水煤漿鍋爐技術論文

　　水煤漿作為一種新型煤基流體潔淨環保燃料，既保留了煤的燃燒特性，又具備類似重油的液態燃燒 應用特點，是目前我國一項現實的潔淨煤技術。下面是小編精心推薦的，希望你能有所感觸!

　　篇一

　　水煤漿懸浮流化燃燒鍋爐幹氣混燒的技術改造

　　摘 要：通過對一臺水煤漿懸浮流化燃燒鍋爐上通過增設幹氣燃燒器實現幹氣在爐內的燃燒，從而達到節省能源，減少排放的目的。

　　關鍵詞：水煤漿懸浮流化燃燒;幹氣;混燒;改造

　　前言

　　煉廠幹氣主要來自原油的二次加工過程,如重油催化裂化、熱裂化、延遲焦化等,其中催化裂化***FCC***產生的幹氣量較大,一般佔原油加工量的4%～5%。FCC幹氣的主要成分是氫氣***佔25%～40%*** 和乙烯***佔10%～20%***,延遲焦化幹氣的主要成分是甲烷和乙烷。雖然煉廠幹氣中輕烴和氫氣有較高的利用價值,但在一些中小型的煉廠，由於幹氣流量的不穩定以及單獨燃燒乾氣難以滿足生產及生活用汽的要求，因為為達到生產生活用汽要求，通常將幹氣與其他燃料進行混燒，某使用者的在我廠的35t/h水煤漿懸浮流化燃燒鍋爐上進行幹氣混燒的改造，實現幹氣在爐內的燃燒，從而達到節省能源，減少排放的目的。

　　1原35t/h水煤漿懸浮流化燃燒鍋爐的簡介

　　***1***鍋爐引數

　　鍋爐型號：SHFS35-3.82/450-SM

　　額定蒸發量：D=35t/h

　　過熱蒸汽壓力：Pgr=3.82MPa

　　過熱蒸汽溫度：tgr=450℃

　　給水溫度：tgs=105℃

　　冷風溫度：tlf=20℃

　　鍋爐排汙率：p=2%

　　排煙溫度：tpy=150℃

　　設計效率：ηgl=88.53%

　　設計燃料：水煤漿

　　***2***設計燃料***水煤漿***元素分析：

　　收到基碳 Car=50.57%

　　收到基氫 Har=3.27%

　　收到基氧 Oar=6.13%

　　收到基氮 Nar=0.93%

　　收到基硫 Sar=0.56%

　　收到基灰分 Aar=5.64%

　　收到基水分 War=32.9%

　　乾躁無灰基揮發分 Vdaf=50.37%

　　收到基低位發熱量 Qar,net=18877kJ/kg***4509kcal/kg***

　　***3***鍋爐設計結構及特點

　　鍋爐採用雙鍋筒橫置式佈置，由燃燒室、分離器及回輸系統、過熱器系統、對流管束、省煤器、空氣預熱器、爐牆及鋼架等部件組成。水迴圈為自然迴圈方式。燃燒方式為水煤漿流化-懸浮高效潔淨燃燒方式。工作原理是，將滴狀水煤漿投入燃燒室下部由石英砂和石灰石構成床料的熾熱流化床中，其溫度在850-950℃左右。水煤漿在熾熱的流化床料的加熱下迅速完成析出水分，揮發分析出並著火燃燒及焦碳燃燒過程，並在流化狀態下顆粒狀水煤漿團進一步解體為細顆粒被熱煙氣帶出密相區進入懸浮室繼續燃燒。在燃燒室出口設有分離回輸裝置。被熱煙氣帶出的媒體物料和較大的水煤漿顆粒團被分離器分離、捕捉，通過分離器下部設定的回輸通道返回燃燒室下部密相區，既減少了媒體物料的損失，又實現了水煤漿顆粒團的迴圈燃燒，從而獲得高的燃燒效率。此外，低溫燃燒過程有效的控制了熱力型NOx的形成。且由於媒體物料由石英砂與石灰石構成，石灰石在高溫下煅燒生成CaO，CaO與SO2反應進一步生成CaSO4，抑制了SO2的排放，而燃燒裝置的執行溫度是CaO脫硫的最佳執行溫度，可有效的減少SO2的排放。

　　水煤漿流化懸浮高效潔淨燃燒技術的優點是：***1***實現了水煤漿的低溫燃燒，解決了水煤漿懸浮燃燒帶來的易於結焦、執行不穩定、安全性差的問題，同時抑制了熱力型NOx的生成與排放;***2***實現了著火燃燒後的水煤漿顆粒團的迴圈燃燒，具有高的燃燒效率;***3***利用石灰石與石英砂構成的媒體物料，輔之於低溫燃燒技術實現了水煤漿燃燒過程中直接脫硫、脫硫系統簡單、成本低;***4***採用分離回輸燃盡裝置提高了石灰石的利用率，減少了媒體物料的補充量，提高了燃燒效率;***5***負荷調節特性好，可在100%～30%額定負荷範圍內穩定執行，水煤漿品質適應性好;***6***降低了對水煤漿品質的要求，使製漿成本降低;***7***省略了價格昂貴的燃燒器與易出故障的霧化漿槍，不需要複雜的高壓風漿系統及過濾器等裝置，系統更為簡單可靠;***8***執行穩定，操作簡單，燃燒效率高，運用範圍廣，適合各種引數的鍋爐。

　　2幹氣的成分及原鍋爐的主要改造

　　2.1幹氣的成分

　　幹氣的流量 700Nm3/h

　　2.2鍋爐的主要改造

　　幹氣混燒設計需考慮給漿及鍋爐爐膛空間結構的限制，根據使用單位給出的幹氣流量700Nm3/h及鍋爐的爐膛結構，幹氣燃燒器採用旋流燃燒器設計，執行時要求幹氣燃燒器的火焰長度小於3.2m，火焰直徑小於1m，以適應爐膛結構及減少幹氣燃燒火焰對水煤漿供漿的影響。

　　原鍋爐水煤漿供漿採用上下兩個供漿點佈置，幹氣燃燒器執行時，採用下層供漿口供漿，幹氣燃燒器運行於下層供漿口上方，並避免與給漿流發生干涉，而上部供漿口停止供漿，以免幹氣燃燒器火焰對粒化後的水煤漿顆粒團的執行軌跡產生干涉。

　　幹氣燃燒器佈置在鍋爐的左側牆，共有兩隻，佈置高度為4.4m。燃燒器的空氣來源為鍋爐主供風機，可以與二次風管連線，所需風量可以根據燃燒情況自動進行調節。當幹氣流量較小時，可只執行一直燃燒器，為了減小對幹氣火焰對供漿的影響，應儘量執行後側的燃燒器。執行時根據幹氣量調整給漿量以實現床溫的穩定。

　　燃燒器在爐膛上的開孔通過水冷壁讓管來實現，保留大部分水冷壁管不變，只把燃燒器周圍的幾根水冷壁管彎出，並用耐火混凝土澆築成所需的形狀，具體見圖1。燃燒器直接安裝在鍋爐鋼架上，採用螺栓固定。不影響周圍的平臺及其他管道。同時保證幹氣至爐前的壓力為0.3-0.9MPa，並且要求安裝過程中需保證幹氣管路的絕對密封。

　　改造的主要工作就是更換燃燒器周圍的水冷壁管，安裝燃燒器及幹氣管路，砌築燃燒器四周的爐牆，工作量不大，安裝週期短，可以很快完成改造工作。

　　3執行情況

　　改使用者的鍋爐改造完成後，試執行一段時間後，通過水煤漿供漿量與幹氣流量的調節，鍋爐的各項引數僅達到了設計要求，產汽量、排煙溫度以及鍋爐效率等各項指標均與改造前單獨燃燒水煤漿基本相近，取得了很好的經濟效果。

　　4結束語

　　相對於其他燃燒方式，在水煤漿懸浮流化燃燒鍋爐上進行幹氣混燒，即可以保證懸浮流化燃燒的較高的鍋爐效率，又能保證具有穩定的工況，滿足了生產生活用汽的需求。對於中小煉廠來說，本幹氣水煤漿混燒，不失為一種比較先進的工藝，也符合目前節能減排的要求，值得推廣應用。

　　參考文獻：

　　[1]林宗虎，張永照 鍋爐手冊[M]北京：機械工業出版社，1999.

　　[2] JB/DQ 1060-1982 層狀燃燒及沸騰燃燒工業鍋爐熱力計算方法[S].

　　[3]劉興遠，催化幹氣的利用[J]，河北化工，1993***3***：44～46.

　　[4]姜秀民，水煤漿流化懸浮高效潔淨燃燒技術 上海.

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