市人民政府相關(guān)文件，公司于2019年9月9日開始停燒生活垃圾，日常承擔污泥處置任務(wù)。3臺循環(huán)流化床固廢焚燒爐，由原來的垃圾焚燒（見圖4）改成了純煤焚燒（見圖5）。垃圾停燒后，某鍋爐的熱負荷降低，蒸發(fā)量由原來的45T降至35T左右，為控制爐溫達到850℃以上，脫硫脫硝設(shè)備正常運行，某鍋爐用煤量明顯上升，鍋爐效率下降，對公司經(jīng)濟利益影響較大。

圖4

圖5

3 某公司鍋爐存在的主要問題分析

針對某公司鍋爐煤耗高原因主要是控制燃煤煤質(zhì)、入爐煤顆粒度、運行中的燃燒調(diào)整，設(shè)備的提升改造。某公司設(shè)計燃料為生活垃圾和煤混燒，生活垃圾取低位發(fā)熱量5030kJ／kg，煤取低位發(fā)熱量21504kJ／kg，污泥取低位發(fā)熱值11229kJ／kg；煤顆粒度為0～13mm，其中大于10mm顆粒不超過8%。

1）某公司煤種分析如下表所示。

表 煤種分析

2）某公司煤顆粒符合運行規(guī)程。

3）運行中的調(diào)整，在低負荷運行下風量與煤量是否匹配，保證爐內(nèi)氧濃度處于適當水平。因入爐物料大幅減少，原配置的風量遠遠大于目前鍋爐燃燒實際需要風量，如不做調(diào)整必將引起焚燒爐過剩空氣系數(shù)大幅偏離理論值，排煙損失提高，鍋爐效率下降。如某爐純煤運行，一次、二次風量雖已調(diào)整，一次風機開度80%，電流470A左右，二次風入爐風門關(guān)閉，僅供爐前播煤風及尾部橫梁冷卻風，在此狀況下爐膛出口煙氣含氧量仍在12% ～13%左右，大量熱量隨著煙氣排入空中。

基于上述理由能總結(jié)出影響煤耗的因素是運行調(diào)整不及時或需要設(shè)備進行提升改造。

4 某公司鍋爐存在的主要問題的解決思路

1）合理調(diào)整一、二次風的比例，在保證最低流化風量時盡量減少入爐一次風量，關(guān)小二次風保證爐膛內(nèi)的燃燒溫度。低負荷運行時，保證合理的過量空氣系數(shù)，爐膛出口負壓保持在-50Pa左右，前提是給煤機出口無煤灰噴出。提高吹灰質(zhì)量，保證尾部受熱面清潔，提高鍋爐的熱效率。

2）在低負荷運行下，合理利用尾部通風梁的熱氣，接至一次風取風管內(nèi)來提高入爐的空氣溫度（見圖6）。在原先高過及對流管束通風梁余熱接入φ210一次熱風管處外接一個φ160外排管，前提是原先管路需要封堵。外排管接至給煤層的一次風取風管內(nèi)，此處取風管有人孔，方便風道開口，防止氣割時引燃風道內(nèi)的污泥油垢而引起的爆燃現(xiàn)象。φ160外排管不需要采購，某鍋爐原先的φ160播垃圾風管可以舊物利用?？紤]需要在接至風道的外排管處安裝1個溫度計和風壓表，方便觀察數(shù)據(jù)。外排管路需要保溫，減少管道的散熱損失。爐頂余熱的外排閥門需開關(guān)自如可調(diào)節(jié)，無卡澀。

5 某公司鍋爐主要問題改造調(diào)整后的優(yōu)點設(shè)想

前提是＃2鍋爐在純煤焚燒下負荷較穩(wěn)定，風煤匹配合適，保證合理的過量空氣系數(shù)。

1）可以節(jié)省一次、二次風機運行電量。

2）提高了入爐的一次風溫，促使煤粉更早地燃燒。由于爐膛內(nèi)部輸入熱量的增加，在相同爐溫的前提下，理論上鍋爐的耗煤量應該有所下降。

3）一次風取風溫度的提高，能防止最下層空預器管冷端的低溫腐蝕。

圖6

4）通風梁余熱的外排閥可以控制排煙溫度，在運行初期尾部受熱面積灰較少，外排閥可以全關(guān)，來提高排煙溫度，防止除塵布袋及箱體因溫度過低導致布袋結(jié)露和腐蝕。在運行后期可以根據(jù)排煙溫度來調(diào)整外排閥的開度。

5）煙氣溫度的提高，理論上煙氣的濕度也降低了，煙塵指標也會有所下降（煙塵折算值里有煙氣溫度和濕度）。

6 結(jié)束語

綜合上述，通風梁的熱氣回收只能保證在鍋爐低負荷下正?；厥铡Ｔ谪摵刹▌酉乱自斐蔁崃慷搪罚瑢﹀仩t的經(jīng)濟安全運行影響較大。如何保證鍋爐經(jīng)濟運行，為公司產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益，還需要運行值班人員加強業(yè)務(wù)水平、勤分析，勤調(diào)整。生技部門在科技創(chuàng)新方面還要多下功夫。除了以上幾個方面，檢修人員在提高設(shè)備檢修質(zhì)量，保證設(shè)備在良好的狀態(tài)下，也是提高機組經(jīng)濟性的一個重要方面。