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CFB锅炉掺烧石油焦的特性分析
作者:管理员    发布于:2017-11-14 14:00:54    文字:【】【】【

  在应用过程中应注意的问题,提出了一些看法。

  中图法分类号:TK229. 7:B文章编号:1003近几年石油化工行业为了改进炼油工艺提高经济效益的需要,建成了许多大型的焦化装置。其焦化生产工艺的废渣就是石油焦。由于石油焦含硫高,以前几乎没有把它当作一种燃料利用。随着CFB锅炉的大型化发展,它显著的脱硫效果,已使石油焦逐渐成为了CFB锅炉使用的燃料之一。为了更好的掌握石油焦在CFB锅炉上应用的特性,因此,在金陵石化热电厂220t/hCFB锅炉上进行了石油焦掺烧试验。

  1石油焦特性1.1石油焦形成过程在石油化工的生产工艺中,石油焦主要来自延迟焦化生产工艺。延迟焦化工艺就是把重油在加热炉中加热到一定温度,注入焦化滚筒。石油焦就在滚筒壁上固化后形成,并释放出大量的气体。当热分解工艺完成后,用蒸汽和高压水清除滚筒壁上的焦块,经过沉淀后石油焦就形成了。

  1.2石油焦的特性石油焦的特性是由炼油工艺中所用的原料决定的。而燃料的特性对于CFB锅炉运行是非常重要的。表1是部分石油焦的成份和范围。

  表1石油焦成份和范围名称数值范围从石油焦的成份可以看出,石油焦的挥发份低,着火略差,但对于CFB锅炉的燃烧不会有影响;灰份极低可减轻冷渣器的排渣压力,而CFB锅炉灰循环会受到一定影响;石油焦的含硫量高,对锅炉设备和环保影响是大的,因此,石油焦作为燃料在CFB锅炉上应用必须考虑脱硫。

  2CFB锅炉和掺烧石油焦概况2.1锅炉设备概况炉,由芬兰奥斯龙公司制造,原设计燃料为油页岩,经易地改建为煤焦混烧CFB锅炉。锅炉为高压、单汽包、自然循环、常压循环流化床锅炉,采用高温旋风分离器,室外布置,单炉体、微倾斜炉底。

  CFB锅炉主要由四部分组成:燃烧室、高温旋风分离器、床料回送装置、尾部对流烟道。燃烧室位于锅炉装置的前部,四周和顶棚布置有膜式水泠壁,炉底布置了水泠布风板,空预器来的一次风接至布风板风箱。在燃烧室的还原区布置有床料回送装置,再循环烟气口,在还原区上方布置有二次风风口,敷设了耐火材料,燃烧室上部与前墙垂直布置有D过热器。燃烧室后布置了两个高温旋风分离器,在旋风分离器锥体下部布置密封输送回路,通过回料腿与燃烧室相连。这样,燃烧室、旋风分离器、密封输送回路构成了床料的循环回路。尾部对流烟道布置在锅炉尾部,烟道上部的四周及顶棚布有包墙过热器。在尾部对流烟道内,沿烟气流程依次有三级过热器、一级过热器、W蒸发管、省煤器、空预器。锅炉采用平衡式通风,定压运行。除锅炉本体外,还包括燃油系统、燃料系统、石灰石系统、冷渣系统、飞灰输送系统、压缩空气系统、烟气再循环系统等。

  2.2锅炉主要设计参数表2锅炉主要设计参数工煤焦混烧工况全煤工况额定蒸发量(t/h)额定蒸汽压力(Mpa)过热蒸汽温度(C)给水温度(C)热空气温度(C)排烟温度(C)锅炉效率3CFB锅炉掺烧石油焦试验3.1CFB锅炉掺烧石油焦的试验要求根据CFB锅炉的技改设计要求,锅炉掺烧石油焦试验为50石油焦(热量比)+50煤(热量比)满负荷工况,并和100煤满负荷工况作对比。锅炉试验方法遵守‘DIN1942“标准。在试验前锅炉各系统运转正常符合试验参数要求,特别是燃料的热量比、燃料粒度、石灰石系统运转和石灰石的特性都应达到要求。参加试验的仪器设备都要校验,其误差应在试验规定范围内。

  3.2CFB锅炉掺烧石油焦后运行参数的变化情况CFB锅炉在掺烧石油焦后,锅炉的运行参数会发生一些主要变化。

  油焦的发热量高,给煤机给煤量明显减少;油焦的灰含量很少,锅炉排渣次数减少,床压增长缓慢;石油焦的硫含量高,烟气中的SO2含量大幅度升高,在未投石灰石的工况下,从700mg/Nm3左右上升到2300mg/Nm3左右,投入石灰石以后虽可以把烟气中的S2含量降至600mg/Nm3左右,但石灰石用量较大;石油焦含碳量高,由于高温分离器无法捕捉到含碳量很高细小颗粒,加上锅炉的总灰量减少,因此,引起了锅炉飞灰含碳量的增加,从而使锅炉效率4在CFB锅炉上掺烧石油焦应注意的问题4.1CFB锅炉上石灰石的利用在CFB锅炉上脱硫,主要是靠石灰石中的Ca⑴3受热分解成CaO与CO2,由Ca3和烟气中的SO2反应,生成CaS4和CaS3进行固硫。其中固硫反应中CaS4是比较稳定的,而CaS3会发生固硫逆向反应生成CaO与SO2.石灰石进入炉内后,随着温度的不断升高。炉内的分解反应、固硫反应和固硫逆向反应速度也逐渐加快。通过试验石灰石的佳固硫温度在850°C~950°C之间。为了提高钙的利用率,在设备运行中要经常对石灰石进行取样,分析其活性指数和粒度分布,以提高脱硫经济效益。

  4.2石油焦掺烧对锅炉设备和锅炉效率的影响石油焦在从焦化装置出来就含有大量的水,而且,细小颗粒附着水的能力较强。因此,在石油焦的运输和存储中应尽量避免雨水。不然,大量的水带入炉内,会对尾部烟道和烟气再循环系统形成非常严重的腐蚀。

  石油焦有较强的粘结性,在运行中石油焦的颗粒常会附着在碎煤机、筛子和输煤皮带上,不及时清理面积会逐渐扩大,严重时会影响碎煤系统和上煤系统的正常运行。因此,应注意对碎煤系统和上煤系统的清理。

  从设计参数可以看出,掺烧石油焦的锅炉效率应比全煤的锅炉效率高,但从试验结果来看,掺烧石油焦的锅炉效率比全煤的锅炉效率略低。从试验数据分析来看,石油焦的硫含量高,SO2的形成耗氧量增加,是风机电耗增加原因之一;大量使用石灰石增加了热损失;锅炉高温旋风分离器,对石油焦细小颗粒的捕捉能力较差,使飞灰含碳量增加,由于锅炉没有飞灰再循环系统,因此,飞灰含碳量就是影响锅炉效率的主要原因。

  总之,在CFB锅炉上把石油焦作为燃料利用,其主要问题已基本解决。既保证了排放达到环保要求,又把这种廉价的化工废渣作为燃料充分利用。虽然石油焦在CFB锅炉上的应用还存在一些问题,如飞灰含碳升高、腐蚀加重、炉内局部结焦、Ca/S比等问题,但随着人们对石油焦的认识加深和问题的解决,石油焦将是CFB锅炉较为理想的燃料之一。和100煤相比略微降低,(:202―

脚注信息
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