改性石油焦粉在余热锅炉上补燃的应用

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摘 要：锅炉是利用燃料能源的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温度和压力的换热设备。现代火力发电厂的锅炉，都在用磨细的煤粉或石油焦粉作为燃料，就以细颗粒火团的形式进行燃烧，充分释放热能，石油焦粉的综合利用，有效缓解了自然资源和能量危及，同时带来了较大的经济和环境效益。全国锅炉按照燃料或能源分类燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、混合燃料锅炉、废料锅炉、余热锅炉等。本文主要介绍一种新型能源改性石油焦粉在各式窑做为补燃的利用，大胆设想在余热锅炉上的应用，不仅提高热效率而且节能减排。使用该种补燃系统将避免炉膛补燃造成过热段超温及火焰舔管而发生的爆管事故。
关键词：改性石油焦粉；余热锅炉；节能减排
1 前言
回转窑余热锅炉主要是利用两条回转窑的高温烟气，将锅炉中的水加热至工业生产所需的中压过热蒸汽。单窑运行时为了稳定蒸汽系统管网，锅炉进行必要的天然气的补燃，由于是负压锅炉补燃时大量的冷空气由风门进入，不仅降低了天然气的热量，而且导致过热段烟气温度超高。利用改性石油焦粉的燃烧作为高温烟气进行补充，将有利解决超温，汽包压力波动的现象。
2 改性石油焦粉的要求和试验方法
3 改性石油焦粉的生产工艺
上图为改性石油焦粉工艺图
石油焦粉经挂车运至石油焦储料棚内卸车，自然风干（夏季风干后石油焦含水可降到6%，冬季可降到8%），生产时储料棚内经过风干的石油焦利用铲车送入破碎机下料斗，通过振动给料机均匀给入破碎机中，破碎成粒径小于20mm的小块，然后用斗式提升机提到高处，送到带式输送机中，运输到烘干间的烘干设备中，进一步干燥至含水小于1%，烘干后的物料用斗式提升机提升至磨粉机进口料仓内，同时按比例加入添加剂剂，通过振动给料机均匀给入磨粉机内，粒径合适的石油焦粉被磨粉机上部的分级机分选出来，被气流输送至旋风除尘器回收焦粉，尾气再进入袋式过滤器完全回收焦粉，输送空气最后经引风机排入大气，回收的改性石油焦粉以气力输送的方式输送进储粉仓储存，粉仓下有装车口，可以直接装车外运。
4 改性石油焦粉的应用
目前，國内大量燃用石油焦粉的行业主要窑玻璃行业，细分为浮法玻璃、工艺玻璃、照明玻璃等，每年消耗石油焦约500万吨。燃烧石油焦粉的工业窑炉型式主要有池式窑、马蹄焰窑和坩埚窑等，其共同特点是利用石油焦粉热值高的的优点，燃烧产生高温（约1500℃）融化石英砂，制成玻璃液。
若需在较低温度（如1200℃）下燃用石油焦粉，则必须添加添加剂（助燃剂和稳燃剂）制成改性石油焦粉，保证在较低温度时的燃尽率和稳定燃烧。
4.1 玻璃行业应该用石油焦粉流程
焦粉从池窑相对的两侧交替喷入窑内，时间间隔约30min。马蹄焰窑则是焦粉从窑前端分左右交替喷入窑内。坩埚窑则是从下部单喷枪直接喷入窑内，连续工作。
4.2 锅炉上燃用改性石油焦粉
借鉴和引用改性石油焦粉在玻璃行业加热窑的应用，将石油焦粉补燃系统与回转窑锅炉合理组合。锅炉由于存在炉管，所以不能将石油焦粉直接喷入炉膛内燃烧：若温度过高，炉管承受不住。常规做法是锅炉前加装前置炉，火焰尾焰进入炉膛，进一步燃烧至燃尽。根据回转窑余热锅炉的具体情况，可充分利用回转窑沉降室作为锅炉补燃的前置炉使用，使改性石油焦粉在沉降室内充分燃烧后产生的大量高温烟气进入余热锅炉炉膛，将大大提高锅炉热效率。
5 改性石油焦粉与常规燃料价格的比较
6 产生的经济效益
综合上图所示，改性石油焦粉的热值与天然气的热值相当。按照全年天然气用量248000标立计算，天然气价格为2.86元/标立，每年天然气消耗费用：2480000×2.86=709.28万元。改性石油焦粉按照每年3000吨计算，价格为1700元/吨，每年改性石油焦粉消耗费用：3000×1700=510万元，全年就补燃一项就为车间节约：709.28万元-510万元=199.28万元。
参考文献：
[1]王振波，李国成.工业锅炉技术[M].北京：中国石化出版社，2010.
[2]沈祥智，吴金星.工业及电厂锅炉节能技术[M].北京：化学工业出版社，2015.