张东坤

三废混燃炉点火及运行工艺的改进

张东坤

(安徽晋煤中能化工股份有限公司安徽临泉236400)

安徽晋煤中能化工股份有限公司(以下简称中能公司)第1台三废混燃炉于2010年安装投产，蒸汽压力为5.29 MPa，蒸汽温度450 ℃，负荷为60 t/h，其中60%的负荷由回收造气吹风气、合成废气、脱碳废气生产，另外40%的负荷由回收造气炉渣以及造气煤末生产。为了淘汰落后产能，2012年又拆除2台35 t/h的链条锅炉，新建了1台60 t/h的三废混燃炉。目前，第3台三废混燃炉项目已完成项目论证，该项目正在有序推进。中能公司第1台三废混燃炉初始点火和运行时存在很多问题，通过实践和探索，改进了点火及运行方式，目前2台三废混燃炉运行情况良好。

1 三废混燃炉点火、扬火方式改进与节能

1.1 点火改进措施

三废混燃炉原设计采用固定床床上木炭点火，但由于三废混燃炉炉膛面积大，此种点火方式劳动强度大、成功率低、点火时间长，且起火时升温速率快，不利于延长锅炉使用寿命。鉴于此，将点火方式改为流化态床下点火，并自行加工2台点火器，配2支油枪，单支油枪喷油量450 L/h。由于燃烧的燃料为造气炉渣和无烟煤末的混煤，其热值约在11 723.6 kJ/kg，挥发分含量<5%(质量分数)，着火点在600 ℃左右，故三废混燃炉点火2.5～3.0 h后，料层温度升至450 ℃，若再将料层温度升至混煤的燃点550～600 ℃则比较困难，至少需再投油枪2 h，多烧2 t柴油，有时还很难引燃混煤，勉强投煤极易造成床温达到650 ℃前着火不及时，而当床温升至850 ℃后发生爆燃，导致超温结焦。为了降低点火成本、节省燃油耗和电耗，同时为了确保点火一次成功，应设法使三废混燃炉点火升温2.5～3.0 h后及时引燃混煤至稳定燃烧状态。为此，采取了如下措施。

(1) 选择适当厚的料层。若料层太薄，流化不均；若料层太厚，会增加电耗。中能公司通过实践，选择料层静止厚度在400 mm左右。

(2) 选用适当的风量。若风量太大，不利于蓄热；若风量太小，可能导致流化不均，造成局部结焦。只要底料内无明显可燃物，在点火初始阶段，料层温度在400 ℃以下时，可采取微流化风量，甚至鼓泡状态的风量，以利料层蓄热。当人工抛煤或给煤机投煤时，必须保证料层整体不低于最低流化风量，以防局部结焦。

(3) 采用优质烟煤引火助燃。在床温达450 ℃时，打开炉门，维持炉膛负压在-300 Pa左右，向流化床内添加挥发分在20%(质量分数)以上、着火点在400～500 ℃的优质烟煤或褐煤；当烟煤燃烧将床温升至600 ℃时，启动给煤机，及时适量添加混煤，稳步控制床温升至900 ℃左右后退油枪，点火成功。每次点火只需用500 kg烟煤即可节省柴油2 t和电2 000 kW·h。

1.2 探索保证扬火成功的措施，降低扬火成本

由于三废混燃炉燃煤热值低，压火时间也短，2 h后床温即降至700 ℃以下，且混煤着火难。运行初始阶段，每次压火超过2 h后扬火必须重新点油枪，扬火犹如开炉点火，成本极高。为了延长压火时间、提高扬火成功率并降低扬火成本，中能公司采取了以下措施。

(1) 提高压火料层厚度和床温。床温控制在950～980 ℃，料层差压比正常运行时高0.5～1.0 kPa。

(2) 扬火初期，采用微流化风量；当床温升至700 ℃后，再保持正常流化风量。

(3) 扬火起动时，一边用优质烟煤引火，一边用给煤机给煤，确保床温稳步上升。

采取以上措施，只要压火后床温在500 ℃以上，即可成功扬火，压火时间可达10 h以上，每次可以节省柴油2～3 t。

2 优化燃烧，降低飞灰残碳含量

三废混燃炉利用流化床锅炉的燃烧技术，采用吹风气余热锅炉的模式，炉渣掺烧量可达到50%(质量分数)以上。掺有约50%(质量分数)造气炉渣的燃料在混燃炉中沸腾流化燃烧，吹风气、弛放气从炉膛出口处加入炉膛，由二次风作为配风，烟气进入组合式除尘器，较粗的颗粒被分离出来后落入下部水封刮板，细灰则随高温烟气进入余热锅炉。但由于炉膛标高只有17 m左右，燃烧流程短，燃烧不充分。分离出来的未燃尽颗粒不再循环参与燃烧，因而飞灰残碳含量偏高，有时达20%(质量分数)以上，影响了燃料燃烧效率和锅炉热效率。

中能公司第1台三废混燃炉运行初期组合除尘器顶部的旋风筒底板总是变形。经分析，原因为运行中旋风筒的外部温度达到950～1 000 ℃，其冷却工艺是由空气预热器出口二次风经过旋风筒后再回到炉膛中部二次风环管，但由于中部二次风环管主要由另一风管直接从空气预热器出口二次风总管供风，造成旋风筒的冷却风被短路，实际经过的风量小。旋风筒的底板变形后，由于组合除尘器内烟气负压比炉膛的负压大，故旋风筒自身的冷却风、中部二次风环管的风都从旋风筒底部漏入组合除尘器，一方面造成炉膛中部二次风实际风量减小，固体碳颗粒欠氧；另一方面导致旋风筒分离效果降低，三废混燃炉飞灰残碳含量进一步提高。为了降低飞灰残碳含量，中能公司采取了以下措施。

(1) 适当降低一次风量，提高床温，尽可能控制床温在950～980 ℃，保持较小的炉膛出口负压，使燃煤中的飞灰尽可能在燃烧炉内燃烧。

(2) 通过对吹风气的旋风分离，减少进入三废混燃炉吹风气中携带的固体颗粒。

(3) 改进组合除尘器顶部的旋风筒冷却风的工艺，将其冷却风改为二次空气预热器进口的凉风，既降低了风温，又提高了风压，并改善了旋风筒的冷却效果，保证了炉膛中部二次风的正常供给。

(4) 提高混燃炉出口的烟气温度，将其控制在950～980 ℃，使飞灰尽可能在组合除尘器前燃尽。如果炉膛出口烟气温度偏低，可适当增加弛放气气量。

通过采取以上措施，目前三废混燃炉飞灰残碳质量分数降至15%以下。

3 结语

通过实践和探索，改进点火、扬火方式，改进配风工艺，调整运行控制方式，目前中能公司2台三废混燃炉运行状况良好。2台三废混燃炉回收化工生产中的各种废气、废渣、废灰，相当于年节约标准煤60 kt，经济效益为5 000万元左右，可实现节能环保双丰收。

2016- 05- 14)