余热锅炉通风梁热气回收研究

傅海荣

（绍兴市清能环保有限公司）

0 引言

日前，某集团专题印发了“提质增效年”活动实施方案，细化为十项具体措施并配套下发十项重点工作清单。活动旨在以高质量发展的指标体系为导向，进一步提升集团经营管理和服务水平，推进集团治理体系和治理能力现代化，为绍兴早日重返全国综合经济实力“30强”贡献更多的公用力量。公司做为集团下属的发电企业，煤炭是做为锅炉燃烧的主要燃料，也是控制经济成本的主要来源。对标集团今年的活动方案，公司如何来做好内挖潜力、降本增效，持续提高企业的生存发展力，是近阶段的主要工作。

1 某公司锅炉情况

某锅炉型号：TG-60／5.3-MT次高温次高压循环流化床垃圾及污泥焚烧锅炉，由江苏南通万达锅炉有限公司于2007年6月制造，2008年7月投入使用，竖井烟道内依次布置了低温过热器、高温过热器、对流管束、省煤器及一、二次风空气预热器。低温过热器、高温过热器横向各布置了2根通风梁，对流管束竖向布置了3根通风梁，都由二次或一次风冷风强制通风（见图1），来防止通风梁长期裸露在高温烟气中产生金属蠕变，导致受热面倒塌。低过2根通风梁内的余热外排至大气，高过及对流管束内的5根通风梁内的余热接入了一次热风管（见图2）或外排至大气（见图3）。2012年10月，某锅炉进行了升级改造，为降低排烟热损失，提高一次风风温，在原有空预器下增加一组空预器，采用φ51×1.5搪瓷管，减少污泥废气对管子的腐蚀。改造后锅炉效率明显提升。2019年9月根据绍兴市人民政府相关文件，公司于2019年9月9日开始停烧生活垃圾，日常承担污泥处置任务。某锅炉由原来的垃圾焚烧改成了纯煤焚烧。某锅炉纯煤焚烧期间，负荷较稳定，一次热风温度保持在190℃左右，通风梁余热＜160℃，经现场测温高过及对流管束内的5根通风梁内的余热接入至一次热风管处温度为零（见图2），怀疑接入管已堵塞，此处余热也已外排。

图1

图2

图3

2 某公司锅炉现存在的主要问题

2018年11月，因主营业务量的调整，经公司领导讨论决定机电炉由原三炉三机运行模式调整至二炉二机。2019年9月根据绍兴市人民政府相关文件，公司于2019年9月9日开始停烧生活垃圾，日常承担污泥处置任务。3台循环流化床固废焚烧炉，由原来的垃圾焚烧（见图4）改成了纯煤焚烧（见图5）。垃圾停烧后，某锅炉的热负荷降低，蒸发量由原来的45T降至35T左右，为控制炉温达到850℃以上，脱硫脱硝设备正常运行，某锅炉用煤量明显上升，锅炉效率下降，对公司经济利益影响较大。

图4

图5

3 某公司锅炉存在的主要问题分析

针对某公司锅炉煤耗高原因主要是控制燃煤煤质、入炉煤颗粒度、运行中的燃烧调整，设备的提升改造。某公司设计燃料为生活垃圾和煤混烧，生活垃圾取低位发热量5030kJ／kg，煤取低位发热量21504kJ／kg，污泥取低位发热值11229kJ／kg；煤颗粒度为0～13mm，其中大于10mm颗粒不超过8%。

1）某公司煤种分析如下表所示。

表 煤种分析

2）某公司煤颗粒符合运行规程。

3）运行中的调整，在低负荷运行下风量与煤量是否匹配，保证炉内氧浓度处于适当水平。因入炉物料大幅减少，原配置的风量远远大于目前锅炉燃烧实际需要风量，如不做调整必将引起焚烧炉过剩空气系数大幅偏离理论值，排烟损失提高，锅炉效率下降。如某炉纯煤运行，一次、二次风量虽已调整，一次风机开度80%，电流470A左右，二次风入炉风门关闭，仅供炉前播煤风及尾部横梁冷却风，在此状况下炉膛出口烟气含氧量仍在12% ～13%左右，大量热量随着烟气排入空中。

基于上述理由能总结出影响煤耗的因素是运行调整不及时或需要设备进行提升改造。

4 某公司锅炉存在的主要问题的解决思路

1）合理调整一、二次风的比例，在保证最低流化风量时尽量减少入炉一次风量，关小二次风保证炉膛内的燃烧温度。低负荷运行时，保证合理的过量空气系数，炉膛出口负压保持在-50Pa左右，前提是给煤机出口无煤灰喷出。提高吹灰质量，保证尾部受热面清洁，提高锅炉的热效率。

2）在低负荷运行下，合理利用尾部通风梁的热气，接至一次风取风管内来提高入炉的空气温度（见图6）。在原先高过及对流管束通风梁余热接入φ210一次热风管处外接一个φ160外排管，前提是原先管路需要封堵。外排管接至给煤层的一次风取风管内，此处取风管有人孔，方便风道开口，防止气割时引燃风道内的污泥油垢而引起的爆燃现象。φ160外排管不需要采购，某锅炉原先的φ160播垃圾风管可以旧物利用。考虑需要在接至风道的外排管处安装1个温度计和风压表，方便观察数据。外排管路需要保温，减少管道的散热损失。炉顶余热的外排阀门需开关自如可调节，无卡涩。

5 某公司锅炉主要问题改造调整后的优点设想

前提是＃2锅炉在纯煤焚烧下负荷较稳定，风煤匹配合适，保证合理的过量空气系数。

1）可以节省一次、二次风机运行电量。

2）提高了入炉的一次风温，促使煤粉更早地燃烧。由于炉膛内部输入热量的增加，在相同炉温的前提下，理论上锅炉的耗煤量应该有所下降。

3）一次风取风温度的提高，能防止最下层空预器管冷端的低温腐蚀。

图6

4）通风梁余热的外排阀可以控制排烟温度，在运行初期尾部受热面积灰较少，外排阀可以全关，来提高排烟温度，防止除尘布袋及箱体因温度过低导致布袋结露和腐蚀。在运行后期可以根据排烟温度来调整外排阀的开度。

5）烟气温度的提高，理论上烟气的湿度也降低了，烟尘指标也会有所下降（烟尘折算值里有烟气温度和湿度）。

6 结束语

综合上述，通风梁的热气回收只能保证在锅炉低负荷下正常回收。在负荷波动下易造成热量短路，对锅炉的经济安全运行影响较大。如何保证锅炉经济运行，为公司产生更大的经济效益，还需要运行值班人员加强业务水平、勤分析，勤调整。生技部门在科技创新方面还要多下功夫。除了以上几个方面，检修人员在提高设备检修质量，保证设备在良好的状态下，也是提高机组经济性的一个重要方面。