山西兰花科技创业股份有限公司化肥分公司造气车间现有吹风气余热回收装置2套,其中1#吹风气回收装置概况为:Φ3800 mm×13625 mm燃烧炉配10 t/h余热锅炉,配套造气风机为D450型,1台风机配3台Φ2610 mm造气炉生产,制气循环时间为120 s,吹风时间为25~27s,设计回收4台造气炉吹风气余热,但实际只能回收3台炉左右的吹风气余热。2008年以后造气炉由原来烧小籽煤改为烧煤球,制气循环时间为130 s,吹风时间为28~30 s,吹风气中含有大量未完全燃烬的煤粉灰,造成燃烧炉燃烧空间堵塞,使用周期短,大部分时间内只能回收1~2台造气炉吹风气余热,同时造成排烟温度高,大量能源浪费。经过考察比较,公司2010年对此套回收装置进行了技术改造。
1.燃烧炉改造
燃烧炉原先的平顶和平底结构改为锥顶和锥底结构。这种结构比相同直径、相同筒体高度的平顶结构燃烧炉的燃烧空间和停留时间增加20%以上,其燃烧负荷也相应提高20%以上。锥顶结构的燃烧炉,其炉顶及炉顶内衬的重量由钢壳来支撑,再传到基础,因此炉顶和炉墙都不容易倒塌或有裂缝,比较安全、可靠。在整体结构上,燃烧炉重量全部落在筒底周边的环形混凝土梁上,锥底不受力,可以大大节省炉底和基础的材料,而且安全、可靠。
原先的格子砖蓄热方式改为折流式的蓄热砖体排列方式,这种蓄热方式既能保证可燃气体和助燃气体(空气)多次反复混合接触着火燃烧和烧尽,又消除积灰堵塞,达到长周期运行的良好效果。
2.蒸汽过热器改造
蒸汽过热器总体采用了逆流布置,由原来的上进上出改为侧进侧出,有效地防止了蒸汽在管内的偏流和蒸汽过热器的损坏;管束材质由原先的20g改为12Cr1MoVG-GB5310,从而解决了20g在大于450 ℃的环境下材料的许用应力、弹性模数、线性膨胀系数大幅度下降,管束容易脆化和破裂的缺陷。
3.烟囱改造
造气炉改烧型煤后,造成排放烟气中含有大量的烟尘,排放超标。此次改造将原来的普通烟囱改为组合式水膜除尘烟囱,同时在燃烧炉进口增加了1台扩散式旋风除尘器。
4.其他
余热锅炉只作局部维修、清理,未作改动。按照新工况要求,更换第二空气预热器和软水加热器,并适当放大换热面积,提高入炉软水温度,以弥补余热锅炉换热面积的不足。为保证换热效果,增加了6台吹灰器,其中余热锅炉4台伸缩式吹灰器,空气预热器和软水加热器各1台固定旋转式吹灰器。对鼓风机、引风机进行了更换。
2010年10月此套吹风气余热回收装置改造完毕,11月并入系统。运行至今,工艺运行指标稳定,设备运行正常,达到了节能环保的改造目的。能回收4台Φ2610 mm造气炉产生的吹风气余热,产气量>8 t/h;烟气中烟尘含量≤100 mg/m3,除尘效率>80%;脱硫效率>80%;运行平稳,达到设计要求。
此次吹风气改造项目总投资约250万元,改造后增加蒸汽量8 t/h,按蒸汽价值80元/t、年运行300 d、电费0.36元/kW·h、水费2.0元/t、年设备折旧25万元、年维修费用10万元计,7个月就可收回全部投资,经济效益十分明显。