纸业有限公司节能改造项目

纸业有限公司节能改造项目内容摘要：

煤与空气混合不均匀，有的区域出现空气不足，另外区域又严重过剩，致使炉膛温度降低，排烟量增大，带出热量增加，也就是排烟热损失增加。 最好的做法是，在尽可能保证燃料得到充足的氧气而完全燃烧的前提下，使过量空气系数愈低，燃烧愈经济。 造成空气过剩有以下几个原因： (1) 炉排下部的风室隔断不严，各风室互相串风。 链条锅炉燃料的燃烧过程，是沿链条长度方向分布的。 在炉排前部和后部不进行激烈的燃烧，需要少量的空气；而中部主燃区则需要大量空气。 现代锅炉的分室送风技术是在链条下面分成几个风室，各个风室之间装有隔板，每个风室可以独立调节风量，保证燃烧良好。 如果炉排下部的风室隔断不严，各风室互相串风，或者炉排两侧密封不严，就不能按照在锅炉内的燃烧过程合理地分配空气量。 需要空气的区段得不到足够的空气，而不需要空气的区段却大量进入空气，从而大大影响其合理配风的有效性。 **纸业有限公司锅炉改造项目 可行性研究报告 18 (2) 锅炉烟气系统的漏风，主要发生在锅炉排放炉渣的部位。 这种情况比较普遍，也很严重。 目前大部分锅炉出厂时安装了机械除渣设备，但安装不正确，比如虽安装了链板除渣器，但没有用渣斗插入水封中；有些锅炉出厂时就没安装除渣器，甚至不配除渣门，锅炉使用单位就做一个简易出渣门，或用钢板临时堵一下除渣口，这样做的效果很差，不能起到隔绝空气的作用。 (3) 应当指出的是锅炉本体的漏风，炉墙漏风也很普遍，但还不为人们所重视。 锅炉炉墙砌体一般是各类耐火砖、红砖墙及保温砖等，其本身气密性就差，再加上耐火砖缝的耐火泥都是塑性的，这些都会导致锅炉炉墙漏风。 尤其是快装锅炉的炉墙较薄，如果炉墙砌筑不 好，锅炉漏风量将会很大；由于锅炉整体刚性较差，锅炉在运输和吊装过程中炉墙砖缝就会松动而漏风。 (4) 锅炉燃烧调整的操作技术较差，造成风量配置不当。 上面已经提到，煤在炉排上的燃烧是分段、分区进行的。 煤在预热干燥时，可以完全不需要空气；在挥发分析出区，有一部分可燃性气体已经开始燃烧，因此需要供给少量空气；挥发分和焦炭的燃烧区域是燃烧的主要部分，需要送人大量的空气。 所以机械化层燃锅炉的合理操作，在于煤的不同燃烧过程供给不同的空气量，分段送风门的实际开度要经常随炉排速度、燃煤粒度、水分的变动及火床面上的燃烧情况 加以调整。 层燃锅炉操作技术水平的高低，表现在是否能按煤的燃烧各区段正确调节空气量，所以应加强对锅炉操作人员的节能技术培训，提高操作技能，以降低空气系数。 (5) 锅炉仪表配备不够齐全或老化。 **纸业有限公司锅炉改造项目 可行性研究报告 19 一般的小锅炉所配备的仪表除压力表、水位计、温度表外，大都没有安装氧量表或者空气过剩系数表或者安装后使用时间过长，没有及时维护，这对锅炉操作人员现场控制空气系数带来很大的限制。 炉渣含碳量 炉渣含碳量主要用于反应锅炉的机械不完全燃烧热损失。 它是指一部分燃料进入锅炉以后，没有参与燃烧化学反应，就随着各种途 径带出炉外面而造成的热能损失。 对层燃炉来说，机械不完全燃烧热损失是最大的损失项，可达 15%～ 20%以上。 造成炉渣含碳量高的原因很多，主要有以下几点： (1) 在机械化层燃炉 (链条炉、往复炉 )中，燃煤水分和挥发分对煤炭着火的快慢和燃烧温度的高低有显著的影响，另外煤粒度过大，或原煤未经洗拣都会造成煤炭燃烧不完全。 煤炭水分过大，会造成煤着火延后；煤炭的挥发分高，就容易着火燃烧，反之就不易着火，所以燃用煤炭水分过大或者挥发份较小的煤种，因着火推迟，最后导致在整个燃烧过程结束时，煤炭来不及完全燃烬，造成炉渣含碳量 超标。 (2) 锅炉运行参数调整不合理，主要包括煤层厚度、进煤速度、风煤配比等。 机械化层燃炉煤层过厚，燃煤不易烧透，造成燃烧不完全；进煤速度太快，燃煤还没有完全燃烧就已经到达炉排末端，被排出炉膛；煤风配比不合适，不能根据煤层厚度、炉排速度和煤的燃烧情况，适当调整送风机风门开度，以保证提供充足的氧气供煤炭充分燃烧，使炉渣含碳量增加。 (3) 炉膛温度过低。 炉膛温度的高低是燃料燃烧好坏的重要因素。 过低的炉膛温度不能维持炉膛内良好的燃烧。 为了保证炉内燃烧的稳定，炉**纸业有限公司锅炉改造项目 可行性研究报告 20 膛出口的温度不宜低于 800℃。 炉膛温度偏低是目 前工业锅炉运行中较为普遍的问题。 造成的原因除了漏风严重和风量配置不当外，助燃拱的型式、低负荷、炉膛水冷系数过大等也是造成炉膛温度低的主要因素。 (4) 锅炉结构设计不合理，如炉膛太小，造成热负荷低，使燃烧不良；前拱几何形状及高度不适，使着火点推迟；后拱过高或过短使余煤不能燃烬。 炉渣含碳量在一定程度上代表了煤炭燃烧的完全程度，是反映锅炉节能运行状况的重要指标。 虽然炉渣含碳量并不能绝对地反映出锅炉热效率的高低，但在实践中经常注意炉渣的色泽，是监督锅炉运行的重要手段。 我们可以排除不良因素，提高锅炉运行的热效率。 炉体外表面温度 炉体外表面温度主要反映锅炉的散热损失。 由于锅炉炉墙、金属结构及锅炉范围内的烟风道、汽水管道、联箱等外表面高于周围环境温度，致使向周围环境散失的热量，叫做散热损失。 锅炉散热的大小主要取决于单位锅炉的容量相对表面积的大小和外壁温度，外壁相对面积越大，外壁温度越高，向周围环境的散热量也越大。 对 ≤35 t/h 的工业锅炉，散热损失大约占总的输入热量的 l%～ %。 从具体因素来看，炉体外表面散热损失主要取决于以下几点： (1)锅炉容量的大小； (2)是否布置尾部受热面； (3)炉 墙的保温绝热状况； (4)锅炉的实际运行安装维修水平。 在实际监测中，经常发现的问题是，锅炉墙体年久失修已经损坏，保**纸业有限公司锅炉改造项目 可行性研究报告 21 温层没有及时维修更换，都会造成炉体外表面温度超标；或者虽然整体炉墙外表面温度未超标，但炉墙的部分区域严重超标，这些情况下都应当对保温层进行检修，选用先进的保温材料，以降低散热损失。 热效率 热效率是锅炉的综合指标，体现了锅炉作为一个能源转换设备的综合性能。 对锅炉的热效率进行分析，主要可以从以下四个方面入手。 (1) 锅炉设备本身的问题：如炉膛设计不合理、受热面积灰与结垢、炉 墙漏风、辅机配套、水处理设备不合格等。 (2) 操作运行方面的问题：如司炉人员的操作水平、锅炉房管理和规章制度的完善程度等。 (3) 生产安排上的问题：主要表现在锅炉负荷的变化、检修是否及时等。 (4)燃料方面的问题：锅炉实际用燃料规格、品种与设计的相差较大等。 以上这些问题在锅炉热效率及各项损失中均得到反映。 实际上影响锅炉经济运行的各个因素又互相影响，最后反映在热效率上。 因此对以上几个问题的分析，可以从各项热损失入手，进行系统的分析，找出问题的主要矛盾并加以解决。 改造方案设计 设计运行量 两台链条锅炉 改为一台循环流化床锅炉， 设计运行量为 50T/h，热 效率80%以上。 锅炉改造炉型的选择 **纸业有限公司锅炉改造项目 可行性研究报告 22 本次锅炉改造结合了公司的实际情况，经过调研，最后决定将链条锅炉改为循环流化床锅炉。 循环硫化床锅炉的核心结构是由密相区、稀相区、分离器及反料器组成的循环燃烧体统，燃烧进入密相区与空气混合，流化并燃烧， 热的高温烟气携带大量正在燃烧的固体颗粒冲刷稀相区，一边燃烧，一边将燃烧释放的热量传递给其中的受热面，加热其工质（水），未燃尽的固体颗粒进入分离器，被收集下来，通过反料器 重新送入密相区，反复循环燃烧，从而大幅度提高燃烧效率和脱硫效率，燃烬的固体细小颗粒随高温烟气逃逸出分离器，冲刷对流受热面和尾部受热面，经除尘器除尘后排入大气。 循环硫化床的工作原理，决定其有如下燃煤技术难以比拟的技术优势： ① 效能显著， 热效率高 煤的燃烧效率可达 96~99%，石灰含碳量仅为 2%左右，锅炉热效率可达 85%左右，比国家相关标准提高 15 至 20 个百分点。 ② 煤种适应性广 热值在 3000—7000Kcal/kg 的烟煤，贫煤、无烟煤、褐煤在同一锅炉内均可稳定、高效燃烧，并可掺烧矸石、造气炉渣及层燃烧炉 炉渣，既便是三高（高灰分、高水分、高硫分）三低（低挥发份、低发热份、低灰溶点）燃料，也能在其中高效燃烧。 ③ 负荷调节性好 可在 25%~110%负荷范围内自由调节，无论高低负荷，其燃烧效率均能保持较高的值；负荷调节速度较快，平均没分钟可达 5%。 ④ 清洁燃烧，环境保护 **纸业有限公司锅炉改造项目 可行性研究报告 23 循环硫化床燃烧温度仅在 850℃ ~950℃ 左右，属底温燃烧，同时采用分级燃烧，空气沿燃烧流向从不同高度送入，燃烧室处于还原气氛，因而该技术在环保方面有三大好处。 ＊燃料中掺加石灰石，可经济脱硫， Ca/S 摩尔比为 ~2 时，脱硫效率可达 84%左右。 ＊ NOX 的排放量控制在 200ppm 以下。 ＊炉渣活性好，含碳量低，可作为水泥熟料及建筑材料。 ⑤ 点火方便，压火时间长 循环硫化床锅炉容积热负荷较高，其密相区截面积仅为传统硫化床的3/1~2/1，同时密相区为绝热室，因此点火方便快捷，压火时间最长可达 20小时。 ⑥ 结构紧凑，维修量少 由于循环硫化床锅炉机械传动件很少，同时无埋管受热面，所以可从根本上消除炉排传动的故障和埋管磨损，减少了人工劳动强度。 改造的技术方案和措施 ⑴ 通过采用循环流化床技术对链条锅炉进行改造，改造后产品结构紧凑，锅 炉本体由锅炉、水冷系统、过热器、省煤器、空气预热器、钢架、平台扶梯、炉墙、外护板、燃烧设备、给料装置、点火装置、分离返料装置等组成。 锅炉设计符合《蒸气锅炉安全技术监察规程》（ 1996）和JB/T10094—2020《工业锅炉通用技术条件 》。 ⑵ 改造后锅炉参数及相关指标如下。 额定蒸发量： 50t/h **纸业有限公司锅炉改造项目 可行性研究报告 24 额定蒸汽压力： 额定蒸汽温度： 450℃ 锅炉设计热效率： ％ 锅炉实测热效率： 86％ 给水温度： 105℃ 设计燃料： 烟煤 入炉煤粒度： 0～ 10mm； 脱硫石灰石粒度： 0～ 1mm. 煤耗量： 吨 /t 蒸汽 ⑶ 改造过程中通过采取以下措施，保证改造后的锅炉出力和锅炉效率 ① 循环燃烧系统由硫化床、炉壁、高温旋风分离器组成，硫化床、炉壁采用膜式壁结构。 煤又螺旋给煤机高位送入硫化床，燃烧所需的空气分为一次风（占 50—60%）、二次风（占 40—50%），分别由一次鼓风机和二次鼓风机经过空气预热器送入硫化床。 硫化床硫化速度控制在—，炉膛中硫化速度控制在 4—。 在炉膛上部部分物料随高温烟气以 23—25m/s 的速度切入两个直径为 Ф2200 高温旋风分离器，进入气 —固分离；为防止高速的烟气对膜式壁受热的磨损，两个烟囱间的管子全部拉入烟道保温层内，分离；为防止高速烟气对膜式壁的热膨胀，分离器进口烟道设置高强度密封复合材料非金属膨胀节，返料器料腿外设置了不锈钢 V 型金属。