鍋爐節(jié)能-冷渣機(jī)-造紙企業(yè)鍋爐爐渣物理熱能的回收

1、造紙企業(yè)鍋爐爐渣物理熱能的回收李志祥(圣火科技(河南有限責(zé)任公司河南鄭州450002能源與環(huán)境是人類(lèi)共同關(guān)注的課題,節(jié)約資源、發(fā)展可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要中明確提出在“十一五”末期,單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗要比“十五”末期降低20,這也是我國(guó)第一次明確提出節(jié)能降耗約束性指標(biāo)。企業(yè)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施的改造,成為企業(yè)節(jié)能減排提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的重要途徑之一。國(guó)內(nèi)造紙企業(yè)因工藝要求,大多建設(shè)有自備鍋爐房或熱電站(廠,這些鍋爐多選用沸騰鍋爐或CFB循環(huán)流化床鍋爐,鍋爐燃燒后的鍋爐爐渣含有大量的物理熱能(一般在800950,其物理熱損失數(shù)值的大小

2、直接關(guān)系到鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性。下面就如何回收這部分高溫爐渣的物理熱能作一論述。1 鍋爐運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)分析鍋爐在燃燒運(yùn)行中排放的高溫爐渣(800950(俗稱排放紅渣,以底渣形式直接排放,在渣場(chǎng)自然冷卻或用水沖洗到室溫狀態(tài),造成物理熱能的損失,同時(shí)極大惡化了鍋爐運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)環(huán)境;高溫爐渣中殘留的S和N仍可在爐外自燃釋放出大量SO2和NOX,造成大氣環(huán)境二次污染。另一方面,由于鍋爐采用底渣直接排放形式,直接影響到鍋爐料床內(nèi)料層厚度和爐膛床壓的穩(wěn)定性,當(dāng)任何一個(gè)條件穩(wěn)定性較差時(shí),會(huì)出現(xiàn)大塊爐渣沉積現(xiàn)象(俗稱爐膛結(jié)焦,致使排渣不暢,嚴(yán)重時(shí)可堵塞排渣管道,造成鍋爐停爐檢修。因此防止和避免爐膛結(jié)焦,必須保持爐膛內(nèi)

3、燃煤具有良好的流化條件,即保證鍋爐內(nèi)料層厚度和爐膛床壓的穩(wěn)定。鍋爐運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)較常采用的方法是對(duì)放渣時(shí)間和放渣數(shù)量進(jìn)行人工控制,這一方法存在許多不確定因素: (1采用人工控制,要求有多工種人員配合,對(duì)工人操作技能要求較高;實(shí)際在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng),較多工人是以工作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)去進(jìn)行控制的。工人操作技能的高低直接影響到控制精度的要求。(2采用人工控制排渣,必然造成鍋爐內(nèi)料層厚度和爐膛床壓的不穩(wěn)定,影響鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行,降低鍋爐的運(yùn)行效率。(3許多燃煤在人工排渣過(guò)程中不能在爐膛內(nèi)很好地流化燃燒,被以底渣方式排到爐外,發(fā)生爐外二次燃燒,產(chǎn)生環(huán)境污染,浪費(fèi)燃煤。(4由于爐渣為高溫流體,排放過(guò)程會(huì)產(chǎn)生熱水蒸氣,同時(shí)爐渣內(nèi)

4、積聚了大量灰分,受熱水蒸氣影響向四周擴(kuò)散,惡化了工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,影響工人身體健康。(5由于爐渣的高溫流體性,工人現(xiàn)場(chǎng)人工排渣存在較多安全隱患,同時(shí)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大,時(shí)常會(huì)發(fā)生燒傷、燙傷等安全事故,特別在夏天排渣時(shí)周?chē)鷾囟瓤蛇_(dá)45以上。2 高溫爐渣物理熱能回收(圖1該技術(shù)采用循環(huán)水逆向熱交換方式對(duì)高溫爐渣的物理熱能進(jìn)行回收利用。其原理為高溫爐渣在低溫循環(huán)水作用下,熱量被循環(huán)水吸收加熱形成高溫循環(huán)水,高溫循環(huán)水被回收到鍋爐除氧器經(jīng)除氧后進(jìn)入鍋爐,達(dá)到熱能的循環(huán)再利用。該技術(shù)具有如下特點(diǎn):(1有效降低對(duì)鍋爐產(chǎn)生同一單位體積蒸汽所需燃煤量,年可節(jié)約燃煤成本幾十萬(wàn)元以上。(2鍋爐高溫爐渣物理熱能被回收,可

5、有效提高鍋爐的熱效率2%以上。(3鍋爐排渣方式由定時(shí)排放改為連續(xù)排放,增加鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性,鍋爐內(nèi)料層厚度和爐膛床壓得到有效控制;可以實(shí)現(xiàn)排渣和輸送渣的自動(dòng)化作業(yè),降低人工成本。(4采用低溫排渣(出口渣溫在100之內(nèi)可控,一般為4570,降低現(xiàn)場(chǎng)安全事故和隱患;可極大改善工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,提高環(huán)境質(zhì)量,降低環(huán)保問(wèn)題給企業(yè)帶來(lái)的壓力;提高爐渣的活性含碳量,每噸渣銷(xiāo)售增加值58元。 圖1 高溫爐渣物理熱能回收示意圖3 應(yīng)用該技術(shù)后經(jīng)濟(jì)效益分析3.1 案例分析廣西某紙業(yè)公司有35t/h蒸發(fā)量CFB循環(huán)流化床鍋爐一臺(tái),其鍋爐技術(shù)參數(shù)分別為:高溫爐渣出口初溫A為930,物理熱被回收后溫度B為50,鍋爐運(yùn)行有

6、效時(shí)間C為340天,鍋爐爐渣排放量D為2800kg/h,鍋爐熱效率F為80(典型,鍋爐燃煤H為3200大卡/噸, 3200大卡燃煤價(jià)值I為345元/噸,高溫爐渣的比熱為0.96kJ/kg·,7000大卡標(biāo)準(zhǔn)燃煤發(fā)熱值為2.94×107kJ/t。年回收熱能總量(折算為7000大卡標(biāo)準(zhǔn)燃煤Q=0.96×(A-B×C×D÷E÷F=0.96×(930-50×340×24×2800÷29400000÷80=820.66噸折算成該企業(yè)所燒3200大卡燃煤:820.66×

7、;7000÷3200=1795.19噸實(shí)際為企業(yè)節(jié)約燃煤成本:1795.19×345=619340元該企業(yè)未采用該技術(shù)前,排渣需4人/班,共計(jì)3班,每名工人工資660元/月,采用該技術(shù)后每班僅需1人即可,為企業(yè)可節(jié)約人工成本:660元/月×11月×9人=65340元原企業(yè)用鏟車(chē)推渣攏渣,裝渣約2h/d,鏟車(chē)正常工作燒柴油17l/h,油價(jià)4.10元/升,則每年為企業(yè)節(jié)約燃油成本:17×2×4.10×340=47396元61.934+6.534+4.7396=73.2076萬(wàn)元另外,避免機(jī)電車(chē)間總控室、變壓器室等重要設(shè)備因大量灰

8、塵影響,造成電器設(shè)備故障存在的潛在危險(xiǎn);解決甘蔗渣原料場(chǎng)因灰塵增多,造成紙漿中塵埃含量大難處理的問(wèn)題;有效避免周邊生活居民因灰塵量大向環(huán)保部門(mén)投訴的壓力問(wèn)題。3.2 采用該技術(shù)對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響由于該技術(shù)應(yīng)用僅取用鍋爐前端進(jìn)除氧器的低溫水,高溫水直接回流到除氧器,不必對(duì)鍋爐任何系統(tǒng)進(jìn)行改造變動(dòng),所以對(duì)鍋爐的運(yùn)行無(wú)任何影響,相反有效提高鍋爐運(yùn)行的熱效率。為保證該設(shè)備的可靠、正常運(yùn)行,該技術(shù)應(yīng)用了低流量報(bào)警、高回水溫度報(bào)警、變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速等控制方式;當(dāng)進(jìn)入該設(shè)備的低溫水低于設(shè)備要求水量時(shí)或回水溫度高于設(shè)定值時(shí),控制系統(tǒng)自動(dòng)切斷對(duì)設(shè)備的供電,設(shè)備停止運(yùn)行,保證設(shè)備的運(yùn)行安全。參考文獻(xiàn):1易丹輝主編統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)-方法與應(yīng)用M北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社,19972魏偉、牛東曉負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)的新進(jìn)展J北京:華北電力大學(xué)學(xué)報(bào),2002,293常公鵬牛素芬于關(guān)琴冷渣器投運(yùn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析山東:山東電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)第8卷(2005作者