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鍋爐房爐渣及飛灰回燃技術探討

文檔作者：張述坤李素梅文檔來源：中原石油勘探局供熱管理處		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月05日
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技爾·應用，Technology&amp;amp;Application
鍋爐房爐渣及飛灰回燃技術探討
張述坤李素梅(中原石油勘探局供熱管理處)
摘要 中原油田基地鍋爐房充分利用流化床鍋爐與鏈條鍋爐燃燒效率的特點，將鏈條爐排
出的含有較高熱量的爐渣及煤灰輸入流化床鍋爐再次燃燒，將鍋爐房整體效率提高5％以上，每
個采暖期可節(jié)約原煤6000 t，經濟效益顯著。同時探討了鏈條爐爐灰輸入流化床鍋爐燃燒的可
行性及方案。
關鍵詞 鏈條鍋爐 流化床鍋爐 煤渣回燒煤灰煤渣
DOI：10．3969／i． ssn．2095-1493．2013．007．01 3
1 概述
中原油田基地北區(qū)現(xiàn)有29 MW 熱水鍋爐6
臺、鏈條爐4臺、流化床鍋爐2臺。4臺鏈條鍋爐設
計效率77％ ， 因燃煤設計煤種的差異及燃燒調整水
平的高低，實際運行效率低于70％ ，經過反平衡測
試， 其中爐渣與飛灰固體不完全燃燒熱損失為
20％，排煙損失占到6％，其余損失4％。2臺流化
床鍋爐經過改造后設計效率87％，實際測試效率
8635， 其中煤渣與煤灰等同體不完全燃燒熱損失
為5％ ，排煙損失占6％ ，其它不完全燃燒熱損失占
3％， 同時，流化床鍋爐較鏈條爐存在如下方面的
優(yōu)勢：一是煤種適應性強；二是操作勞動強度??；
三是設備衛(wèi)生較好。研究如何將鏈條爐損失較大的
煤渣與煤灰輸送到流化床鍋爐，提高鍋爐房的整體
效率，如將鏈條爐20％的損失回收10％，鍋爐房每
個采暖期將節(jié)約用煤6000 t，經濟效率顯著。
2 鏈條爐固體不完全燃燒損失的回收
鏈條爐固體不完全燃燒主要有四部分，它們依
次是：爐渣中固定碳、隨煙氣攜帶的粉煤灰的碳、
鏈條爐運轉爐排漏煤及輸送環(huán)節(jié)的漏煤。
1)鏈條爐采用的是磷片式爐排， 燃燒方式為
上給煤系統(tǒng)，給煤系統(tǒng)持續(xù)將煤分布在滾動的爐排
I：，爐排是南同定在轉動系統(tǒng)的一排排的爐排片組
成，下部供風，煤層在爐排上從前拱下部到后拱末
第一作者簡介： 張述坤，_[程師， 1988年畢業(yè)于承德石油學校，
2006年畢業(yè)于石油大學， 從事專業(yè)技術管理T 作， E—mail：
981020267@qq cⅧ ，地址：河南省濮陽市華龍區(qū)文明路北段供熱七
大隊，457001．．
28 1 www．sy5hjn．c。m
端下部過程中燃燒形成煤渣落在刮板除渣機上； 因
爐排由一排排的爐排片構成， 因通風的需要，爐排
上開有通風縫，寬度為5 mm，加上爐排之間也有
寬度為5 mm的縫隙， 煤層在鏈條爐排上從前往后
燃燒過程中直徑小于5 mill的煤進入爐排縫， 煤粒
會漏到錐形落灰斗，漏煤經落灰斗下落到水沖式漏
煤管，被水帶至刮板除渣機渣槽，漏煤與爐渣一起
輸送到渣場，最后與煤渣混合在一起的漏煤被當作
煤渣廢棄物處理到磚廠或其它建材使用。經過現(xiàn)場
檢測， 被當作廢棄物的煤渣含碳量為20％左有，發(fā)
熱量為5016 kJ／kg， 如何最大程度地將有未燃燒的
煤從爐渣中篩選出來并以何種方式送給鍋爐成為技
術難題，通常有兩種方案：
第一種方案：渣場使用篩選設備進行篩渣，從
2007年1 1月到2010年3月3個采暖期間， 基地鍋爐
房主要采用裝載機與自卸翻斗結合，在自卸翻斗的
上部加上篩孔為20 X 30的篩板網，煤渣過篩后，
直徑小于20 mm的漏煤及未燃燼的煤灰落人車斗后
直接卸到煤渣回收場，直徑大于20 mm的煤渣濾出
車斗外運到渣場外再當作廢棄物處理。經檢測，回
收的煤渣含碳量為40％左右，發(fā)熱量為l3 376 kJ／
kg，揮發(fā)分為4％左右， 雖然達不到鏈條爐的燃燒
條件但滿足了流化床鍋爐摻燃條件。篩出的廢渣含
碳量為10％左右， 發(fā)熱量為2090 kJ／kg， 現(xiàn)有的鍋
爐設備基本沒有返燒價值。該篩選方案的優(yōu)點是利
用了現(xiàn)有設備，同時篩渣后基本在3月15日停爐后
開展此項工作，對供暖工作不造成影響。缺點：一
是占用兩臺設備，篩渣有一定的成本；二是占用丫
場地； 三是造成揚塵污染。
第二種方案：是在出渣過程中篩選，由于煤渣
形狀大小不規(guī)則(0．1～400 mm之間)， 同時從冷卻
水中刮出，濕黏度大，小顆粒的煤粒、煤灰、細渣
具有較強的粘附性易堵塞設備，常規(guī)篩分設備難以
滿足要求?；劐仩t房經過長期摸索，研制了一臺
具有自清粘灰白落料的GTS一1080—2500—0．75型滾
筒篩，安裝在落渣口在線篩分。經過2007年供暖
的試用，應用情況良好，運轉故障率為0，篩出的
煤渣成分與第一種方案基本一致。
2)4臺29 MW鏈條爐中2臺為麻石水膜除塵
器、2臺為下部水沖灰靜電除塵器，4臺鍋爐的飛
灰經除塵設備捕捉后經水輸送到沉灰池沉淀后撈灰
機撈至灰場，再作廢棄物處理。正常情況下，煤灰
粒徑小于1 mm、含碳量為35％左右， 發(fā)熱量為
12 122 kJ／kg，揮發(fā)分幾乎為零，每個供暖期可收集
飛灰(粉煤灰)5000 ITI ，折合標煤2000 t，價值
176萬元。若將這部分粉煤灰返回到爐膛二次燃
燒，回收這部分熱量，具有很大的節(jié)能效果。
3 鏈條爐爐渣回燒應用情況
自2007年起，經篩選后的煤渣(以下簡稱篩
渣)在29 MW流化床熱水鍋爐上返燒。在高速流化
床鍋爐上返燒方法簡便易行，主要做法如下：流化
床鍋爐為單煤倉雙落煤口(分布在煤倉的左右兩
側)雙給煤口單爐床，煤倉上煤時，一側上煤一側
上篩渣，在給煤時兩個給煤系統(tǒng)是一個給煤一個給
篩渣，根據(jù)運行工況要求調整兩個給煤機的給煤速
度及比例來調整篩渣量，此種煤渣返燒方式經2007
年1 1月一2008年3月運行良好，流化床鍋爐除出渣
量增加外，爐渣的含碳量及煤灰量沒有明顯變化。
在2007年，油田基地鍋爐房將其中的一臺高
速流化床鍋爐進行節(jié)能改造，將高速床改造為高低
混合流速雙爐床流化床鍋爐，改造后，鍋爐煤灰含
碳量明顯降到12％，經過一個采暖期的煤渣返燒試
用，半煤半渣方案完全可行，煤渣與煤灰含碳量沒
有明顯變化。
3年的煤渣返燒應用， 已返燃爐渣30 000 m ，
煤灰15 000 m ，節(jié)約標煤累計18 000 t，按今年市
場的煤價880元／t計算，價值1584萬元。
4 鏈條爐煤灰回燒技術探討分析
鏈條爐煤灰具有發(fā)熱量高、低揮發(fā)分、可燃性
差、灰粒小等特點，返燒具有很大難度，目前，在
鏈條爐上回燃煤灰沒有看到成功的先例。在2006
年11月份，油田基地鍋爐房曾經做過煤灰回燃鏈
技術·應用，Technology&amp;amp;Application
條爐的試驗，雖然以失敗告終，但具有借簽意義。
主要工藝方案如下：經靜電除塵器捕捉到的煤灰經
氣體輸送設備輸送到鏈條爐二次風口，在二次風口
將煤灰送人爐膛燃燒。試驗中主要存在兩個方面問
題：一是因煤灰灰熔點低，部分煤灰落到爐床上后
在煤上形成一層灰殼通氣性差，影響其下邊的煤層
燃燒，出現(xiàn)燒不透現(xiàn)象，煤渣含碳量大副度增加，
降低了鍋爐效率得不償失；二是送煤灰系統(tǒng)設計存
在缺陷，輸送管易堵。
目前，在流化床鍋爐上應用比較多，主要應用
工藝如下：
1)煤灰底部回燃技術。采用氣力輸送方式將
分離煤灰穿過風室和布風板送到密相層底部，與熾
熱床料間發(fā)生劇烈傳熱，迅速升溫燃燒，延長了煤
灰顆粒在高溫狀態(tài)下的爐內停留時間；顆粒與床料
間的摩擦和磨損剝去其外層灰殼，使內部含碳黑芯
暴露；床層底部氧濃度高，這些都為回燃煤灰的燃
盡創(chuàng)造了十分理想的條件。回燃一次即可明顯提高
煤灰的燃盡度，克服了回燃存在的煤灰循環(huán)“走過
場” 的問題，從而大幅度降低循環(huán)流化床鍋爐的煤
灰含碳量，提高了鍋爐的熱效率，節(jié)能效果顯著，
這是煤灰回燃的新思路與做法。此方案缺點是：需
專業(yè)人員設計施工，投資大，工作量大。
2)二次風口噴入回燃技術。將煤灰送到爐
前，在二次風口經噴嘴噴入燃燒室燃燒，優(yōu)點是方
便實施工作量不大，運行故障率低，缺點是管路系
統(tǒng)磨損嚴重。
3)摻燒回燃技術。利用現(xiàn)有的上煤系統(tǒng)，在
輸煤皮帶上部安裝一臺給煤機，在上煤或上渣的過
程中將煤灰撒播在上煤皮帶的煤層(或渣層)上，
在落入煤倉及送煤到爐床前自然混合。優(yōu)點是設備
簡單易行；缺點是：如果灰濕度太大，可能造成堵
煤或煤倉下煤不暢。
經過論證， 目前適用于油田基地鍋爐房的技術
方案為摻燒回燃技術，經過2012年11月一2013年
3月的采暖期試用，實現(xiàn)節(jié)煤6000 t的目標，節(jié)約
資金528萬元。
基地鍋爐房是中原油田的能耗大戶，節(jié)能潛力
大，特別是原煤消耗方面，我們努力的目標是將煤
的發(fā)熱量“吃干榨盡”。將鏈條爐吐出的高熱量煤
灰和煤渣在流化床鍋爐上回燒，是節(jié)能的一種最佳
途徑。
(收稿日期：20l3—04—15)
己口l 3年第7期石油石化節(jié)能I 29

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