摘要：通过对使用低质煤为燃料的粉煤锅炉掺烧贫煤气,减少贫煤气排放对环境的污染, 提高锅炉热效率,减少锅炉的运行成本，起到很好的积极作用。
关键词：燃煤锅炉 贫煤气 掺烧
Abstract: this paper introduces how to improve the boiler heat efficiency by adding poor gas to the pulverized coal boiler which uses low quality coal as fuel. It plays a very positive role in reducing the pollution of the environment by the emission of poor gas, improving the boiler heat efficiency and reducing the operating cost of the boiler.
Key words: coal boiler poor gas mixed with burning
节能减排，坚持走可持续发展道路，成为当今社会发展的主旋律。而现代的化工生产过程中对可利用能源加大利用力度，节能减排，增加经济效益已成为企业管理的重中之重。
龙化化工公司采用煤加压气化生产煤气的生产工艺，在煤制气的生产过程中净化工段、回收工段都会产生大量的贫煤气，在起初所产生的贫煤气每天排放掉，即浪费能源又污染环境。针对这一情况，建设安装了10000立的燃料气柜，用于收集生产过程中产生的不允许直接排入大气的各种贫煤气。
锅炉车间有3台煤粉锅炉，锅炉型号为UG-130/3.82-M4单锅筒，自然循环中温中压煤粉锅炉，配二台C12-35/10、一台N12-35汽轮发电机组，担负着供应公司生产、生活用电和用汽，为自备热电站，同时外供中温中压蒸汽。投产后一直燃用的是劣质煤，由于煤质差，燃烧效果不好，锅炉运行不稳定。
为了达到节能降耗的目的，针对燃用低质煤的燃烧性能不好、发热量低等特点，对燃煤锅炉进行了改造，以便掺烧贫煤气，通过增烧贫煤气，使煤粉能够充分燃烧，提高锅炉热效率，同时还可以减少煤粉的投用量。
一、贫煤气的组分及锅炉的改造措施
1、贫煤气的组分
2、供气流程
压力大约为0.294Kpa的回收工段贫煤气，用来自净化工段0.147Mpa的贫煤气经煤气引射器喷射混合后，流量6500Nm3/h，压力大约5.88Kpa通过气柜进口水封，进入起到缓冲作用的10000m3燃料气柜，经气柜出口水封出来的贫煤气，进入贫煤气分离器内进行除尘，除尘后压力大约为0.1024MPa（绝）（即：1.02kgf/cm2）的贫煤气进入离心鼓风机的入口管线，经离心鼓风机加压后，压力大约为0.139MPa（绝）（即：1.4kgf/cm2）的贫煤气从鼓风机出口送往热电分厂锅炉，贫煤气经过贫煤气管道，在一定压力下从喷燃器喷入炉膛，在炉膛内受到高温作用而迅速燃尽，并放出一定的热量，启到了助燃效果，这样不但消除了有害气体而且有效的利用了能量。
3、锅炉燃烧机理
锅炉车间采用的是微负压炉，煤粉气流从直流喷嘴器喷进炉膛，主要依靠邻角横扫过来的高温火焰来加热煤粉气流，煤粉气流通过紊流扩散卷吸高温炽热的烟气，同时受到燃烧区域高温火焰的辐射，致使煤粉气流着火、燃烧，放出大量的热量。
4、燃烧器的改造与安装
锅炉喷燃烧器为正四角切向的固定直流式喷燃器，每组喷燃器有三个二次风喷嘴，中间隔有两个一次风喷嘴，高宽比h/B=5，喷燃烧器区域水平断面上假想切圆为D=600mm。点火系统采用机械雾化式点火油枪，锅炉四个角分别配有四个油枪，油压为2MP,每个点火油枪的出力为0.637t/h,点火油枪布置在每组喷燃器的下二次风口中，并可以用来稳燃。(见图一)
图一 改造前锅炉喷燃器
根据贫煤气热值以及气、油、煤混烧的比例综合考虑后，在油枪进炉位置同侧分别配置四个贫煤气喷头，同时还可根据此燃料易燃特点，将其安装布置低于油枪，以利于油和煤粉的充分燃烧，起到底火作用，使得煤粉得到预燃，热量充分释放，提高燃烬率，进而提高锅炉燃烧的热效率（见图二）
图二 改造后锅炉喷燃器
通过接收贫煤气，使得横扫的高温火焰温度升高，低质煤粉在高温火焰中充分燃烧，热量充分释放出来，锅炉燃烧的热效率得到提高。在改造过程中充分考虑贫煤气的特性及安全因素进行了更细致的改造。
1、安装气液分离装置
贫煤气经常出现带液现象，点炉时使点火困难，锅炉正常燃烧时会造成锅炉水冷壁下部大面积腐蚀，发生被迫停炉的恶性事故，不仅增加了点停炉操作的次数，而且还增加了油耗。特别是燃煤质量差，热值低，因贫煤气的带液量大，使贫煤气突然减量至零，造成锅炉灭火的现象。
为了消除这一缺陷，在进入锅炉贫煤气管线上安装分离器，贫煤气经过分离器进行气液分离后，气体经过分离罐出口进入锅炉喷燃器，液体由操作人员定期排入桶内，送回丁辛醇装置回收利用。
2、安全保护系统
贫煤气的主要成分为CO、H2、丁醇、醛类等，为易燃易爆气体，与空气混合后在一定比例范围内遇明火将发生爆炸。因此，锅炉掺烧贫煤气后必须完善其安全保护系统。
（1）熄火保护
该锅炉通过气、煤混烧后，喷燃器内喷出的贫煤气始终处于明火中，保证了驰放气燃烧器不会产生熄火。
（2）泄压保护
在锅炉两侧上部各设两个直径500mm的防爆门泄压以减小意外炉膛爆炸造成的影响。
（3）贫煤气速断装置
锅炉鼓风机或引风机停机会造成煤气燃烧过程缺氧，使炉膛内有煤气与空气的混合气体可能产生爆炸，为期在燃烧器前煤气管道上安装了贫煤气压力监视仪表和电动速断阀门，便于操作人员准确判断贫煤气压力，防止锅炉灭火和爆炸。
（4）回火保护
采用止逆水封防止回火，水封内煤气进口管口始终处于液面以下。
二、改造后的使用效果及经济效益
（1）使用效果
公司2012年对3台粉煤炉进行了改造，通过2年来的运行使用，掺烧贫煤气后，锅炉最大连续蒸发量可达到140t/h，排烟温度达到了150℃，降低了20℃；过量空气系数也由原来的1.64下降到了1.39，飞灰含碳量和烟气中氧含量比燃烧贫煤气前都有所降低，固体未完全燃烧热损失所占的百分数和灰渣热损失也有所下降，锅炉热效率提高了2.33﹪。改造后的锅炉运行安全可靠，既解决了煤气放散造成的环境污染，又大大减轻了工人的劳动强度
（2）经济效益
增烧贫煤气前，锅炉负荷在低于90t/h运行时需投油稳燃，而掺烧贫煤气后，锅炉可以脱油稳定运行；通过一段时间的油耗统计，同样工况下，三台锅炉总油耗与去年同期相比降低了0.17t/h，按照急冷油价格800元/吨计算，每年燃油节省费用：0.17×8000×800=108.8万元。三台锅炉的改造费用总计约为75万元，由此可知，该改造项目的投资回收期8个月左右。
作者简介：王文胜（1970.7－），性别:男,中煤能源集团有限公司煤化工管理部工程师。
论文作者:王文胜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/20
标签：煤气论文; 锅炉论文; 煤粉论文; 炉膛论文; 热效率论文; 工段论文; 高温论文; 《电力设备》2018年第32期论文;