循环流化床锅炉返料技术研究

李世强 袁振 吴中平 孙义武 袁慧超

摘要：热电分公司现有6台240t/h循环流化床锅炉，锅炉返料系统作为循环流化床锅炉重要组成部分，该系统运行是否正常是锅炉能否正常带负荷的关键，被分离下来的颗粒经过返料系统又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。目前锅炉已运行使用十六七年，可靠性大大降低，原设计粗、标准低，不满足现在生产和节能减排要求，造成性能差、效率低、能耗高，由此表现在返料系统上就是返料风量大，过量空气系数高，氧量高，分离器分离效率低，返料灰少，带来的床温高，氮氧化物生成量多等一系列问题，锅炉运行安全性、节能性降低，影响锅炉带负荷能力，锅炉燃烧产生的氮氧化物浓度高，脱硝剂使用量多，环保设备使用率高，环保压力大，所以对锅炉返料系统进行研究改造，达到设备运行可靠、降耗、减轻环保压力的目的，非常有必要性。

通过研究返料器型式和返料风帽样式布局、返料风压风量的大小、与之相匹配的风机及电机合理选型等来优化返料系统，解决床温高，氮氧化物生成量多等一系列问题，达到节能减排的目的。

1项目优化内容

1.1返料床优化

进出口为平床结构，代替现隔板式高低分式结构

1.2返料风帽结构优化

设计由防磨损铸造逆流风帽取代现蘑菇头型式，对布风板阻力进行设计标定后，风帽数量由193个优化为101个，单个风帽开孔数量由12个改为9个，开孔直径为φ3mm。优化前后简图如下：

1.3返料风系统优化

流化风机由原先2台110KWh离心风机优化为3台22KWh罗茨风机，风机出口风压由22.44KPa风压提升为39.2KPa。系统优化后，返料风机运行方式由开一备一，优化为开二备一，各分离器根据分离效率大小，针对循环灰量多少返料风机自行调节风压。在降低厂用电消耗的情况下，提升了返料能力，保证锅炉运行的安全稳定性。

1.4返料系统优化

返料隔墙高度差由550mm减少至350mm，通过减少返料压头，提升返料能力，达到降低床温，减少NOX生成量，提高锅炉带负荷能力。

1.5其它

配合改進人孔门等部件安装、浇筑料等拆除和恢复。

2研究内容试验

通过返料系统进行优化，返料器型式、风帽样式、返料隔墙高度差及返料风系统重新进行优化提升，返料风压头优化提升，返料风量降低。锅炉床温降低，氮氧化物初始生成量降低，提高锅炉带负荷能力。通过减少返料压头，增加返料能力，达到降低床温，减少NOX生成量，提高锅炉带负荷能力，达到节能减排、降本增效的目的。任务完成情况。

2.1节约电能情况分析风机性能参数电机功率数量运行方式

提升前输送风压：22.446KPa

流量：10299Nm3/h110KW2台开一备一

提升后输送风压：39.2KPa

流量：1217.4Nm3/h22 KW3台开二备一

分析：实施后每年节约电能（110KW-22KW×2）×24h×300天= 475200KWh。

2.2脱硝剂用量对比分析

运行数据分析：数据采集时间2021.4.12-4.26，共15天。通过汇总分析：

1、锅炉总产汽量：371750.4t。尿素液消耗：997.42t。

2、9#炉平均负荷：211.34t/h，总产汽量：76082.40t，尿素液消耗量：126m³，折算值：132.30t（20%尿素液密度：ρ=1.05kg/m³）。NOx值：13.67mg/m³。

3、6#、7#、8#、10#、11#、12#炉：产汽量：295668t。尿素液消耗量：802.35t。一二期NOx值：35.80mg/m³，三四期NOx值：39.76mg/m³.总平均值：37.78mg/m³。

数据整理如下表：

经比较：9#炉：NOx值：13.67mg/m³，尿素液消耗量：8.82t/24h=0.37t/h。总NOx值平均值：37.78mg/m³，其余炉：吨汽耗尿素液：10.29t/24天=0.43t/h。

改造后降低尿素液消耗量：0.06t/h，降低用量14.29%。

2.3经济效益分析

通过循环流化床返料技术研究，对#9锅炉返料系统进行优化后，锅炉燃烧返料运行稳定，符合设计要求及项目要求。项目自调试至今运行稳定，达到了预期的效果。

经济效益分析：

根据脱硝剂市场价格按550元/t

年度锅炉运行时间为300天

电费按0.55元/度计算

9#炉负荷平均值为200t/h。

3.4.1锅炉风机节能

475200KWh×0.55元/KWh=26.136万元。

3.4.2节约脱硝剂

0.06t/h×24h×300天×700元/t=30.24万元。

3.4.2设备折旧率分析

按照使用年限10年计算，每年的折旧率为：

（122.4万元-122.4万元×3%）÷10年=11.8728万元。

3.4.3年维护费

每年维护费约10.0万元。

3.4.4年净收益

0.06t/h×24h×300天×550元/t+475200KWh×0.55元/KWh-11.8728万元-10.0万元=28.0232万元。