申 靜，李戰(zhàn)學(xué)

(陽煤豐喜肥業(yè)〔集團(tuán)〕有限責(zé)任公司，山西運(yùn)城 044000)

1 項(xiàng)目建設(shè)背景

山西陽煤豐喜集團(tuán)利用稷山焦化工業(yè)園區(qū)內(nèi)焦化企業(yè)副產(chǎn)焦?fàn)t氣新建1套300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素裝置，該項(xiàng)目于2013年5月開工建設(shè)，于2015年10月竣工投產(chǎn)。

該項(xiàng)目主要生產(chǎn)裝置(單元)包括：焦?fàn)t氣凈化處理(包含氣柜、電捕焦油、變溫吸附、焦?fàn)t氣壓縮、加氫、深冷分離)、氣化、變換、低溫甲醇洗、合成氣壓縮及氨冰機(jī)、氨合成、尿素裝置、空分、鍋爐、硫回收、CO2壓縮等。

該項(xiàng)目新建2臺(tái)220 t/h循環(huán)流化床鍋爐，考慮到裝置距離鄉(xiāng)寧煤田較近，使用原料為鄉(xiāng)寧煤田出產(chǎn)的貧瘦煤，該煤種儲(chǔ)量大、發(fā)熱值高、價(jià)格低。

2 新建裝置工藝流程

該220 t/h高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐本體設(shè)備由華西能源公司提供，其中汽水系統(tǒng)采用母管制方式運(yùn)行，給水系統(tǒng)也采用母管制；給水泵為2×100%容量的電動(dòng)給水泵(運(yùn)1備1)；除渣方式采用水冷式滾筒冷渣器排渣；鍋爐采用半露天布置，運(yùn)轉(zhuǎn)層標(biāo)高為8.0 m；循環(huán)流化床燃燒方式。鍋爐裝置主要由1個(gè)膜式水冷壁爐膛、2臺(tái)汽冷式旋風(fēng)分離器和1個(gè)由汽冷包墻包覆的尾部豎井(HRA)等三部分組成[1-3]。

在燃燒系統(tǒng)中，煤倉中的燃料煤由給煤機(jī)送入鍋爐爐膛中，一次風(fēng)機(jī)送出的空氣經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后由風(fēng)道引入水冷風(fēng)室，通過水冷風(fēng)室進(jìn)入燃燒室；二次風(fēng)機(jī)送出的空氣經(jīng)二次風(fēng)空氣預(yù)熱器后進(jìn)入爐膛。燃料煤和空氣在爐膛內(nèi)呈流動(dòng)狀態(tài)燃燒，并與受熱面進(jìn)行熱交換產(chǎn)生蒸汽。煙氣攜帶大量未燃盡燃料煤在爐膛內(nèi)逐步向上移動(dòng)并進(jìn)一步燃燒放熱，隨后經(jīng)爐膛出口進(jìn)入汽冷式旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器絕大部分固體物料被分離出，經(jīng)返料器返回爐膛進(jìn)一步循環(huán)燃燒。分離后煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)向室、高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器，由尾部煙道排出。風(fēng)室底部設(shè)有2個(gè)排渣口，通過控制排渣量使床層壓力維持在合理范圍內(nèi)，以保證鍋爐的良好運(yùn)行。

鍋爐汽水系統(tǒng)回路包括：尾部省煤器、鍋筒、水冷系統(tǒng)、汽冷式旋風(fēng)分離器進(jìn)口煙道、汽冷式旋風(fēng)分離器、HRA包墻過熱器、低溫過熱器、屏式過熱器、高溫過熱器及連接管道。鍋爐給水進(jìn)入尾部煙道省煤器進(jìn)口集箱后，逆流向上經(jīng)過省煤器管組進(jìn)入省煤器出口集箱，通過省煤器引出管進(jìn)入鍋筒。

給水通過集中下降管、分散下水管和下水連接管進(jìn)入水冷壁和水冷蒸發(fā)屏進(jìn)口集箱，給水在向上流經(jīng)爐膛水冷壁、水冷蒸發(fā)屏過程中被加熱成汽水混合物，通過汽水引出管引入鍋筒進(jìn)行汽水分離。被分離出來的水重新進(jìn)入鍋筒水空間，進(jìn)行循環(huán)；分離出的飽和蒸汽由鍋筒頂部蒸汽連接管引出，隨后進(jìn)入汽冷式旋風(fēng)分離器入口煙道的上集箱，再由連接管引入分離器下部環(huán)形集箱。隨后進(jìn)入尾部豎井前包墻集箱，由連接管引入左右側(cè)包墻下集箱，向上進(jìn)入側(cè)包墻上集箱，再通過連接管進(jìn)入低溫過熱器進(jìn)口集箱進(jìn)行換熱，隨后從鍋爐兩側(cè)連接管進(jìn)入爐前屏式過熱器進(jìn)口集箱，流經(jīng)屏式過熱器受熱面后，從鍋爐兩側(cè)連接管返回到尾部豎井煙道中的高溫過熱器進(jìn)行換熱，最后合格過熱蒸汽由高溫過熱器出口集箱引出。

3 新建裝置投資情況

該項(xiàng)目總投資約15 000萬元，其中土建投資約3 000萬元，設(shè)計(jì)費(fèi)、設(shè)備、安裝、材料等其他投資約12 000萬元。各種靜止和運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備總共171臺(tái)，其中靜止設(shè)備59臺(tái)，運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備112臺(tái)。鍋爐裝置中主要靜止設(shè)備、運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的參數(shù)分別見表1和表2。

表1 鍋爐裝置主要靜止設(shè)備參數(shù)

4 裝置運(yùn)行情況

該項(xiàng)目新建2臺(tái)220 t/h循環(huán)流化床鍋爐，使用原料為鄉(xiāng)寧煤田出產(chǎn)的貧瘦煤，其煤質(zhì)參數(shù)見表3(燃料粒度要求：粒徑分布0～9 mm，d50=1.5 mm)。

表2 鍋爐裝置主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備參數(shù)

表3 燃煤煤質(zhì)參數(shù)

2臺(tái)220 t/h循環(huán)流化床鍋爐開1備1，裝置投產(chǎn)后第1年累積運(yùn)行時(shí)間超過7 500 h，第2年累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過8 000 h。裝置主要運(yùn)行性能如下：鍋爐額定出力220 t/h，過熱器出口額定蒸汽壓力9.81 MPa，過熱器出口額定蒸汽溫度540 ℃，鍋爐額定給水溫度158 ℃，排煙溫度≤140 ℃，鍋爐在30%～100%負(fù)荷下能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行并有10%短時(shí)超負(fù)荷能力； 鍋爐的正常排污率不應(yīng)超過2%，正常補(bǔ)給水量為5%；鍋爐的保證熱效率應(yīng)不低于89%，飛灰含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤8%，底渣含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1.5%；過熱器蒸汽側(cè)壓降≤1.19 MPa，省煤器水側(cè)壓降≤0.39 MPa；噸蒸汽煤耗0.135 t。

5 結(jié)語

自2015年7月開車調(diào)試開始，截至2015年12月中旬，鍋爐裝置共啟爐10次，運(yùn)行臺(tái)時(shí)1 700 h，各項(xiàng)工藝指標(biāo)波動(dòng)小，產(chǎn)汽量穩(wěn)定，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了220 t/h鍋爐的一次開車成功。運(yùn)行情況表明：該裝置具有運(yùn)行穩(wěn)定、煤耗低、蒸汽品位高、可調(diào)負(fù)荷范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。