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      35t鏈條鍋爐節(jié)能減排的探索

      2011-11-07 09:05:54白廣卿
      資源節(jié)約與環(huán)保 2011年2期
      關(guān)鍵詞:爐墻硅酸鋁硅藻土

      白廣卿

      (天津長蘆海晶集團有限公司,天津 300450)

      天津長蘆海晶集團有限公司自備電廠現(xiàn)有3臺CG-35/3.82-ML中溫中壓鏈條鍋爐,擔(dān)負著集團公司化工生產(chǎn)用汽、鹽業(yè)生產(chǎn)用電和冬季居民采暖供熱等任務(wù),1#、2#爐運行已達13年。在近兩年,先后對1#、2#爐的爐墻、分層給煤裝置、爐拱、脫硫除塵設(shè)備等方面進行了改造工作,取得了顯著的節(jié)能減排效果,提高了鍋爐的經(jīng)濟性和鍋爐的效率,節(jié)約了能源,降低了鍋爐的煙氣排放,達到了節(jié)能減排的目的。

      1 、改造爐墻加強密封,減小散熱損失

      爐墻是鍋爐的重要組成部分。由于鍋爐運行已經(jīng)超過十年,爐墻保溫性能降低,跑漏嚴(yán)重,不僅造成現(xiàn)場工作環(huán)境差,而且散熱損失加大,鍋爐熱效率降低,浪費能源,需要對爐墻進行大修重新砌筑及保溫改造。

      (1)改造前的爐墻結(jié)構(gòu)形式

      爐墻按其支撐方式分為重型、輕型和敷管爐墻三類,CG-35/3.82-ML鍋爐采用的是重型爐墻方式,爐墻由三層組成,外層為一級紅磚,內(nèi)層為耐火磚,中間一層為保溫磚(硅藻土磚)。要求耐火磚的耐火溫度不低于1 730℃;硅藻磚的容重不大于“650”,耐火溫度不低于900℃;紅磚的耐火溫度不低于700℃。由于連續(xù)運行,各種磚體性能下降,縫隙增大,且保溫層有損壞現(xiàn)象,造成爐墻散熱增加。如果按設(shè)計重砌爐墻,由于紅磚的保溫性能較差,磚縫過多,爐墻外表面溫度仍可達50~60℃,熱流量相應(yīng)可達400-500kcal/m2,散熱損失還是過大,達不到節(jié)能的目的。

      (2)改造后的爐墻結(jié)構(gòu)形式

      在借鑒同行業(yè)先進研究成果的基礎(chǔ)上,經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員的反復(fù)論證,提出了“利用新型保溫材料,加強保溫層的保溫性能”的工作方案。所謂加強保溫層的保溫性能,即在不改變墻體寬度的條件下,加強中間保溫層的保溫性能,這就要求改變保溫磚的擺放形式,同時輔用高性能保溫材料。

      改造時,采用了性能優(yōu)良的絕熱材料,使散熱和蓄熱損失都顯著減少,保溫層采用保溫磚(硅藻土磚)豎放與三層白色硅酸鋁耐火纖維板錯列布置。由于紅磚層與耐火磚層的尺寸不可改變,而保溫磚層采用的硅藻土磚尺寸為250×125×65這一種,即保溫層厚度為125 mm,將硅藻土磚豎放后占用65 mm,還剩余60 mm,正好將三層δ=20 mm的硅酸鋁耐火纖維板緊壓在內(nèi)。硅藻土磚的豎放減少了縫隙數(shù)量,加強了保溫;而白色硅酸鋁耐火纖維板的主要成分為SiO2和AI2O3,保溫性能好,1 cm厚的耐火纖維層的保溫效果相當(dāng)于10 cm厚的普通耐火磚,并且白色硅酸鋁耐火纖維對可見光的高反射率,使?fàn)t體本身吸收熱量減少,爐內(nèi)有效熱量增加。這樣既能提高鍋爐的升溫速度,又降低了散熱損失,同時還增加了鍋爐的密封性,降低漏風(fēng)系數(shù)。硅酸鋁耐火纖維層還具有吸音性能,可減弱燃燒時產(chǎn)生的噪聲,防止聲波震動而損壞爐墻。在原有墻體寬度不變的條件下,減少60 mm厚的硅藻土磚保溫層,相應(yīng)改變?yōu)楣杷徜X耐火纖維板保溫。改造后,熱流量由400~500 kcal/m2降低到150~200kcal/m2。

      2 、分層給煤裝置的改造

      1#、2#爐由于投用時間早,配置的是普通加煤斗,只能將原煤簡單的平鋪在爐排上,對顆粒與粉末不能分配布置,統(tǒng)煤在鏈條爐排上是十分不利于燃燒的,粒度不一,碎煤末嵌在大塊煤之間,煤堆的過實,使燃料層熱量不易傳到其深處,同時干燥過程中所產(chǎn)生的水蒸汽也不易散發(fā)出來,故燃料不易著火和燒透,另外還會增加通風(fēng)阻力,對于細煤末多的區(qū)域易吹空,形成火口,當(dāng)有較大塊煤、凍煤、煤末較多時,影響下煤,造成火床布置不均,影響鍋爐穩(wěn)定燃燒,而且浪費原料。需要改進先進的節(jié)能設(shè)備,消除不利影響,達到節(jié)能目的。

      表一 改造前爐墻結(jié)構(gòu)

      表二 改造后爐墻結(jié)構(gòu)

      為此,進行了分層給煤裝置的改造。所謂分層給煤,就是通過專用的分層給煤裝置(配帶梳齒式篩分器),解決以往爐排上燃煤密實擠壓的結(jié)構(gòu),將最大的煤顆粒撒落在爐排的最底層,并且按照降冪的排列方式,由下到上層狀排布燃煤,從而形成一個松散有序、風(fēng)阻均勻的煤層結(jié)構(gòu)(見圖一)。燃燒時,一次風(fēng)從上而下包裹在每個煤顆粒的周圍,風(fēng)煤混合均勻,燃燒較為充分。我公司改用的是雙輥式帶篩分器為漸擴型篩網(wǎng)給煤裝置,此種給煤分層燃燒方式改造使用后,經(jīng)過實際運行檢驗及統(tǒng)計分析,此給煤方式在燃用我公司混配原煤條件下,燃燒效率最高。

      與普通給煤斗相比,在爐渣的含碳量方面可使降低3﹪左右,熱效率提高了1.5﹪左右,平均節(jié)煤4﹪~7﹪,燃燒效率及節(jié)煤效果都有明顯提高。以鍋爐每小時耗煤量為5t計算,日耗煤量120t/h,日節(jié)煤5-8噸,全年按運行7 200h計算,年可節(jié)原煤1500~2400t。

      圖一

      3 、爐拱的改造

      由于鍋爐設(shè)計使用煤種為四川省永川劣質(zhì)煙煤,其發(fā)熱量較低,在北方地區(qū)沒有合適的煤種,只能采用混配原煤,但火床較為向前,經(jīng)常引起落煤斗著火,需要對爐拱進行改造。

      改變鍋爐前拱角度及前拱的覆蓋面,來滿足煤種的變化,鍋爐前水冷壁管子從標(biāo)高5 340㎜以下重新設(shè)計更換,前水冷壁集箱向下移400㎜,向后拱方向平移200㎜,水冷壁集箱因水冷壁管子的變化而須重新設(shè)計。在使原前拱折射角度減小后,即保證了前拱對新煤的引燃作用,又相應(yīng)的使火床后移,使?fàn)t膛火焰的充滿度提高,強化了燃燒效果,避免了更多熱量的損失,而且使鍋爐的出力提升速度加快,可調(diào)節(jié)裕度增強。

      4 、清除積灰措施

      灰垢的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.1163W/(m·K),約為鋼板導(dǎo)熱系數(shù)的1/750-1/45。當(dāng)鍋爐的受熱面積灰厚度1mm時,鍋爐的熱效率就要降低4%-5%,,所以清除積灰對提高鍋爐的熱效率非常重要。CG-35/3.82-ML鏈條鍋爐沒有吹灰系統(tǒng),在爐墻改造后,積灰現(xiàn)象變的較為突出,針對此種情況,我們進行了細致的分析,發(fā)現(xiàn)鍋爐水冷壁部分為浮灰,可以利用壓縮空氣進行清除,而過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器部分為硬質(zhì)灰垢,利用吹灰不能完成。針對特殊情況,采用了分段除灰方案。水冷壁采用氣泵壓縮空氣,近位吹掃,既干凈徹底,又不損傷管壁;過熱器、省煤器采用細竹竿刮蹭、輕敲的方法,清除附著管皮垢,十分見效,且細竹竿對20g材質(zhì)鋼不易造成劃傷;最難辦的空氣預(yù)熱器,由于是管內(nèi)壁附著垢,不易清除。經(jīng)過多次試驗,我們發(fā)明了專用鉆具結(jié)合水管沖洗法,取得良好效果,而且專用鉆具獲得專利稱號。

      5 、脫硫除塵系統(tǒng)改造

      1#、2#爐配套除塵設(shè)施為花崗巖水膜除塵器,3#爐為水浴脫硫除塵器,隨著國家各時段對脫硫除塵排放要求的升高,原有的脫硫除塵設(shè)施不能滿足排放要求,需進行改造,以降低硫化物(SOx)、氮化物(NOx)和煙塵的排放。

      經(jīng)過與環(huán)保部門共同探討、論證,決定采用雙塔脫硫除塵模式,一個除塵塔,一個脫硫塔,一前一后,輔助完成脫硫除塵任務(wù),使脫硫除塵能力進一步提高,為了使脫硫除塵效果得到保證,還在塔體四周加裝上下兩層八組噴頭進行噴淋,改造后在環(huán)保驗收中通過測試,效果非常顯著。為完成公司的減排任務(wù)打下了良好的基礎(chǔ)。

      6 、小結(jié)

      在鍋爐的選用時,應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖褂妹悍N,選擇最佳的燃煤鍋爐,這樣才能使鍋爐的運行效率達到最佳。例如我公司的1#、2#爐,在運行初期極為不正常,很難達到鍋爐的設(shè)計參數(shù),且浪費燃料,通過以上改造,提高了鍋爐的效率,達到了設(shè)計出力標(biāo)準(zhǔn)。并且通過改造降低了熱損失,節(jié)約了運行成本,減少了廢渣、廢氣的排放,達到了預(yù)期的技改目標(biāo),促進了節(jié)能減排工作。

      [1]《鍋爐原理》陳學(xué)俊 陳聽寬

      [2]《燃料與燃燒概論》胡震崗

      [3]《分層給煤技術(shù)在鍋爐中的應(yīng)用》謝萍 程鴻相劉明友

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