蔗渣炉蔗渣压筒对锅炉运行的影响

陈渭靖

（广西来宾东糖迁江有限公司，广西来宾546103）

蔗渣炉蔗渣压筒对锅炉运行的影响

陈渭靖

（广西来宾东糖迁江有限公司，广西来宾546103）

针对制糖行业以甘蔗渣为燃料的蔗渣炉，冷风伴随着甘蔗渣直接进入炉膛对锅炉稳定运行有着重要的影响，其使得锅炉排烟温度高，不利于节能降耗还会对生产安全造成隐患。利用甘蔗渣压筒方式堵住冷风口是目前防止冷风从落筒直接进入炉膛最为有效的方法，文章提出利用蔗渣落筒料位自控保证落筒内料位的高度，以达到防止冷风进入炉膛的目的。

蔗渣炉；排烟温度；压筒；料位自控

0 引言

甘蔗渣是甘蔗制糖工业主要附属产品，是宝贵的再生能源，是一种洁净能源，以绿色煤炭而著称。其作为锅炉燃料，具有节约能源、保护环境的社会效益，为缓解一次能源（煤炭）供应日趋紧张起重大作用。广西来宾东糖迁江有限公司是一个日处理原料蔗15000吨，可年处理原料蔗约250万吨，产机制糖约30万吨，是我国目前最大制糖规模的甘蔗制糖企业之一。蔗渣炉排烟温度高及甘蔗渣的不完全燃烧是锅炉热能损失的主要原因，降低锅炉排烟温度对提高蔗渣炉效能对节能降耗以及环保都有着重要意义。

1 蔗渣炉存在问题分析

1.1 蔗渣炉

图1 蔗渣炉风向简图

蔗渣炉燃烧所需的氧量主要由热风提供。蔗渣炉风向简图如图1所示。鼓风机把常温空气（冷风）经下、上级空预器利用烟气对流加热，二次加热至320℃左右（热风），经炉排底风、二次风、三次风进入炉膛。炉排底风将散落在炉排上的大颗粒蔗渣再次吹起烘干并燃烧直至燃尽，使蔗渣更能充分燃烧。进入炉膛的蔗渣糠带有42%左右的水份，蔗渣糠容易结团、下沉不利于燃烧，二次风主要作用是把经由蔗渣落筒、喂料器的蔗渣糠喷起，悬浮于炉膛中利于燃烧。三次风主要起调节风作用，使蔗渣糠与空气混合更加均匀，更加有利于蔗渣糠的充分燃烧。引风是将炉膛内烟气以及已燃烧的蔗渣灰吸出炉膛。蔗渣炉炉膛温度约为700℃，排出的烟气仍有较高的温度，可利用对流换热方式。

1.2 冷风进入炉膛对锅炉燃烧的影响

影响锅炉热效率的主要因素是排烟损失和不完全燃烧损失。锅炉的能量损失也主要有排烟热损失和蔗渣糠不完全燃烧损失等几个方面组成。排烟温度是影响锅炉排烟损失的主要因素。排烟损失对锅炉热效应最大，为5%～8%，占锅炉热损失的60%～70%。

一般情况下，排烟温度每升高10℃，相应多耗15%左右标煤。

根据锅炉实际运行记录可知，冷风直接进入炉膛是造成排烟温度高的一个重要因素。锅炉运行炉膛压力一般要求在0～50Pa之间，但因蔗渣的颗粒极不均匀，并且蔗渣纤维之间有很大的粘连性，使得蔗渣在通过喷渣风送入炉膛时并不能很均匀播洒在炉膛内，而是形成很多的大小不同的蔗渣团。当这些大小不同的蔗渣团进入炉膛后，容易产生爆燃。蔗渣团的爆燃会产生较高的压力，使得炉膛压力值产生较大的波动，因此在锅炉实际运行中被迫采用了较高的负压，一般控制在-100～50Pa之间。

当锅炉在负压状态下运行时，就会有冷风漏进炉膛。从锅炉实际运行工况可知，伴随着蔗渣糠经由蔗渣落筒、喂料器一起进入炉膛的冷风是锅炉漏风的主要方式。

甘蔗渣必须加热到一定的温度才能着火，着火温度与其自身水分含量相关，水分越高，着火温度随之升高。进入炉膛的冷风带走炉膛内大量热能，降低了炉膛温度，不利于甘蔗渣的水分蒸发，且甘蔗渣着火温度的提高，不利于甘蔗渣的充分燃烧。更为主要的是，不受控的冷风直接进入炉膛打破了炉膛内配风，使锅炉的燃烧中心发生变化，不利于充分燃烧及水冷壁管的换热。同时因燃烧不稳定，有时炉膛压力将达到100Pa的正压燃烧，受蔗渣团燃烧特性的影响出现爆燃，大量未完全燃烧的蔗渣糠从蔗渣落筒喷出，有时还伴随着火焰，生产安全隐患较大，喷出的蔗渣灰形成了严重的环境卫生问题。

图2 蔗渣炉蔗渣压筒自控图

2 技改思路

经研究分析可知，一台75t/h的蔗渣炉每小时需从1.25m/s运行的蔗渣带取渣26t左右，要想防止冷风从蔗渣落筒直接进入炉膛的唯一可行性的措施就是在不影响蔗渣炉喂料的情况下，用甘蔗渣堵住落筒。但蔗渣落筒内的蔗渣必须维持在一个较稳定的高度，既要在保障锅炉燃烧的喂料需求下堵住冷风进入炉膛，也不能因落筒满筒堵塞运行的蔗渣带，造成生产事故。

根据以上情况，需监测到落筒内甘蔗渣的高度才能有效实现甘蔗渣压筒，防止冷风直接进入炉膛，蔗渣炉蔗渣压筒自控图如图2所示。同时能实现甘蔗渣压筒自动调节则更为有效，取渣执行器将根据蔗渣筒内蔗渣料位的高度自动调节取渣板的开度，压筒料位控制框图，如图3所示。

图3 压筒料位控制框图

3 自控前后对比情况

蔗渣炉压筒料位监控和锅炉喂料自动控制，DCS监控画面图如图4所示。未实现自控前，给渣执行器只是按照开到某一开度，自控后给渣执行器根据落筒料位高度自动调节执行器开度。自动控制前后曲线对比图，如图5所示。

图4 DCS监控画面

4 使用效果

图5 自动控制前后曲线对比图

表1 5#蔗渣炉排烟温度前后对比表（单位：℃）

表2 6#蔗渣炉排烟温度前后对比表（单位：℃）

表3 7#蔗渣炉排烟温度前后对比表（单位：℃）

查看历史报表蔗渣炉自动压筒喂料系统使用一个榨季，得3台蔗渣炉排烟温度对比表（见表1～表3）。

由表1～表3可知，排烟温度在成功实现蔗渣压筒防止冷风直接进入炉膛后，蔗渣炉的排烟温度有了明显的降低，约20℃。

表4 蔗渣炉能耗对比表

从蔗渣炉能耗对比表（见表4）可以看出，在这两个榨季甘蔗榨量相近的情况下，蔗渣的燃烧量降低约6万吨，蔗渣打包量增加约5万吨，打包率提高约3.23%，标煤耗降低约0.47%。

查看历史报表，对比压筒前后引风机电流情况（见图6～8）。

图6 5#蔗渣炉系统使用前后同风门开度电流对比图

图7 6#蔗渣炉系统使用前后同风门开度电流对比图

图8 7#蔗渣炉系统使用前后同风门开度电流对比图

从以上3台锅炉引风机电机电流可知，三台风机总降电流16A，榨季按120天算，由公式402245kw·h。每度电按0.5元算，估计效益值20万元。

计算核查：经查看报表动力间在供气量与去年基本一致情况下（2011年2月28日统计），总电能由13261070 kw·h降至12753670 kw·h，共降电能507400 kw·h。

由每台炉理论蔗渣量与电机转速线形图（见图5）可知：压筒前，800r/min下料量为8.5t/h，三台炉11个落筒下料按80%效率算，共耗渣8.5×11×0.8=74.8 t/h。压筒后，平均转速为380r/min，下料量为5 t/h，共耗渣5×11=55 t/h，一天共节约蔗渣量为（74.8-55）× 24=475t。

5 结束语

利用蔗渣压筒防止冷风直接进入炉膛的措施，有效地降低了蔗渣炉的排烟温度，降低了标煤耗，提高了蔗渣的打包率，对甘蔗制糖行业节能降耗有积极的影响。同时，防止冷风直接进入炉膛也减少了引风机电机正常运行时的电流值，减少电机的电能损耗。

TS243

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2016-10-04