水煤浆燃烧技术在锅炉改造中的应用

1、水煤浆燃烧技术在锅炉改造中的应用 齐鲁橡胶厂65t/h燃油锅炉改烧水煤浆工程分析山东齐鲁石油化工工程公司 于益民内容摘要 本文对中国石化齐鲁股份有限公司橡胶厂2台65t/h燃油锅炉改烧水煤浆工程做了全面、详细的论述，介绍了工程概况、设计思路、工艺路线，分析了改造技术难点及改造后的经济效益，为水煤浆燃烧技术在锅炉改造中的应用及推广起到了积极作用。关 键 词 锅炉改造 水煤浆 燃烧技术 1.概述水煤浆是一种新型煤基流体燃料，在我国洁净煤计划中作为重点科技项目来发展，它可以象油一样易于装卸、储存和管道输送，且燃烧稳定、燃烧效率高、污染物（SO2、NOx）排放少、价格低廉、节能和环保效益好等优点，且燃

2、烧技术成熟，可以实现100%代油，是一种理想的锅炉燃料。中国石化齐鲁股份有限公司橡胶厂原有3台型号为F-65/39-Y燃油锅炉，正常情况下2台运行，全年最大产汽能力为63万吨/年。随着市场燃料油价格不断提高，蒸汽的生产成本也居高不下，企业的整体经济效益下滑。为此，公司决定将其中2台燃油锅炉改烧水煤浆，每吨蒸汽可节约燃料成本3040%，不仅可以大大降低橡胶厂的生产成本，而且替代出的重油进行深度加工，还可以提高齐鲁公司的整体经济效益。2.改造工艺路线选择目前水煤浆的燃烧分“雾化燃烧”和“流化悬浮燃烧”两种燃烧技术。其中“雾化燃烧”技术是浙江大学开发的，其燃烧机理与传统的蒸汽雾化燃烧技术相似。“流化

3、悬浮燃烧”是胜利发电厂水煤浆锅炉改造技术开发部与东北电力学院共同开发的燃烧技术，其燃烧机理：在流化床内添加一层惰性物料，这层惰性物料经过加热后，成为具有一定热容量的热床体，此时加入燃料，当具有一定热容量的惰性物料在床体内上升到一定温度并达到燃料的着火点时，燃料开始着火燃烧。齐鲁股份有限公司橡胶厂根据现有锅炉的实际情况，改造工艺路线采用浙江大学的“雾化燃烧”技术。3.锅炉系统改造3.1本体改造3.1.1炉膛改造根据水煤浆燃烧器组的高度和宽度，对原水冷壁开口作相应改变。为了强化水煤浆着火，炉膛燃烧器区域布置一定数量的卫燃带，采取在水冷壁上焊销钉的形式，卫燃带面积为15m2，在燃烧器区域的四面炉墙上

4、敷设卫燃带，高度为800mm，采用连片布置，材料用碳化硅，厚度为50mm。每组燃烧器开设两个打焦孔。65t/h燃油锅炉改造方案简图3.1.2燃烧器在原燃烧器位置安装水煤浆燃烧器。设计燃烧器共5层，一次风2层，二次风3层，自上而下分别为上二次风、上一次风、中二次风、下一次风和下二次风。燃烧器四角切圆布置。2层一次风燃烧器中均布置水煤浆喷嘴，正常运行时投用8个水煤浆喷嘴。在4个下二次风燃烧器喷口里设置4个点火油枪。3.1.3水煤浆喷嘴采用撞击式多级雾化型水煤浆喷嘴，容量为1.6t/h，喷嘴之前的雾化蒸汽压力为1.3MPa。3.1.4尾部受热面根据热力计算，过热器和省煤器等不需要作改动。更换面式减温

5、器，最大调温能力为90。每台锅炉更换一组上级空气预热器，采用内螺纹管空气预热器；更换一组中级空气预热器，采用光管空气预热器。3.1.5吹灰和防磨每台锅炉炉膛设14台蒸汽吹灰器。过热器及尾部受热面采用激波吹灰器。由于水煤浆含有10%左右的灰份，故为了减少烟气对受热面的磨损，在省煤器入口的前两排直管上和弯头迎风面都要设防磨盖板，共400套防磨盖板。空预器都安装防磨套管。3.2燃料供应系统改造燃烧系统工艺流程见附图。利用原有渣油储罐（1000m3）改造成水煤浆储罐。根据水煤浆特性及燃烧要求，储罐伴热系统作适当改造，使水煤浆保持在3035之间。同时为了防止水煤浆沉淀，增加空气搅拌设施，对储罐内的水煤浆

6、进行定期搅拌。水煤浆由供浆泵经过在线过滤器过滤后送至炉前。供浆泵采用流量为220m3h变频螺杆泵（共4台），水煤浆在线过滤器处理量为15t/h（共4台）。3.3烟风系统改造经过计算，原有鼓风机、引风机的风量和风压可满足要求，不更换。增设处理量为2×140000m3/h的双室二电场静电除尘器一台，除尘效率为99，设有两个进口和两个出口，由两台锅炉共用。除尘器采用小分区供电，当一台炉停炉检修时，可以停除尘器相对应的一室或电场。3.4除灰、除渣系统改造后设计副产干灰量约为1.66吨/时，采用正压气力输送系统，将电除尘器灰斗下的干灰捕集输送到干灰库装车外运。两台锅炉产生的炉渣量为每小时为0.

7、3吨。采用水力除渣系统。4.改造技术难点及注意事项将燃油锅炉改造成燃烧水煤浆，首先根据水煤浆的特性，采用适当的伴热保温和搅拌措施，确保水煤浆温度在3035之间，并确保在储存、输送过程中不发生沉淀。其次，停炉时所有水煤浆管道要设有水冲洗和空气吹扫设施。第三，水煤浆管路上的仪表在选型及安装时要有防止水煤浆沉淀堵塞措施。第四，锅炉炉膛及尾部受热面必须有完善的吹灰设施。5.经济效益分析齐鲁股份有限公司橡胶厂2台燃油锅炉改造为燃烧水煤浆，投入运行已半年多，各项指标基本达到设计值。按照2001年该厂2台燃油锅炉共产蒸汽54.868万吨为基准进行改造前后的经济效益分析。改造前后物料消耗量及可变成本比较见下表

8、：序号物料单价改造前改造后年消耗金额(万元)年消耗金额(万元)1燃料油1423.5元/吨3.95万吨5622.8002水煤浆400元/吨0084万吨33603电耗0.32元/度306×104kWh/年97.92434×104kWh/年138.884低压蒸汽70元/吨001.86万吨130.25自产脱盐水2元/吨55万吨/年11055万吨/年1106年可变成本万元/年5830.73739.1*表中价格为2002年齐鲁石化公司内部互供价。*脱盐水为锅炉车间自产，除新鲜水外其它费用已计入车间成本改造前单位产品可变成本=年成本÷年产蒸汽量=106.3元/吨汽改造后单位产品可变成本=年成本÷年产蒸汽量=68.1元/吨汽 改造后按年产蒸汽产量54.868万吨/年计算，每年可节约生产成本（可变成本）为：（106.368.1）元/吨汽×54.868万吨/