掺烧气化细渣对煤粉锅炉的影响

摘 要：化工企业中产生的气化细渣含碳量很高，如果能回收利用，对于工厂效益和环境保护都是有利的。本文就气化细渣在煤粉锅炉中试验掺烧进行了述说;对运行能效和风险进行了分析，并提出了改进措施。

关键词：气化细渣;掺烧;煤粉炉

1 背景

随着科技发展，大型煤气化技术在化工领域占着不可忽视的地位。而煤气化产生的细渣处理也成了问题。细渣残炭较高，不能直接进入水泥行业使用，需要找较大的堆场进行堆放处理。如果能回收将其残炭燃烧利用，不仅可以减小堆场的空间使用，保护环境，还可以节约能源，提升工厂运行经济性。本次掺烧在本厂2#锅炉进行。2#锅炉为240t/h煤粉锅炉，配置3台MPS中速磨机（2开1备）正压直吹式制粉系统。本次掺烧过程A、B制粉系统运行，C制粉系统备用。在A磨煤机中掺烧。

2 掺烧过程

2.1 细渣分析

细渣全水分大于60%，分析数据见下表：

2.2 掺烧对比

本次掺混比例为5：1（正常燃料煤：气化细渣）的煤，通过装载机在圆形料场掺混后进入皮带运输至A煤仓;B煤仓为原使用的燃料煤;燃烧过程中，2#锅炉实际掺烧比例约11：1（正常燃料煤：气化细渣）。从5月9日上午上煤开始，至5月14日小夜班结束。其中，5月11日06：00-18：00因检修停用;5月13日01：00-5月14日8：00因2#锅炉A给煤机出口堵煤停用。

2.3 掺烧分析

①掺烧细渣，2#锅炉吨蒸汽耗煤有轻微降低;②掺烧时，要热备或启动第三套制粉系统，制粉系统的电耗增加（磨煤机185kW，一次风机314kW）;③掺混时，装载机工作时间延长。每班向2#锅炉A仓上混合煤约100-120t，铲车额外增加作业时间约1h，增加柴油消耗约15-20L;④向锅炉供煤运行时间延长。原运装置正常情况下每班向锅炉上煤作业时间为55-65min，使用气化细渣配煤掺烧后，每班向锅炉上煤作业时间普遍延长25-30min，额外增加电耗约500-600kWh/班（原运系统锅炉上仓线I类主设备单路径额定功率1725kW，不含给煤机、犁煤器、除尘、照明等辅助设备）。

造成上煤时间延长的原因：①需要将207A紧急落料口拉空后重新装入供掺烧的混合煤;②需向2#锅炉A仓单独进行双侧上煤作业，额外增加一次113#A/B皮带运行切换;③混合煤在紧急落料口上方蓬煤，造成活化给煤机实际运行出力减小。

2.4 风险分析

掺混后，煤湿度较大（>17%），需要干燥的热风温度和量都要增加;磨机煤量基本在6-10t/h波动，磨机入口的温度要在200-240℃间调整：①磨煤机入口竖管发生堵煤;5月13日凌晨发生一次，这是锅炉点火以来第二次此类事件;（第一次发生时，煤种的全水>15%）;5月13日下午17点30分投用后，18点45再次堵煤;需要割管才能捅开，检修期间2#炉无制粉系统备用;②锅炉煤仓蓬煤、落煤管堵煤，都将导致磨机断煤，锅炉负荷波动，管网发生波动;③需要干燥煤粉的一次风温度要求比较高，导致磨煤机的出力受影响;如果要加负荷，必须启动第三套制粉系统;5月14日，掺烧的磨煤机只能带到最小负荷（6t/h）勉强维持运行;④磨机入口温度达200-240℃，一旦发生断煤，磨机的风粉温度会很快上升，增加了磨机的着火爆炸危险;⑤输煤栈桥转运站的落煤管堵煤风险增加，一旦发生堵煤，燃料煤、原料煤都将发生中断。本次输送完成后，对转运站落煤管检查，发现向锅炉供煤的112#A/B皮带至113#A/B皮带落煤管内粘煤情况严重，造成113#A/B皮带重载运行时因落煤不正严重跑偏;现场清理出的粘煤主要为含气化细渣的混合煤，湿度较高。

3 掺烧结果

①掺烧气化细渣，可以节约能源，提升工厂经济性。但是，其他的能耗会上升。掺烧中，吨蒸汽煤耗0.1148;不掺烧，吨蒸汽煤耗0.1220，对比计算，每小时可以节约1.6t煤。但是装载机掺混煤、皮带上煤时间延长;制粉系统备用须热备，电耗增加;②细渣与煤掺混运行中，易发生粘仓、落煤管堵管等风险;锅炉运行稳定性变差。在24h运行中，共发生两次断煤（持续时间约5-10s）;运行96h后，发生磨机入口落煤管堵煤;原运上煤皮带落煤管也有不同程度粘煤现象;③随着掺混量增加，锅炉出力将受影响。需要干燥煤粉的一次风温度要求比较高;A入口风温须220℃，而B未摻烧，只需150℃就可以满足;导致磨煤机的出力受影响。

4 锅炉掺烧气化细渣改进

①气化细渣的含水率偏高，须增设脱水设施，确保含水率降低至20%以下再进行混煤。混煤要增设搅拌机，掺混均匀后才不至于出现团状堆煤堵管;②气化煤在循环流化床中使用效果较好。如有条件，可以掺混至循环流化床燃烧。

参考文献：

[1]李永刚.循环流化床掺烧气化炉细渣分析[J].工业技术2015（08）.

作者简介：

李斌（1984- ），男，籍贯：山西忻州，学历：大学本科，职称：中级职称。