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        鍋爐負(fù)荷提高及低氮燃燒改造措施的研究

        2020-01-13 16:37:13路道偉張永亮李曉彤兗礦魯南化工有限公司山東棗莊277500
        化工管理 2020年9期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)板風(fēng)帽料器

        路道偉 張永亮 李曉彤(兗礦魯南化工有限公司,山東 棗莊 277500)

        鍋爐運(yùn)行工況影響著整個(gè)化工后系統(tǒng)的穩(wěn)定,本文著重分析了該車間1#、3#鍋爐負(fù)荷率過低、脫硝裝置運(yùn)行條件不佳等問題,并且針對每個(gè)問題癥結(jié)采取相應(yīng)的措施,通過各項(xiàng)改造實(shí)現(xiàn)了提高負(fù)荷,滿足更加嚴(yán)格環(huán)保要求的目的。

        我公司現(xiàn)有三臺循環(huán)流化床鍋爐,其中1#、2#鍋爐型號為HG-9.8/130-M5,3#鍋爐型號為UG-9.8/260-M2,三臺鍋爐均安裝有SNCR脫硝系統(tǒng),還原劑為15%左右的氨水,返料系統(tǒng)配置兩臺返料風(fēng)機(jī),用于鍋爐返料系統(tǒng),SNCR噴槍霧化風(fēng)采用除塵系統(tǒng)用壓縮空氣。

        為提高鍋爐負(fù)荷及實(shí)現(xiàn)外排煙氣中NOx 滿足更加嚴(yán)格的環(huán)保要求,我車間先后對兩臺鍋爐實(shí)施提高負(fù)荷及低氮燃燒改造,分別于2019年10月、2020年1月對3#、1#鍋爐進(jìn)行改造,現(xiàn)就改造前后情況做以下總結(jié):

        1 改造前運(yùn)行情況

        1.1 鍋爐負(fù)荷率低

        3#鍋爐設(shè)計(jì)負(fù)荷為260t/h,實(shí)際運(yùn)行滿負(fù)荷為190t/h,滿負(fù)荷率只有73.08%,1#爐設(shè)計(jì)負(fù)荷為130t/h,實(shí)際運(yùn)行滿負(fù)荷為105t/h,滿負(fù)荷率只有80.77%,鍋爐效率明顯偏低;

        1.2脫硝運(yùn)行工況差

        (1)在1#與3#爐同時(shí)運(yùn)行情況下,SNCR 脫硝系統(tǒng)投用,兩爐用氨量分別為0.6m3/h、1.2m3/h,外排煙氣中NOX指標(biāo)基本維持在70-90mg/m3,偶爾會出現(xiàn)高于100mg/m3的情況,無法滿足2020年低于50mg/m3的更加嚴(yán)格的環(huán)保要求;(2)1#鍋爐負(fù)荷在105t/h 時(shí)料床溫度在980℃左右,返料器上部溫度基本在820-880℃;3#鍋爐負(fù)荷在190t/h時(shí)料床溫度在990℃以上,返料器上部溫度基本在850℃左右,兩爐的返料器處溫度偏低。低負(fù)荷狀況下,返料器溫度更低,脫硝反應(yīng)溫度不佳。在鍋爐床溫高,無調(diào)節(jié)余地的情況下,為保證外排煙氣NOX 指標(biāo)合格,氨水用量始終在高位,大量氨水逃逸進(jìn)入氨法濕式脫硫裝置,造成脫硫物料結(jié)晶惡化,脫硫運(yùn)行困難。

        2 原因分析

        2.1 物料循環(huán)系統(tǒng)存在缺陷

        (1)該爐爐膛后部旋風(fēng)分離器存在煙氣入口結(jié)構(gòu)不合理,中心筒偏置角度不足,插入長度不夠,中心筒直徑過小等缺陷,無法滿足分離效率,物料循環(huán)分離效率低,循環(huán)量不足。(2)返料風(fēng)帽開孔率過小,返料風(fēng)阻不足,返料風(fēng)與松動風(fēng)配比不佳,造成循環(huán)物料不足。

        2.2 布風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷

        (1)爐膛布風(fēng)板風(fēng)帽使用的是通風(fēng)直徑為5mm,每個(gè)開孔數(shù)為10個(gè)的蘑菇型風(fēng)帽,開孔率為2.4%,當(dāng)前工況下送風(fēng)量不足,布風(fēng)板阻力過低,造成床溫過高,換熱面?zhèn)鳠崧实?,造成鍋爐實(shí)際傳熱少,負(fù)荷低。(2)布風(fēng)板南北兩側(cè)有一定斜坡,且南北側(cè)包墻分別設(shè)置有給煤孔與返料孔,該部分的布風(fēng)阻力較大,使床內(nèi)布風(fēng)不均。

        2.3 鍋爐尾部煙道積灰嚴(yán)重

        影響傳熱效果,排煙熱利用率不佳,排煙熱損失過大。

        2.4 原有SNCR 系統(tǒng)運(yùn)行配置不佳,脫硝率無法滿足新的環(huán)保要求

        (1)1#鍋爐兩側(cè)分別配置3 個(gè)噴槍,共6 只噴槍;3#鍋爐兩側(cè)分別配備4只噴槍,共8只,兩爐脫硝噴槍數(shù)量不足。(2)受鍋爐負(fù)荷影響,噴槍設(shè)置位置處煙溫達(dá)不到最佳脫硝效果(最佳溫度為850-950℃);(3)當(dāng)前設(shè)有兩臺氨水泵,三爐共用一條氨水總線,設(shè)計(jì)揚(yáng)程為60m,額定壓力為0.8MPa,由于輸氨管線較長,實(shí)際到達(dá)鍋爐35m噴槍處壓降至0.15MPa,造成噴氨靜壓力低,霧化效果差,且容易造成噴槍堵塞;(4)噴槍霧化風(fēng)使用除塵器用壓縮空氣存在不穩(wěn)定性。在除塵器噴吹或輸灰加壓狀態(tài)下,壓縮空氣壓力較低,加之脫硝霧化風(fēng)管過細(xì)沿程阻力大,造成霧化風(fēng)不足,噴槍霧化效果不佳。

        3 改造措施

        3.1 脫硝裝置改造

        (1)每臺爐子新增兩只噴槍,并將現(xiàn)有噴槍改為防堵噴槍;(2)新增一臺氨水增壓泵,采用多級離心泵,設(shè)計(jì)揚(yáng)程150m,出口額定壓力增加至1.0MPa。

        (3)設(shè)置另外一路單獨(dú)的霧化風(fēng)機(jī),保障霧化風(fēng)壓穩(wěn)定。

        3.2 旋風(fēng)分離器入口改造

        優(yōu)化改造分離器入口結(jié)構(gòu),將旋風(fēng)分離器入口處兩側(cè)煙道用可塑料按照階梯式方式分段縮小入口寬度,增加10cm--20cm左右,提高該處高寬比。

        3.3 返料系統(tǒng)優(yōu)化改造

        (1)調(diào)整返料風(fēng)帽開孔率,適當(dāng)提高返料布風(fēng)板孔板阻力,調(diào)整返料風(fēng)松動風(fēng)比例為6:4;(2)在不改變風(fēng)帽連接返料風(fēng)管情況下更換適當(dāng)?shù)姆盗巷L(fēng)帽。

        3.4 中心筒改造

        (1)中心筒直徑增加20cm,長度增加50cm,增加物料捕捉半徑及捕捉能力,增加旋風(fēng)分離效果,增加物料循環(huán)量;

        (2)適當(dāng)增加中心筒向入口側(cè)的偏置角度,更有效產(chǎn)生旋風(fēng)分離力,達(dá)到更好的分離效果。

        3.5 流化系統(tǒng)改造

        (1)整體更換布風(fēng)板風(fēng)帽,選用孔徑為8mm 開孔數(shù)量為6的鐘罩式風(fēng)帽,保證良好的流化效果,降低一次風(fēng)量,調(diào)整布風(fēng)阻力。(2)將流化床內(nèi)布風(fēng)板斜坡去除,使床內(nèi)布風(fēng)更加均勻。

        3.6 吹灰系統(tǒng)改造

        增加吹灰器系統(tǒng),在鍋爐尾部受熱面增加10套空氣激波吹灰系統(tǒng),定期對尾部煙道積灰進(jìn)行噴吹,保證鍋爐尾部煙道受熱面良好的傳熱性質(zhì)。

        4 改造效果

        針對鍋爐運(yùn)行情況,通過深入分析,對應(yīng)癥結(jié)所在分別采取有利措施,分別利用兩臺鍋爐停車檢修機(jī)會,于2019 年10月、2020年1月分別對3#、1#鍋爐進(jìn)行了低氮燃燒改造,改造完成后我車間分別對3#、1#鍋爐進(jìn)行168h性能考核,改造后運(yùn)行效果如下:

        (1)1#鍋爐實(shí)際運(yùn)行滿負(fù)荷由105t/h提高到120t/h,負(fù)荷率由80%提高至92.3%,鍋爐效率提升明顯;鍋爐床溫有所降低,在滿足負(fù)荷情況下維持在960℃以下,返料器上部溫度在負(fù)荷達(dá)到100t/h以上時(shí)能夠保持在860℃以上,120t/h時(shí)達(dá)到930℃,能夠滿足脫硝要求。

        (2)3#鍋爐實(shí)際運(yùn)行滿負(fù)荷由190t/h提高到220t/h,負(fù)荷率由73.08%提高到84.6,鍋爐效率提升明顯,高負(fù)荷時(shí)床溫基本維持在980℃,床溫未有明顯的下降。但返料器上部溫度在160t/h以上時(shí)能夠保持在850℃以上,完全能滿足脫硝要求。

        (3)脫硝改造效果明顯,兩爐氨水用量由1.8t/h以上降低為1.1t/h左右,兩爐共同運(yùn)行或單爐運(yùn)行情況下,煙氣NOx指標(biāo)均能能夠控制在40mg/Nm3 左右,完全能夠滿足環(huán)保最新要求。脫硝氨水用量降低,脫硫裝置檢修等措施實(shí)施后,脫硫裝置運(yùn)行狀況也得到徹底改善,物料結(jié)晶良好。

        5 結(jié)語

        綜上表明,通過實(shí)施負(fù)荷提升及低氮燃燒改造,鍋爐裝置負(fù)荷率得到明顯提升,脫硝裝置運(yùn)行條件得到改善,脫硝用氨量明顯降低,煙氣NOx能夠控制在的新的環(huán)保指標(biāo)50mg/m3以下,脫硫運(yùn)行狀況更加優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗、提高裝置穩(wěn)定運(yùn)行周期的目的。

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