合成氨系统降低锅炉燃料煤耗的技术探讨

武艳利，丁小标

（安徽三星化工有限责任公司，安徽涡阳 233610）

合成氨系统降低锅炉燃料煤耗的技术探讨

武艳利，丁小标

（安徽三星化工有限责任公司，安徽涡阳 233610）

针对燃料煤消耗较高及锅炉运行周期较短的问题展开探讨，采取多种措施实现粉煤热值由21 439 kJ（5122大卡）上升至22076kJ（5274大卡）；吨煤产汽从6.5t提升到8t蒸汽；炉渣平均残碳率从3%下降到1.3%，并且成功的使锅炉的连续运转周期从原来不到1月提高到3个月以上，最高时达到连续运行6个多月。

锅炉；煤耗；降低；探讨

安徽三星化工有限责任公司（以下简称“三星化工”）热电分厂共有75 t／h流化床锅炉2台、三废炉1台，均采用无烟粉煤为燃料，近年来燃料煤消耗居高不下，煤炭采购成本占生产成本的60%以上，另外由于煤炭采购选择面窄，高品质燃料煤难以保证需求，还直接影响锅炉的稳定长周期运行。作为成本竞争型企业，如何节能降耗，如何在夹缝中求生存是三星化工必须要解决的问题。

1 主要采取的措施

针对近年来燃料煤消耗较高及锅炉运行周期较短的问题，三星化工主要采取了以下措施：

1.1 减少煤种的变化对锅炉安全稳定运行的影响

由于公司内部永城城郊矿的优质燃料煤供应量不足，需从其他煤矿采购部分燃料煤来保证锅炉的需求。而其他煤矿的燃料煤的热值不稳定且偏低，不能保证锅炉的经济运行，使锅炉给煤量增大消耗上升。为了保证不同产地的燃料煤能达到锅炉燃烧的最佳条件，使质量较差的燃料煤也能充分发挥其作用，使燃料煤的利用效率和锅炉热效率得到提高，在实际工作中热电分厂首先通过对各个煤矿的燃料煤的煤质进行分析，根据其工业分析数据是多少以确定发热量和灰分、挥发分的基本数据。其次以城郊矿的燃料煤为主以其他矿燃料煤为辅，按不同比例进行掺混。每种比例的掺混燃料煤以一星期为单位进行试烧，对锅炉燃料时各工艺参数的不同反应进行记录、分析和调整，最终确定各种不同掺混比例煤种的操作工艺调整范围，发挥各个单种煤的特点，克服单种煤种煤不适应燃烧要求的缺点，扬长避短，并发挥最大的煤烧效率和显著减少对环境的污染，使煤炭得到合理的利用，以提高经济效益。各矿煤质特点统计表见下表1。

1.2 降低给煤粒度变化对锅炉经济运行的影响

给煤粒度对锅炉燃烧的影响具体表现在，给煤粒度过大，则飞出床层的颗粒量减少，这种情况往往不能维持正常的返料量，造成锅炉出力不足，炉渣含碳量过高燃烧不完全；过小则会导致飞灰含碳量升高，炉膛易发生床温不稳、氧含量下降、返料器温度升高、煤仓易棚煤等现象。为此热电分厂采取以下措施保证锅炉对燃料煤粒度的要求：

表1 各煤矿质特点统计表

（1）更换新型粉碎机及滚动筛的筛网以控制给煤的粒度以满足锅炉的正常要求；

（2）对粒度大的燃料煤进行多次粉碎，达到规定粒度要求时才进行掺混；对粒度较小的煤进行晾晒，降低燃料煤的表面水份。在掺混供配料时掺混一定比例的炉渣，避免出现棚煤棚仓现象，保证锅炉的燃烧稳定。

1.3 采取不同的工艺控制方式提高锅炉热效率，降低燃料煤消耗

针对不同粒度和热值的燃料煤在燃烧时采取不同的工艺控制参数，改变以往操作工艺一成不变的做法，对锅炉料层的高低、一、二次风量的大小和返料风压的大小进行调整，确保燃料煤得到充分的燃烧，降低灰、渣的含碳量使锅炉达到最佳燃烧效率，保证燃料的充分利用。分厂还采取定期公布各操作班在班内操作期间锅炉的灰、渣含碳量，月底取平均值对数值低的班组进行奖励。有效发挥了经济杠杆的撬动作用，激发了分厂全员创新改革激情，极大的提高了员工对锅炉经济运行的关注力度，从主观上提高员工工艺操作调整的主动性。另外还定期召开锅炉主操作会议，探讨近期操作心得并互相交流好的操作经验并予以推广。要求各班班长在供配料期间对燃料煤的配比要做到心中有数，锅炉主操作要根据各炉煤质好坏及时进行调整锅炉工艺参数以降低消耗。

1.4 控制炉膛内物料循环灰量在一定范围内，使锅炉能够长周期经济运行

通过对比观察时发现，循环灰量的大小对锅炉的经济运行有着至关重要的作用。循环灰量小虽然使给煤量降低，但是由于炉膛上部燃烧份额减少，导致锅炉负荷下降出力不足，对后工段生产造成影响。如果循环灰量过大，则会导致床温下降，给煤量不正常上升，容易出现“塌灰”现象，对锅炉的安全运行造成威胁。热电分厂通过长期摸索试验确定了不同掺混比例燃料煤的炉膛压差，使锅炉能在满负荷的情况下，消耗降至最低。

1.5 降低受热面磨损，延长锅炉运行周期，减少停炉对生产的影响

锅炉的长周期运行最大的威胁就是受热面的磨损。因为未掺混时燃料煤粒度不能保证，锅炉受热面磨损较快，容易导致锅炉受热面泄露、塌灰等问题出现，造成锅炉停炉检修，运行周期较短，优化燃料煤掺烧方案后，粒度较为均匀，并通过开展合理化建议征集、会议讨论、员工学习等，不断探索锅炉受热面采取不同的防磨措施，如：采用防护瓦对受热面进行防护；采用喷涂动技术将耐磨材料喷涂到受热面上；采用蓝泥挡灰梁防磨技术降低炉膛内循环的流速等。成功的使锅炉的连续运转周期提高到3个月以上，最高时达到连续运行近7个月的历史最好成绩，与2012年相比，仅节约点火柴油一项就将近10万元。

2 实施效果

每种比例的掺混燃料煤以一周为一个周期进行试烧，对锅炉各工艺参数的不同反应进行记录、分析和调整，确定各种不同掺混比例煤种的操作工艺调整范围；然后根据给煤粒度、热值、受热面磨损、锅炉料层、一二次风量、返料风压、循环灰量、炉膛压差等情况，编制粉煤比例掺混、操作工艺调整范围一一对应的燃料煤掺烧方案，形成稳定的阶梯型产供汽工艺控制方法。具体实施效果如下表2：

表2 燃料煤成本优化方案实施效果统计表

2.1 粉煤热值和吨煤产汽量进一步提升，吨尿煤耗、炉渣残碳率持续下降，经济效益显著

将煤炭热值纳入市场交易以来，煤炭采购成本明显下降，粉煤热值明显上升，粉煤热值由实施前的21439 kJ上升至实施后的22076 kJ；2013年吨煤产汽从6.5 t提升到8 t，按全年粉煤使用量133996.23t，粉煤平均单价570元／t计算：

2.2 延长锅炉运行周期，减少停炉对生产的影响

成功的使锅炉的连续运转周期从原来的1个多月甚至有时还不到1个月提高到3个月以上，最高时达到连续运行6个多月。

2.3 炉渣平均残碳率从原来的3%下降到1.3%

3 掺烧方案推广到造气炉验证获得成功，经济效益明显

由于城郊、陈四楼矿的优质原料煤供应量不足，与燃料煤存在相似问题，公司对小籽煤掺烧进行了相似实验获得成功。

在掺烧过程中，合理的控制三点温度，一是上行炉温小于或等于240℃，二是下行炉温小于230℃，三是灰仓温度小于220℃，保证炉况稳定的前提下，进一步降低灰渣残碳，从而达到低耗高效的目的，经过调整，2013年，共耗原料煤296 685 t比去年同期318 375.67 t减少消耗21690.67 t，降低原料煤成本1 740万元。

在小籽煤掺烧的基础上于两米八炉掺烧1.0－1.2 cm的小粒煤，经过一段时间工艺的摸索，总结了四大要素：一是稳定炉条机的转速在150－200转之间；二是稳定上行温度小于或等于240℃；三是统一操作；四是合理分配入炉蒸汽，加强工艺管理，逐步适应煤种，获得了最佳的经济效益，验证了两米八炉掺烧1.0－1.2 cm的小粒煤得到成功。按两米八炉掺烧1.0－1.2 cm的小粒煤较小籽煤低60元／t，一天烧300 t计算，8月份至10月份共掺烧近7000 t计节约41万元。

4 结 语

本项目实施后每年节约费用相当可观，该方案的成功实施及推广应用，不仅降低了企业的生产成本，提高了产品市场竞争力，同时也实现了能源的吃干榨净，整体推动了节能减排工作的进行，为建设资源节约型企业打下了坚实的基础。

To investigate the boiler fuel technology to reduce coal consumption of synthetic ammonia system

Wu Yan-li,Ding Xiao-biao
（Anhui Samsung Chemical Co.，Ltd.，Woyang Anhui，233610 China）

Aiming at the coal fuel consumption is high，and the boiler＇s running period shorter launches the discussion，adopt a variety of measures to achieve the calorific value of coal powder by 21 439 kJ（5 122 kcal）rose to 22 076 kJ（5 274 kcal）；tons of coal production of steam from 6.5 t up to 8 t steam；slag，the average residual carbon rate declined from 3%to 1.3%，and the success of the boiler continuous operation period from the original less than 1 month increased to more than 3 months，the highest reached more than six months of continuous operation.

boiler；coal consumption；reduction；study

TQ113.2；TQ546

B

1003-6490（2015）04-0005-02

2015－03－27

武艳利（1986－），女，河南洛阳人，毕业于中国矿业大学，助理工程师，从事化工项目技术开发工作。