燃油鍋爐摻燒火炬氣經濟性試驗及分析

    火炬氣是石化企業在生產過程中產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%發熱量為26000~40000kJ.將其高空排放燃燒既浪費能源，又污染環境。某烯烴廠為了配合公司節能改造和環境保護方面的工作，對A、B、C三臺燃油鍋爐進行重油摻燒火炬氣的節能改造。同時，為了檢查摻燒火炬氣對鍋爐燃燒和經濟性能的影響，廠方決定對A爐在冷態情況下進行模擬火炬氣的空氣動力場試驗丨1，對A、B、C三臺鍋爐進行摻燒火炬氣量的改變對鍋爐效率影響的分析。本文以C爐為例介紹性能試驗的方法和分析結果。

　　表1C爐設計數據序號名稱數值1額定蒸發量/（/h）2202汽包設計壓力/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重油發熱量/（kj/kg）40 612表2試驗工況工況試驗負荷1設備狀況該廠C爐系1991年投運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，過熱器采用二級布置，一級過熱器是順流式，二級過熱器是逆流式，混合式減溫器置于一、二級過熱器之間。

　　前墻分上、下布置兩排共8只燃燒器。原設計配置的是Y型蒸汽霧化噴嘴，現結合摻燒火炬氣的改造工程，每只燃燒器上增設2只火炬氣噴嘴。空氣預熱器是回轉式的。

　　該爐的部分設計數據如表1所示。

　　2試驗工況及試驗方法2.1試驗工況為了進行摻燒火炬氣前后的經濟性比較，結合生產的實際情況，C爐性能試驗分2種負荷6個工況進行，如表2所示。

　　2.2試驗方法及測點布置根據《電站鍋爐性能試驗規程》（GB10184）丨2確定試驗方案，排煙溫度及排煙處過量空氣系數按網格法布點，并在工程改造時按照《規程》要求進行測點布置。煙氣成分用奧氏煙氣分析儀和德國產T342―5型煙氣分析儀比照分析。試驗儀器、儀表均經過校核檢定，試樣分析和化驗按國家標準進行。

　　主要測點布置如所示。

　　3試驗計算及試驗結果3.1試驗計算化驗給出；火炬氣中的'、'、5'、0'、'、'的質量百分率根據火炬氣中的各種氣體的體積百分率進行計算121，即：混合燃料中的各成分的質量百分率Xi用加權平均法計算：混合燃料、火炬氣及重油的質量（kg/h）。

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

　　3.2試驗結果經過整理計算C爐各工況的主要數據如表3所示。

　　表3C爐各工況的主要數據序號名稱符號單位工況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試驗結果分析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了燃燒氣流的擾動，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。

　　經過一段時間運行發現，以前鍋爐不太適應的燃料，在摻燒火炬氣后也能完全充分燃燒，可見摻燒火炬氣后，鍋爐對燃料種類的適應性得到拓寬。

　　90%負荷時，摻燒火炬氣量3000Nm3h可節約標油2046kgh如正常使用，改造費用半年內即可回收。

　　低負荷時，過量空氣系數較大，導致排煙熱損失過大，鍋爐熱效率降低；排煙溫度偏低，導致低溫腐蝕和結灰，影響空氣預熱器的正常運行。所以，低負荷時應加強運行調節，使鍋爐在最佳過量空氣系數下運行，降低排煙熱損失，提高鍋爐效率，并防止低溫腐蝕及積灰。

　　5結束語燃油鍋爐摻燒火炬氣性能試驗表明：摻燒火炬氣后，鍋爐燃燒仍很穩定；如果使回轉式空氣預熱器在最小的漏風條件下運行，熱效率還可有所提高。雖然火炬氣中的成分復雜、不穩定，且含有有毒易燃易爆的成分，但火炬氣回收燃燒是一項先進的技術它的應用既具有巨大的經濟效益，又具有很好的社會和環保效益。燃油鍋爐摻燒火炬氣的改造技術，也為西氣東輸進行鍋爐改造提供了經驗。

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