内蒙古中煤远兴能源化工有限公司为了充分利用甲醇合成生产的驰放气, 计划将其投入热电循环流化床锅炉中燃烧, 锅炉煤/气掺烧可能带来以下问题:锅炉难达到额定出力;满出力运行时可能出现过热器超温, 排烟温度高;引风机出力不够;燃烧效率及热效率下降。
为实现节能降耗的目的, 对化工厂过滤掺烧驰放方法进行可行性研究。从煤炭类别、锅炉燃烧与掺烧比计算等方面进行研究。
内蒙古中煤远兴能源化工有限公司60吨/年甲醇项目配套建设3×160T/H UG-160/9.8-M3循环流化床锅炉, 主要燃料为煤矸石和烟煤。主要设备与辅助系统包括锅炉本体、热力系统、燃烧系统、吹灰系统、除渣系统、输灰系统、除尘系统、脱硫系统及脱硝系统等。
锅炉的设计煤质为化工园区煤矿自产烟煤和煤矸石及气化炉渣的混合燃料。锅炉的主要技术参数见为:额定蒸发量160t/h、额定蒸汽温度540℃、额定蒸汽压力9.81MPa、汽包工作压力10.8Mpa、给水温度215℃、排烟温度138℃、排污率≤2%、燃料消耗量～25t/h、锅炉计算热效率89.16%、锅炉飞灰份额70%、一.二次风量比55:45、一次热风温度189℃、二次热风温度189℃、循环倍率25～30、空气预热器进风温度20℃、入炉煤粒度0.1～10mm、最低稳定负荷30%、减温器喷水量3.9T/h、减温器减温能力18℃/min、锅炉II级减温 (屏式过热器出口) 、减温器喷水量1.3T/h、减温器减温能力10℃/min、点火气压0.6～0.8MPa、每只气枪流量700Nm3/h、点火总风量42000Nm3/h、混合风20000Nm3/h。
锅炉的设计煤种为混合燃料, 即:煤:煤矸石:气化炉细渣=7:1.5:1.5, 混合后的燃料特性如下表2所示:
气体的低位发热量可由《常用气体的热值》查得, 具体数据如下表2、表3所示。
根据加权平均方法, 可计算获得驰放气的低位热值。其中, 是组分气体所占的体积比例, 是第i种组成气体的低位热值。由此计算的结果为1.178×104 kJ/Nm3。
额定负荷时应向炉内输入的燃料热量由下式计算获得:
上式中:为过热蒸汽流量 (kg/s) ;为锅炉过热器出口蒸汽的焓值 (kJ/kg) ;为锅炉给水的焓值 (kJ/kg) ;为锅炉的热效率。
在额定负荷工况条件下进行燃煤与驰放气混合燃烧时, 锅炉的有效吸热量来自于燃煤与驰放气输入炉内的热量。因此有:
60%驰放气量 (7200Nm3/h) 时锅炉额定负荷所需燃煤消耗量, 该工况条件下燃煤应输入的热量为:, 燃煤消耗量为:4.912Kg/s.
100%驰放气量 (12000Nm3/h) 时锅炉额定负荷所需燃煤消耗量为4.170Kg/s.
所需理论空气量, 由经验公式得:
所需实际空气量:
由上述方程式可知, 每一标准立方米的驰放气燃烧需要的理论空气量为:
实际所需空气量为:
锅炉掺烧驰放气后, 不仅具有良好的经济效益, 而且还具有良好的CO2、SO2、灰渣减排效益, 可充分利用甲醇合成产生的驰放气副产品, 避免了直接对空排放产生的环境污染及污染物处理设备费用与运行成本, 减少了锅炉对原煤资源的直接消耗量;此外, 驰放气与低质煤的掺烧, 还可有效改善炉内低质煤的燃烧特性, 有助于提高锅炉机组的出力, 锅炉掺烧驰放气可行。
摘要：化工厂甲醇合成驰放气为低热值, 易燃易爆有毒有害气体, 正常生产时排放火炬燃烧。为充分回收燃烧热值, 将其喷入锅炉燃烧, 减少燃料煤消耗, 本文对锅炉掺烧驰放气的可行性和掺烧对锅炉影响进行了研究。
关键词：化工厂,驰放气,锅炉掺烧,节能
[1] 史航, 吴玉新, 于广欣.大型燃煤循环流化床锅炉掺烧含盐废水的可行性研究[J].锅炉技术, 2017, 48 (1) :23-28.
[2] 刘贵锋, 韩雪松.烟煤锅炉掺烧褐煤对机组安全经济性影响的研究[J].中国电力, 2018, 51 (09) :50-56.
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