燃油鍋爐摻燒火炬氣經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)及分析

    火炬氣是石化企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的并引至高空排放燃燒的廢氣。這種廢氣中的主要可燃成分有：氫氣、硫化氫、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丁烯等，其體積百分率占火炬氣的60% ~85%發(fā)熱量為26000~40000kJ.將其高空排放燃燒既浪費(fèi)能源，又污染環(huán)境。某烯烴廠為了配合公司節(jié)能改造和環(huán)境保護(hù)方面的工作，對(duì)A、B、C三臺(tái)燃油鍋爐進(jìn)行重油摻燒火炬氣的節(jié)能改造。同時(shí)，為了檢查摻燒火炬氣對(duì)鍋爐燃燒和經(jīng)濟(jì)性能的影響，廠方?jīng)Q定對(duì)A爐在冷態(tài)情況下進(jìn)行模擬火炬氣的空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)丨1，對(duì)A、B、C三臺(tái)鍋爐進(jìn)行摻燒火炬氣量的改變對(duì)鍋爐效率影響的分析。本文以C爐為例介紹性能試驗(yàn)的方法和分析結(jié)果。

　　表1C爐設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)序號(hào)名稱數(shù)值1額定蒸發(fā)量/（/h）2202汽包設(shè)計(jì)壓力/MPa13.233汽包工作壓力/MPa12.604主蒸汽壓力/MPa11.665主蒸汽溫度/°c5256排煙溫度/°c1477鍋爐效率/%92.338燃油消耗量/（/h）16.839重油發(fā)熱量/（kj/kg）40 612表2試驗(yàn)工況工況試驗(yàn)負(fù)荷1設(shè)備狀況該廠C爐系1991年投運(yùn)的哈爾濱鍋爐廠制造的HG―220/ 11.66―Y1型微正壓燃油鍋爐。該鍋爐為雙汽包、膜式水冷壁、自然循環(huán)，過(guò)熱器采用二級(jí)布置，一級(jí)過(guò)熱器是順流式，二級(jí)過(guò)熱器是逆流式，混合式減溫器置于一、二級(jí)過(guò)熱器之間。

　　前墻分上、下布置兩排共8只燃燒器。原設(shè)計(jì)配置的是Y型蒸汽霧化噴嘴，現(xiàn)結(jié)合摻燒火炬氣的改造工程，每只燃燒器上增設(shè)2只火炬氣噴嘴。空氣預(yù)熱器是回轉(zhuǎn)式的。

　　該爐的部分設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。

　　2試驗(yàn)工況及試驗(yàn)方法2.1試驗(yàn)工況為了進(jìn)行摻燒火炬氣前后的經(jīng)濟(jì)性比較，結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際情況，C爐性能試驗(yàn)分2種負(fù)荷6個(gè)工況進(jìn)行，如表2所示。

　　2.2試驗(yàn)方法及測(cè)點(diǎn)布置根據(jù)《電站鍋爐性能試驗(yàn)規(guī)程》（GB10184）丨2確定試驗(yàn)方案，排煙溫度及排煙處過(guò)量空氣系數(shù)按網(wǎng)格法布點(diǎn)，并在工程改造時(shí)按照《規(guī)程》要求進(jìn)行測(cè)點(diǎn)布置。煙氣成分用奧氏煙氣分析儀和德國(guó)產(chǎn)T342―5型煙氣分析儀比照分析。試驗(yàn)儀器、儀表均經(jīng)過(guò)校核檢定，試樣分析和化驗(yàn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

　　主要測(cè)點(diǎn)布置如所示。

　　3試驗(yàn)計(jì)算及試驗(yàn)結(jié)果3.1試驗(yàn)計(jì)算化驗(yàn)給出；火炬氣中的'、'、5'、0'、'、'的質(zhì)量百分率根據(jù)火炬氣中的各種氣體的體積百分率進(jìn)行計(jì)算121，即：混合燃料中的各成分的質(zhì)量百分率Xi用加權(quán)平均法計(jì)算：混合燃料、火炬氣及重油的質(zhì)量（kg/h）。

　　/h時(shí)，火炬氣發(fā)熱量約占總輸入熱量的15%且實(shí)測(cè)煙氣成分中的h2=0%，CH4=0%因此，排煙處過(guò)量空氣系數(shù)a采用下式計(jì)算：鍋爐熱效率n以熱損失法計(jì)算123鍋爐散熱損失的百分率（％）。

　　3.2試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過(guò)整理計(jì)算C爐各工況的主要數(shù)據(jù)如表3所示。

　　表3C爐各工況的主要數(shù)據(jù)序號(hào)名稱符號(hào)單位工況1工況2工況3工況4工況5工況6 1火炬氣摻燒量Nm3/h01 4試驗(yàn)結(jié)果分析⑴摻燒火炬氣后，由于從噴嘴噴出的火炬氣的射流作甩加強(qiáng)了燃燒氣流的擾動(dòng)，使燃油與空氣混合充分，燃燒更趨完全，所以鍋爐熱效率略有提高。

　　經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，以前鍋爐不太適應(yīng)的燃料，在摻燒火炬氣后也能完全充分燃燒，可見(jiàn)摻燒火炬氣后，鍋爐對(duì)燃料種類的適應(yīng)性得到拓寬。

　　90%負(fù)荷時(shí)，摻燒火炬氣量3000Nm3h可節(jié)約標(biāo)油2046kgh如正常使用，改造費(fèi)用半年內(nèi)即可回收。

　　低負(fù)荷時(shí)，過(guò)量空氣系數(shù)較大，導(dǎo)致排煙熱損失過(guò)大，鍋爐熱效率降低；排煙溫度偏低，導(dǎo)致低溫腐蝕和結(jié)灰，影響空氣預(yù)熱器的正常運(yùn)行。所以，低負(fù)荷時(shí)應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行調(diào)節(jié)，使鍋爐在最佳過(guò)量空氣系數(shù)下運(yùn)行，降低排煙熱損失，提高鍋爐效率，并防止低溫腐蝕及積灰。

　　5結(jié)束語(yǔ)燃油鍋爐摻燒火炬氣性能試驗(yàn)表明：摻燒火炬氣后，鍋爐燃燒仍很穩(wěn)定；如果使回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器在最小的漏風(fēng)條件下運(yùn)行，熱效率還可有所提高。雖然火炬氣中的成分復(fù)雜、不穩(wěn)定，且含有有毒易燃易爆的成分，但火炬氣回收燃燒是一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)它的應(yīng)用既具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，又具有很好的社會(huì)和環(huán)保效益。燃油鍋爐摻燒火炬氣的改造技術(shù)，也為西氣東輸進(jìn)行鍋爐改造提供了經(jīng)驗(yàn)。

　　34型高壓鍋爐旋流燃燒器空氣動(dòng)力特性測(cè)試與研究