改进三废混燃炉点火及运行工艺

宋竹根

(安徽晋煤中能化工股份有限公司 安徽临泉236400)

改进三废混燃炉点火及运行工艺

宋竹根

(安徽晋煤中能化工股份有限公司 安徽临泉236400)

安徽晋煤中能化工股份有限公司(以下简称中能公司)第1台由临沂正大研究所设计的三废混燃炉于2010年安装投产。该三废混燃炉蒸汽压力为5.29MPa、蒸汽温度450℃、负荷为60t/h，其中60%的负荷由回收造气吹风气、合成废气、脱碳废气生产，另外40%的负荷由回收造气炉渣、造气煤末生产。为淘汰落后产能，中能公司于2012年又拆除2台35t/h的链条锅炉，新增了1台60t/h的三废混燃炉。鉴于中能公司第1台三废混燃炉初始点火和运行初期存在较多问题，通过实践探索，改进了三废混燃炉点火和运行方法，目前2台三废混燃炉运行良好。

1 点火、扬火方法改进与节能

1.1 点火改进措施

三废混燃炉原设计大多采用固定层床上木炭点火方法。由于三废混燃炉燃烧炉炉膛面积大，此种点火方法劳动强度大、成功率低、点火时间长，且起火时燃料升温速率快，不利于延长锅炉使用寿命，故将点火改成流化态床下点火，自行加工2台点火器，配2支油枪，每支油枪喷油量450L/h。由于燃烧的燃料为造气炉渣和无烟煤末的混合物，热值在11723kJ/kg左右，其中挥发分质量分数＜5%，着火点温度在600℃左右，点火后2.5～3.0h料层温度即可升至450℃，但进一步将燃料料层温度升至混合燃料的燃点(550～600℃)比较困难，至少还需要2支油枪再投喷油2h，多消耗2t柴油，有时还很难引燃三废混燃炉混合燃料，勉强投煤极易造成床温在650℃前着火不及时;而床温升至850℃后，会发生爆燃，导致超温结焦。为了降低燃油、电耗和确保点火一次成功，应使三废混燃炉点火升温2.5～3.0h后及时引燃混合燃料并达到稳定燃烧状态。为此，采取以下措施:

(1)选择适当厚的料层。料层太薄，流化不均;料层太厚，增加电耗。通过实践，选择燃烧料层静止厚度在400mm左右。

(2)选用适当的风量。风量太大，不利于蓄热;风量太小，可能导致流化不均，造成燃烧料层局部结焦。在点火初始阶段，只要底料中无明显可燃物，料层温度400℃以下时可采取微流化风量，甚至鼓泡状态的风量，以利料层蓄热。人工抛煤或给煤机投煤时，必须保证进入料层的流化风整体不低于最低流化风量，以防燃烧料层局部结焦。

(3)采用优质烟煤引火助燃。炉膛负压维持在－300Pa左右，在床温达450℃时打开炉门，向流化的床料内添加挥发分质量分数在20%以上、着火点在400～500℃的优质烟煤或褐煤。烟煤燃烧使床温升至600℃时，启动给煤机，及时适量添加混合燃料，稳步控制床温升至900℃左右时可退油枪，点火成功。每次点火只需用500kg烟煤，可节柴油2t和节电2000kW·h。

1.2 保证扬火成功的措施

由于三废混燃炉混合燃料热值低、压火时间也短，2h后床温即降至700℃以下，且混合燃料着火难，运行初期，每次压火超过2h后扬火必须重新点油枪，扬火犹如开炉点火，成本极高。为了延长压火时间、提高扬火成功率、降低扬火成本，采取了以下措施。

(1)提高压火料层阻力和床温。床温控制在950～980℃，料层阻力比正常运行高0.5～1.0kPa。

(2)扬火初期采用微流化风量，待床温升至700℃后再保持正常流化风量。

(3)扬火起动时，一边用优质烟煤引火，一边用给煤机给煤，确保床温稳步上升。

采取以上措施后，只要压火后床温在500℃以上，即可成功扬火，压火时间可达10h以上。每次可节省柴油2～3t。

2 改进工艺、优化燃烧，降低飞灰残碳

三废混燃炉利用流化床锅炉的燃烧技术，采用吹风余热锅炉的模式，造气炉渣掺烧量可达到50%(质量分数)以上，掺有造气炉渣的燃料在三废混燃炉中沸腾流化燃烧，吹风气、弛放气从炉膛出口处加入炉膛，由二次风作为配风，烟气进入组合式除尘器，较粗的颗粒被分离出来后落入下部水封刮板，细灰则随高温烟气进入余热锅炉。由于炉膛标高只有17m左右，燃烧流程短、燃烧不充分，分离出来的未燃尽颗粒不再循环参与燃烧，因而飞灰残碳量偏高，高的时候达20%(质量分数)以上，影响了燃料燃烧效率和锅炉热效率。

中能公司第1台三废混燃炉运行初期还存在组合除尘器顶部的旋风筒底板经常被烧损的问题。原因为运行中旋风筒的外部温度达到950～1000℃，对其冷却工艺流程是由空预器出口二次风经过旋风筒后再回到炉膛中部二次风环管。由于中部二次风环管主要由另一风管直接从空预器出口二次风总管供风，造成旋风筒的冷却风短路，实际风量小。旋风筒的底板烧毁后，由于组合除尘器内烟气负压比炉膛的负压大，于是旋风筒自身的冷却风、中部二次风环管的风都从旋风筒底部进入组合除尘器内的烟气，一方面造成炉膛中部二次风实际风量减小，固体炭颗粒欠氧;另一方面，导致旋风筒分离效果降低，三废混燃炉飞灰中残碳量增多。

为了降低飞灰中残碳量，采取以下措施:

(1)适当降低一次风量、提高床温，尽可能将床温控制在950～980℃，保持较小的炉膛出口负压后，使燃料中的飞灰尽可能在炉膛内燃烧。

(2)通过对吹风气的旋风分离，减少进入三废混燃炉的吹风气中携带的固体颗粒。

(3)改进组合除尘器顶部的旋风筒冷却风的工艺。将其冷却风改为二次空预器进口的凉风，既降低了风温，又提高了风压，旋风筒冷却效果得以改善，保证了炉膛中部二次风的正常供给，确保固体颗粒在炉膛内充分燃烧。

(4)提高三废混燃炉出口的烟气温度，将其温度控制在950～980℃，使飞灰尽可能在组合除尘器前燃尽。如果炉膛出口烟气温度偏低，可适当增大弛放气气量。

通过采取以上措施，目前中能公司三废混燃炉飞灰中残碳质量分数降低至15%以下。

3 结语

通过反复实践、探索，改进点火、扬火方法，改进配风工艺，调整运行控制，目前中能公司2台三废混燃炉运行状况良好。2台三废混燃炉回收化工生产过程产生的各种废气、废渣、废灰，相当于每年节约标准煤60kt，经济效益5000万元，实现节能环保双丰收。

欢迎订阅2015年《小氮肥》

《小氮肥》杂志是经原国家科委、原化工部批准，由上海化工研究院编辑出版的全国性刊物。主要发行对象定位占全国氮肥一半以上产能的传统流程大、中、小规模的氮肥企业和兼顾向新型煤气化转型的企业。主要报道内容有:氮肥企业的技术改造、节能减排经验;氮肥生产中新技术、新设备、新材料的应用;化肥科研成果、生产管理以及氮肥企业发展煤化工产业链经验和开展多种经营的信息等。本刊内容可供全国从事氮肥、煤化工行业的工厂、设计、科研、高等院校及各省市主管部门的工程技术人员和管理人员参考。

《小氮肥》为月刊，大16开，28页，封面彩印，国内外公开发行，每期定价3.00元，全年定价36.00元。全国各地邮政局已于2014年9月开始2015年《小氮肥》期刊征订工作，邮发代号4-233，请广大读者前往当地就近邮政局办理订阅手续，也可以直接向本刊编辑部订阅。

地址:上海市云岭东路345号 邮码:200062 电话:(021)52800372 52500962(兼传真)

《小氮肥》编辑部

2014-08-07)