煤化工企业循环流化床锅炉给水处理

煤化工企业循环流化床锅炉给水处理

闫梦娇

安琪酵母（伊犁）有限公司 新疆 伊宁 835000

摘要：目前由于水质问题引起的结垢、腐蚀和汽水共腾所造成的锅炉事故约占整体事故的46%。新型锅炉水处理技术的成功应用表明：与传统的锅炉水处理相比，新型药剂的使用在安全环保、防腐阻垢和节能减排方面体现了其独特优势，为锅炉系统实现安、稳、长、满、优的高效运行创造了坚实的客观条件，达到控制结垢、腐蚀、携带和沉积等目的的同时，又降低了锅炉排污率。

关键词：煤化工企业；循环流化床；锅炉给水处理；研究分析

引言

循环流化床(CFB)锅炉是近30余年来发展起来的一种新型清洁煤燃烧技术，因其具有能稳定燃烧煤粉炉难以燃用的各种劣质燃料、环保特性好、负荷调节范围广等技术优点，在国内外得到快速的应用发展。在循环流化床锅炉快速发展的同时，也暴露了出一些问题，比如某些项目反映出锅炉出力不足，无法带满负荷运行的问题。锅炉出力不足不仅会影响到下游用汽设备，影响项目的经济性，也会造成烟气污染物排放量的增加，所以如何解决锅炉出力不足问题十分必要。

1循环流化床锅炉基本概述

在循环流化床锅炉的应用当中，作为工业化程度最高的燃烧技术，循环流化床锅炉采用流态化燃烧，包含了“燃烧室”以及“循环回炉”两大部分。循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉的基础上进行衍生加强而来。因此，鼓泡床的一些理论以及相关概念可以用于循环流化床锅炉，二者之间具有一定差异。锅炉整体包含烟风系统，在结构当中，以自然循环的方式分为前部以及尾部。两大竖井在前部竖井当中由水冷壁组成，自下而上。在尾部烟道上，为高热过热器、低温过热器以及空气预热器等。锅炉采用床下点火方式分级燃烧，比率占据50%～60%。高温分离器入口烟温度在800℃左右，其旋风筒内径较小，且相关结构简化。筒内仅需内膜，因此其整体寿命较长，循环倍率约为1～20左右。

2锅炉水处理现状

2020年，J公司位列中国石油和化工企业200强，凭借强大的研发优势，形成了行业内独具特色的一体化、规模化、集约化的“以天然气为原料生产合成氨、硝酸、硝铵、尿素、三聚氰胺、硝基复合肥、过氧化氢、过氧乙酸”全过程协同的循环经济产业链模式，并拥有产业链上各环节核心技术。公司累计授权专利209件，被工信部认定为“绿色工厂”，具有制造业单项冠军产品。J公司当前拥有3套合成氨、3套硝酸生产装置。J公司合五合成废锅、转化废锅为中压余热锅炉，锅炉给水由双氧水车间生产并提供，工艺采用超滤、反渗透双膜+混床二级脱盐处理，pH控制在6～9。使用氢氧化钠调节锅炉水pH值，磷酸三钠进行炉水处理，通过人工分析数据，人工再根据分析数据进行调节加药量，经加药泵连续加入管线进入锅炉给水泵。现场分析数据显示：炉水磷酸根隐藏现象较为明显，且波动频繁；炉水电导率长期较高，其中盐分易因夹带进入蒸汽系统中，导致蒸汽系统设备的结垢和管线的腐蚀；锅炉排污率较高，造成大量高温炉水热值浪费，蒸汽产量减少。

3假定改造目标

正如文中所言，本文以某公司为假定目标。因此，在改造前，需要对假定目标的供给流程进行简介。某公司在正常生产时，其自身的气化工序所用水均由除氧器通过相应的给水泵进行供给。单次用水量约为160t/h，而合成工序换热所用水均由除氧器通过一中压给水泵进行供给，其用水量约为100t/h。两工序的水量以及蒸汽凝液同时回收，流入除氧器。其蒸汽汽化复产，蒸汽用量为20t/h，水平衡通过除氧器脱盐水补水进行建立调整。

4如何在后续使用过程中进行改造处理

4.1循环流化床锅炉固废处理

针对固体废弃物的处理，最理想的处置方式便是通过焚烧方式将其高温燃烧时产生的热量转化为电能，从而进行发电。目前，在电厂中主要采用的是炉排炉方式和循环流化床方式这两种焚烧技术。其中在循环流化床炉膛中，由于物料能够充满整个炉膛，热容量较大，因此，燃烧燃料的速度比较快，尤其适合水分高、热值低的生活固废。相比炉排炉方式，循环流化床锅炉焚烧的投建和运行费用较少，且随着科学技术的不断进步，逐渐减少了助燃燃料煤，甚至不需要添加助燃燃料煤。而也正因为其具有良好的燃料适应性、成本费用低的特点，目前在固废焚烧发电领域中广泛应用。在循环流化床锅炉固废处理过程中，当固废着火时，首先析出挥发分，气体物质首先着火燃烧。随着这些熔点较低的挥发分着火燃烧，使得固废中其他物质在挥发分释放的热量影响下也相继进行燃烧，此时，整个循环流化床锅炉为剧烈燃烧的状态。而当大量热量在燃物质、炉膛中已燃尽的物质和刚进入炉膛中的固废在风力的作用下，三者之间相互搅拌，剧烈扰动的结果便是相互之间传质和传热，又再次带动新进入锅炉的固废挥发分析出，如此循环反复，炉膛中的燃烧持续进行。

4.2低温过热器改造

原设计低温过热器蛇形管分上、下两组，横向片数84片，上、下两组纵向排数各18排，管子规格38×4．5mm，上组材料12Cr1MoVG，下组材料20G。此次改造，将下组蛇形管纵向排数增加12排，换热面积增加约33%(由1516m2增加至2020m2)，低过进口集箱(吊挂管下集箱)下移1200mm，吊挂管下部加长1200mm，并在吊挂管上焊接耳板，以支撑增加的蛇形管重量。

4.3锅炉出力改造

（1）水冷屏改造拆除原有3组新水冷屏。在原有水冷屏位置上布置3片受热面较大的水冷屏。考虑水冷屏管内的水循环安全性，进行了水动力计算。同时，延长炉外水冷屏对应的下降管，形成完整的水循环回路。（2）原炉内已经变形和氧化的过热屏，新增加6片过热屏。同时为了适应化工系统的工况变化情况，改造中增加了过热屏的面积，将原有过热器材质改造为T91。（3）针对高压流化风量偏高引起的锅炉出力不足问题，高压流化风机多选用罗茨风机，对于多出的风量，可通过旁路引到一次风系统，来保证高压流化风量在设计范围内。（4）针对给水温度明显偏低引起的锅炉出力不足问题，可通过投入高加系统来提高给水温度;如果现场不具备该条件，亦可对锅炉减温水系统进行改造，提高减温水流量，控制主汽温度在额定范围，进而提高锅炉出力。

4.4水冷屏改造

原设计炉膛内受热面积偏少，锅炉负荷升高到较高时，炉膛床温、返料温度升高，存在结焦风险，影响锅炉安全运行，此次改造时，将原3片水冷屏向下延长约5m，以增加受热面积约4%。改造后，炉膛内屏过和水冷屏总增加受热面积约10%，可有效增强锅炉出力能力。水冷屏向下延伸后，引入管、水冷壁前墙弯管也作了相应改造。

结束语

综上所述，在我国的整体发展过程当中，国民经济水准得到了有效增强。其中，工业领域成为了我国经济支柱的全面体系。工业不仅提供了额外的工作岗位，同时，也对于我国人均GDP产值的提升起到了不可忽视的作用。而在为化工企业供热、供气的流化床锅炉给水技术当中，其来源根据气化合成的化工工序实行有效完善。新增除氧器投入使用后，整体的PH值等具有明显改善，达到了运用目的，维持了锅炉给水系统的稳定运行。

参考文献

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