密闭电石炉余热锅炉运行优化

密闭电石炉余热锅炉运行优化

随着社会节能意识的日益重视，产品成本竞争变得越来越激烈。目前,所有厂家通过各种工艺改进来节约能源,实现效益最大化。某公司25.5MVA密闭电石炉的余热锅炉从1997年投入运行至今已运行10多年,出现管壁变薄、设备老化、漏水和漏汽等现象。2008年开始,因烟道内多片管片漏水进行了堵管处理,导致换热面积减少;同时烟道内管片变形使得积灰严重,既降低了蒸汽产量,也对余锅的长周期安全生产产生威胁。2010年大修改造后,为了进一步提高锅炉热效率,该公司从优化工艺优化操作入手,在利用电石炉壁热空气代替余锅燃烧所需冷空气、锅炉除盐水预热、加强引风机清灰管理、优化运行过程中清灰操作、加强除尘器管理等方面进行了优化操作及改进,提高了技术水平,并取得了一定的经济效益。1流程描述1.1焦炉炉底低热值烟气放空该公司容量为25.5MVA的密闭电石炉正常生产中产生的炉气(CO体积分数为85%的副产物)经引气蝶阀、人字管、灰封阀进入燃烧器,与鼓风机送来的一次风及二次风混合后在炉膛内充分燃烧,高温烟气经炉膛、过热器、蒸发器、烟道省煤器出余热锅炉本体,废气经增湿塔、静电除尘器净化后放空。1.2锅炉给水及汽-水分离器工作原理来自外公司的除盐水进入除氧器,经低压蒸汽加热的除盐水除去绝大部分氧气后,作为锅炉给水。给水经给水泵加压后,经给水自动调节阀、烟道省煤器到锅筒。炉水受热后,在锅筒内产生饱和蒸汽,经波形板式汽-水分离器后进入过热器,饱和蒸汽过热后经减温器、主汽阀、并网操作阀、隔离阀后,并入总网。余热锅炉的主要设备及性能见表1。2该工艺的优化操作和改进具体措施2.1表面质量和炉身比原有的余锅燃烧所需空气是靠鼓风机直接将空气鼓入炉膛,然而该公司许多高温尾气却直接排空,使得能源大量浪费。电石炉壁的热空气在25.5MVA密闭电石炉正常生产期间,温度一般在50℃以上。根据对生产实际情况认真分析研究,将25.5MVA密闭电石炉炉壁的热空气作为余锅燃烧所需空气,通过鼓风机鼓入余热锅炉炉膛进行助燃。电石炉壁的热空气代替余锅燃烧所需冷空气后,改善了锅炉内燃烧条件,提高了燃烧温度,增强了传热效果,同时对电石炉壁有一定的好处。2.2高温高温生产期间,为了保证锅炉给水的品质,必须除去给水中的氧气和其它不凝结气体。该公司通过低压蒸汽将来自外厂25℃左右的除盐水加热到104℃以上来除氧气和其它不凝结气体,许多高温热源却直接排空或自然冷却,使得能源大量浪费。经过认真分析和实际检测后发现,25.5MVA密闭电石炉炉皮的温度在电石炉正常生产期间维持在230℃以上,同时离除盐水总管距离比较近。为此,在电石炉炉皮上装一个换热片,25℃左右除盐水先在换热器内进行预热后,再进入除氧器,通过低压蒸汽加热来满足生产需要。2.3引风机的使用余热锅炉产生的烟气中通过除尘器后,仍含有一定量的水蒸汽及粘性比较大的粉尘,很容易积在引风机的叶轮表面,直接影响引风机的运行效率。叶轮干净时,引风机的电流为108A左右;引风机的电流一旦低于95A以下,25.5MVA密闭电石炉产生的炉气就很难完全引入余热锅炉。同时,电石炉容易冒火,对炉面设备的寿命有一定影响。为了确保25.5MVA密闭电石炉及余热锅炉正常生产,在余热锅炉运行过程中,需在每轮班第二个中班时对引风机进行人工清灰操作。清灰前,打开已清灰的备用引风机,待整个系统运行正常后,进行另一台引风机清灰。2.4锅炉排灰系统的清灰操作一般应注意做新设计的余热锅炉省煤器采用机械振打,但试运行一段时间后发现,整体清灰设计存在一定的缺陷,使得管片上及管片间积灰严重,造成锅炉炉体内阻力较大、排烟温度过高,直接影响到电石炉的炉压工况及锅炉的热利用率。在运行过程中,严格控制余热锅炉尾部的温度≤220℃与除尘器尾部的压力≤-2.4kPa,要求每个轮班对管片进行人工清灰操作不少于2次。清灰时,用压缩空气吹扫管片与用准25mm的圆钢直接敲击管片同时进行,确保管片上的积灰尽量吹扫干净,以提高管片的换热能力。2.5确定电场二次电流、二次电压及增湿塔接收点温度静电除尘器的运行状况直接决定引风机叶轮的积灰。在生产中,严格控制电场的二次电流、二次电压及增湿塔尾部温度。余热锅炉每次停车时,必须打开电场,观察极板积灰情况,定期对极板进行在线清理积灰,半年左右大清理检查一次,保持极板干净,以使放电均匀,保证除尘效果良好。3效率评估3.1清除石炉壁热空气自2011年余热锅炉工艺进行优化操作及改进后,由于锅炉本体及引风机及时清灰、除盐水预热、利用电石炉壁热空气,使得余热锅炉及电石炉的炉况明显好转。其一,清灰及时,整个系统阻力明显减少,减少了炉气在炉面的燃烧,改善了电石炉炉面的环境,提高了余热锅炉的热值。其二,除盐水预热后低压蒸汽使用量明显下降。其三,利用电石炉壁热空气提高了锅炉的炉膛温度,锅炉工况好转,也提高了废热的利用率。3.2节能评估3.2.1电石炉蒸汽用量自从2011年余热锅炉工艺进行优化操作及改进后,余热锅炉及25.5MVA密闭电石炉工况明显好转,中压蒸汽产量大大提高,低压蒸汽消耗量下降。现就以1997年至2009年期间余热锅炉运行最好的年份2007和工艺优化后2011年生产数据统计如下见表2。3.2.2炉面蒸汽用量下降通过以上数据对比可以看出,技改措施实施后(2011年)与实施前(2007年)相比,在25.5MVA密闭电石炉平均作业率分别为98.40%和95.42%的情况下,低压蒸汽耗由2007年的0.08t/下降到2011年的0.07t/t,中压蒸汽产量由2007年的71114t/年上升到2011年的77013t/年,同时电石炉炉面冒火现象大大减少,炉面设备使用寿命加长,降低了检修费用。4企业主要运行效能得到提高经过对利用电石炉壁热空气代替余锅燃烧所需冷空气、锅炉除盐水预热、加强引风