滕州新能凤凰能源有限公司72万t /a甲醇装置(有2套36万t/a甲醇系统)的3台YG-140/9.8-M循环流化床锅炉由济南锅炉厂制造,其主要参数:额定蒸发量140 t/h、额定蒸汽压力9.8 MPa(540 ℃)、额定给水温度215 ℃。按照设计为2开1备,1台锅炉对应1套36万t/a甲醇系统,单台炉无法满足生产需要,而且在运行过程中存在锅炉落煤管堵煤、煤仓棚煤、一次风道振动大、冷渣机出力不足、二次风管易堵塞影响负荷等硬件问题和工艺、设备管理的软件问题。为保证单炉满足单套生产装置的需要,2012年公司结合现状,对锅炉系统进行了优化。具体改造方案如下。
1.锅炉贮煤系统和输煤系统的改造。针对现有的锅炉落煤管进行了改造,将普通钢管更换为不锈钢管,上部增加煤管便于输送风,为增加煤的流通面积,将播煤风从原来落煤管内底部引出,从穿墙处再插入炉膛,并在下部增设了紧急捅煤孔。经一系列改造后,大大改善了落煤管堵煤的现象,延长了落煤管的使用寿命。在锅炉煤仓安装了破拱器,利用空气炮原理,大大缓解了煤仓棚煤的状况。
2.对风道系统的改造。针对一次鼓风机出口风道的一段位置存在节流并产生涡流的现象,多次造成风道振动,最终导致风机共振,严重制约生产的问题对其进行了改造,增加了风机出口扩散段的长度,同时在风道内、外进行了加固,调整了密封风从风道引出位置。经过改造后,既缓解了风道的振动,使运行床压也得到提高;针对二次风中下层风管在炉膛布置较低、风管极易堵塞的情况,从一次风引出一路吹扫风,沿炉膛四周环状布置,分别接入中下部二次风管,在低负荷或二次风机未启动前将其打开,确保风管不被床料堵塞。
3.对输渣系统改造。针对原设计配置的冷渣机出力小,不能满足入炉煤在煤质差时的排渣需求,对每台锅炉更换1台10 t/h的冷渣机,设备更新后满足了生产需要。
4.生产装置的酸性气和汽提气改造。气化装置使用的原料煤设计的硫含量为3.6%,而实际使用的陕西神木煤的硫含量为0.3%的低硫煤,减少了硫化氢总量。因此,硫回收装置暂时无法投用,为能够满足环保、节能的要求,把这部分气体引入锅炉燃烧,燃烧器与炉壁用法兰连接,每台燃烧器配1套紫外火焰检测器,用于检测燃烧器火焰状态。现场装设就地操作控制柜用于操控燃烧器及燃料控制阀组(阀组包含快关阀等,用于控制燃烧状,是一种兼顾环境保护和废气掺烧回收热量新技术),进行相应开阀、关阀、吹扫等操作,并进行火焰的检测。
5.优化工艺,细化了设备定期巡检制、完善了交接班制,同时加强了设备管理制度的执行,严格执行设备消缺制和维护保养制,确保设备的备用率、完好率,做到有备无患。
通过以上的改造措施和工艺优化,取得了一定的经济效益。
1.掺烧废气,节约煤耗。一套系统酸性气流量大约为2000 m3/h、汽提气流量大约为500 m3/h,其酸性气热值为2.77×103 J/m3、汽提气热值为2.04×103 J/m3,掺烧产生的热量作为锅炉辅助热量可以节约大量动力煤,节约0.4 t/h动力煤,按8000 h/a(下同)计,年节约动力煤3200 t,按765元/t计算,掺烧废气可年节约煤耗244.8万元。
2.改造后,单炉运行比2台炉并列运行节省动力煤5.86 t/h,按765元/t计,工业生产每年动力煤可节省费用3586.32万元;同时单炉运行比2台炉并列运行每小时节电约300 kW·h,电价按0.73元/kW·h计,那么每年可节省用电费用175.2万元。
改造后,仅上述3项即可为公司每年节省费用4006.32万元,经济效益相当可观。