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    某公司地理位置在一級(jí)水源——錢(qián)塘江的南岸，并處在杭州城市生活用水的取水口上游，是以生產(chǎn)合成氨為起點(diǎn)，蒸汽用量較大，環(huán)境要求高，24小時(shí)連續(xù)聯(lián)合生產(chǎn)純堿與稀硝酸基礎(chǔ)化工原料工業(yè)企業(yè)。近年來(lái)，我公司與許多合成氨廠(chǎng)一樣，對(duì)使用循環(huán)流化床鍋爐來(lái)治理環(huán)境、節(jié)能、再燃燒回用造氣爐渣等低值燃料的技術(shù)，積極開(kāi)展探索與研究工作。
    我公司原有兩臺(tái)1984、1986年建造，型號(hào)為SHL20-25/400A的鏈條鍋爐，在生產(chǎn)使用過(guò)程中，覺(jué)得存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、煤耗高、環(huán)境差、煙氣難治理、排放超標(biāo)準(zhǔn)等制約清潔文明生產(chǎn)的不利因素，決定對(duì)鍋爐進(jìn)行技術(shù)改造。為了確保安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，保護(hù)環(huán)境，我公司經(jīng)過(guò)調(diào)研，考察論證，先對(duì)一臺(tái)鏈條鍋爐進(jìn)行改造。鑒于我公司每年有兩萬(wàn)多噸的白煤屑、合成氨煤氣爐爐渣和集成灰可以用循環(huán)流化床鍋爐再燃燒利用，以及所處特殊地理位置等因素，決定采用節(jié)能環(huán)保型的循環(huán)流化床鍋爐。我們計(jì)劃先摸索循環(huán)流化床爐子的生產(chǎn)操作性能，在掌握使用和操作鍋爐技術(shù)后，再改造另一臺(tái)鏈條爐。公司1998年立項(xiàng)，開(kāi)始組織人員進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)調(diào)研，經(jīng)過(guò)反復(fù)比較與考察，1999年確定采用四川東方鍋爐廠(chǎng)的25 t/h循環(huán)雙流化床鍋爐，2000年組織實(shí)施，2001年試生產(chǎn)，從試生產(chǎn)的運(yùn)行情況來(lái)看，循環(huán)雙流化床鍋爐既有技術(shù)優(yōu)勢(shì)與經(jīng)濟(jì)效益，也存在一定的不足。
1、循環(huán)雙流化床鍋爐技術(shù)原理
1.1  結(jié)構(gòu)
    循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)以燃料適應(yīng)性強(qiáng)、熱效率高、啟爐快、停爐迅速等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)于80年代以來(lái)得到迅速發(fā)展。循環(huán)流化床鍋爐在結(jié)構(gòu)上有兩種類(lèi)型：循環(huán)單流化與循環(huán)雙流化。我公司采用循環(huán)雙流化床鍋爐，其型號(hào)為DG25-2. 45/400，主要由主床、副床、分離器、省煤器、煙囪等組成。
1.2燃燒機(jī)理
合成氨造氣爐渣、集成灰、末煤按一定比例混合破碎后，由給煤機(jī)送入主床，調(diào)節(jié)爐膛下部的供風(fēng)風(fēng)壓，使燃料在主床爐膛內(nèi)呈流化狀態(tài)燃燒，然后，未燒盡的呈流化狀態(tài)的燃料，在風(fēng)壓的作用下，進(jìn)入副床再燃燒。呈流態(tài)的燃料的密度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，主要取決于鍋爐的發(fā)汽量、循環(huán)回料（灰）量、床內(nèi)的風(fēng)壓與風(fēng)速。當(dāng)燃料進(jìn)入爐子時(shí)，床內(nèi)的燃料粒子被床底部風(fēng)帽中吹入的風(fēng)，形成燃燒氣體夾帶由密相狀態(tài)變成稀相狀態(tài)后呈流化狀；流化狀的燃燒固體顆粒被煙氣由主床經(jīng)副床帶出爐膛，被設(shè)置在爐膛出口的氣固分離器分離出來(lái)，通過(guò)返料裝置返回爐床中進(jìn)行第二次重復(fù)燃燒，其燃燼的灰渣分別從主、副床的床下?tīng)t渣口排出。這一過(guò)程不斷地進(jìn)行下去，被稱(chēng)為“循環(huán)”燃燒。循環(huán)雙流化床鍋爐通過(guò)燃料的循環(huán)燃燒，再加上有主床和副床分別流化進(jìn)行燃燒，使燃燒粒子在燃燒條件下有較長(zhǎng)的停留時(shí)間、較多的氧氣量、較充分的混合、較全面地疏松狀態(tài)，完成了燃料的燃燒較完全，達(dá)到了較高的燃燒效率。在燃料充分燃燒的情況下，燃料中的有害物質(zhì)也被充分氧化，在鍋爐熱效率大大提高的同時(shí)，煙氣中冒黑煙的情況不再發(fā)生，達(dá)到了顯著的節(jié)能效果，環(huán)境得到治理。
富通新能源銷(xiāo)售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷，調(diào)節(jié)循環(huán)灰量和進(jìn)風(fēng)量，控制發(fā)汽量。
1.3技術(shù)特性
    額定蒸汽出力：25 t/h
    額定過(guò)熱蒸汽壓力：2.45MPa
    額定過(guò)熱蒸汽溫度：400℃
    給水溫度：105℃
    排煙溫度：≤180℃
    鍋爐熱效率：≥80%
    煙氣排放達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)
    燃料：白煤屑（末煤）+造氣爐渣+集成灰（平均粒徑2.3~ 2.8 mm，≤1 mm的顆粒約為50%）
    設(shè)計(jì)：按《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《水管鍋爐受壓元件計(jì)算》等國(guó)家行業(yè)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、以及東方鍋爐廠(chǎng)內(nèi)部的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
2、運(yùn)行技術(shù)評(píng)價(jià)
    該爐今年一月投料試運(yùn)行以來(lái)，由于主副床受熱面爐墻質(zhì)量等原因，曾多次停爐整改。但其技術(shù)優(yōu)勢(shì)與缺陷已經(jīng)充分顯示出來(lái)。
2.1  環(huán)保優(yōu)勢(shì)
    在沸騰狀態(tài)與大量較低溫度返回灰的參與下，鍋爐爐床燃燒的溫度維持在900℃左右；燃料與氧氣充分接觸，燃燒完全。在此條件下，煙氣中的雜質(zhì)大大減少，有效地控制NOx的排放；通過(guò)爐內(nèi)添加少量石灰石，顯著降低二氧化硫的排放，實(shí)現(xiàn)煙氣的脫硫率為80%左右；經(jīng)水膜除塵器除塵，由杭州市環(huán)保局測(cè)試：除塵效果在98%以上；排放煙氣達(dá)到林格曼黑度1度以?xún)?nèi)，灰份小于100，符合國(guó)家一級(jí)環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.2經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)
2.2.1計(jì)算依據(jù)
    鍋爐本體改造的制造費(fèi)為78.50萬(wàn)元，改造設(shè)計(jì)、拆老鍋爐、安裝新?tīng)t子、運(yùn)費(fèi)等為41.5萬(wàn)元，輔助機(jī)械增加費(fèi)用26萬(wàn)元，耐火材料等49萬(wàn)元，合計(jì)195萬(wàn)元。折舊按8年計(jì)，即折舊率為12.5%，年折舊額為23.38萬(wàn)元。
    2000年耗煙煤43721噸，平均成本223元／噸；外調(diào)白煤屑21743噸，外調(diào)平均價(jià)為237元／噸；2001年1N 10月進(jìn)煙煤4150噸，則全年進(jìn)煙煤為4150×(12/10)：4980噸，外調(diào)白煤屑1436噸，則全年外調(diào)白煤屑為1436×(12/10)：1723噸。
設(shè)動(dòng)力增加與勞動(dòng)力減員相互沖抵，不計(jì)入效益分析之中。
2.2.2效益估算
    由于我公司的生產(chǎn)規(guī)模2001年與2000年相
比，基本相同，用2000年與2001年的實(shí)際發(fā)生數(shù)，計(jì)算該鍋爐的效益是可信的。也就是說(shuō)采購(gòu)煙煤的價(jià)值減去銷(xiāo)白煤屑的價(jià)值等于改造鍋爐所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，即
    (3.3721 - 0.4980)×223 -( 2.1743 - 0.1723)×
237=166.46萬(wàn)元
    改造鍋爐的投資收回期為：
    195/(166.46+ 23 .38):1年
2.3其它優(yōu)勢(shì)
2.3.1燃料適應(yīng)性強(qiáng)，可燒優(yōu)質(zhì)煤，也可燒劣質(zhì)煤；可用單品種煤，也可以摻入爐渣、煤矸石等混合煤進(jìn)行燃燒。該型鍋爐特別適用于使用劣質(zhì)煤，用劣質(zhì)煤做燃料顯示出顯著的優(yōu)越性。在一定的生產(chǎn)負(fù)荷下，用優(yōu)質(zhì)煤燃燒，則相對(duì)于劣質(zhì)煤來(lái)說(shuō)，進(jìn)爐膛的鼓風(fēng)量偏小，容易引起滅爐，若采用劣質(zhì)煤，則進(jìn)爐的燃料量增大，相對(duì)的鼓風(fēng)量也同時(shí)增加，爐子的穩(wěn)定性較好再說(shuō)劣質(zhì)煤價(jià)格便宜，資源豐富。
2.3.2機(jī)械化程度高，若配置DCS集散控制系統(tǒng)，則可自動(dòng)操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大大下降。
2.4存在問(wèn)題
2.4.1停火迅速
    停爐迅速既是優(yōu)點(diǎn)也是缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是發(fā)生突發(fā)事件需要停爐時(shí)，能迅速滅火停爐，不容易發(fā)生安全事故。但另一方面，由于發(fā)汽負(fù)荷的波動(dòng)，特別在后半夜，后工序生產(chǎn)單位相對(duì)使用蒸汽負(fù)荷低時(shí)，一般控制在低溫狀態(tài)下運(yùn)行，這時(shí)極容易造成滅火停爐。在這個(gè)時(shí)候操作工的精神處在最疲勞的階段，一但發(fā)生停爐，啟動(dòng)爐子到恢復(fù)正常供汽的時(shí)間往往較長(zhǎng)，從而使鍋爐有一段時(shí)間不能提供蒸汽而影響后工序的正常生產(chǎn)。
2.4.2負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍不大
    其實(shí)這個(gè)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)分兩方面來(lái)說(shuō)。在生產(chǎn)負(fù)荷大于80%的條件下，調(diào)節(jié)發(fā)汽量較為方便，最好在90%以上的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)負(fù)荷的操作相當(dāng)穩(wěn)定與方便。但在低負(fù)荷的狀態(tài)下，其生產(chǎn)負(fù)荷根本不能調(diào)節(jié)。在負(fù)荷低于60%時(shí)，沒(méi)有辦法正常生產(chǎn)。因?yàn)樵谶@個(gè)狀態(tài)下，一不小心，爐子就滅火，也就造成停爐事件。
2.4.3爐墻問(wèn)題
    我公司循環(huán)雙流化床鍋爐的主、副床耐火墻的材質(zhì)耐磨、膨脹系數(shù)、切墻質(zhì)量等沒(méi)有較好地把握好。由于燃料煤為混煤，包含合成氨白塊煤篩下來(lái)的煤屑、造氣爐渣、集成灰等，在入爐前雖經(jīng)過(guò)碾磨粉碎，但其燃料固體顆粒在沸騰流動(dòng)狀態(tài)下，具有一定沖擊力，對(duì)墻壁、慣性室水冷壁有一定的磨損破壞力。在鍋爐安裝過(guò)程中，用耐磨的磷酸鹽耐火磚，但因設(shè)計(jì)、砌爐墻等問(wèn)題，耐磨效果不是很好。
    由于膨脹系數(shù)等沒(méi)有計(jì)算好，砌爐墻的質(zhì)量也存在問(wèn)題——磚與磚之間的縫隙偏大，現(xiàn)在的隔墻由主床向副床呈弧形突出，隔墻膨脹縫隙已達(dá)80mm。
    對(duì)呈弧形突出的爐墻，拆除已變形的耐火磚重新安裝，并增設(shè)金屬抓釘，防止耐火磚的向外突出。
    對(duì)已經(jīng)存在的隔墻裂縫，用標(biāo)準(zhǔn)磚將主床四周用磷酸鹽磚增高保護(hù)墻，阻止燃料煤粉通過(guò)隔墻膨脹縫隙走近路到副床，防止縫隙的繼續(xù)擴(kuò)大。
2.4.4操作熟練程度
    公司的操作工，雖然經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，在試生產(chǎn)中也得到技術(shù)方的精心指導(dǎo)，但培訓(xùn)時(shí)間較短，在正常生產(chǎn)的操作過(guò)程中，還需要經(jīng)過(guò)實(shí)際的獨(dú)立鍛煉，經(jīng)歷一段時(shí)間的摸索，才能真正掌握循環(huán)雙流化床鍋爐的操作性能。
3、結(jié)論
    循環(huán)雙流化鍋爐是臺(tái)好爐子。它不僅燃燒效率高，可以再利用合成氨廠(chǎng)的造氣爐渣、集成灰等低燃燒值的燃料，使鍋爐煙氣排放能達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，而且經(jīng)濟(jì)效益可觀。雖然該型鍋爐在我公司的使用過(guò)程中還存在上面所述的問(wèn)題，但可以通過(guò)鍋爐設(shè)計(jì)制造單位與使用單位的共同探索，逐步消除這些缺陷，使該型鍋爐更加完善。
    鍋爐使用單位在確定生產(chǎn)能力時(shí)，盡可能讓鍋爐滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)。制造單位在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)磨損等影響鍋爐正常操作的小問(wèn)題，改進(jìn)設(shè)計(jì)，增設(shè)防磨措施。鍋爐安裝施工單位在安裝時(shí)，提高施工質(zhì)量，特別是耐火磚的質(zhì)量。這種類(lèi)型的鍋爐是值得在小氮肥廠(chǎng)推廣應(yīng)用的。