燃油锅炉掺烧火炬气经济性试验及分析

    火炬气是石化企业在生产过程中产生的并引至高空排放燃烧的废气。这种废气中的主要可燃成分有：氢气、硫化氢、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丁烯等，其体积百分率占火炬气的60% ~85%发热量为26000~40000kJ.将其高空排放燃烧既浪费能源，又污染环境。某烯烃厂为了配合公司节能改造和环境保护方面的工作，对A、B、C三台燃油锅炉进行重油掺烧火炬气的节能改造。同时，为了检查掺烧火炬气对锅炉燃烧和经济性能的影响，厂方决定对A炉在冷态情况下进行模拟火炬气的空气动力场试验丨1，对A、B、C三台锅炉进行掺烧火炬气量的改变对锅炉效率影响的分析。本文以C炉为例介绍性能试验的方法和分析结果。

　　表1C炉设计数据序号名称数值1额定蒸发量/（/h）2202汽包设计压力/MPa13.233汽包工作压力/MPa12.604主蒸汽压力/MPa11.665主蒸汽温度/°c5256排烟温度/°c1477锅炉效率/%92.338燃油消耗量/（/h）16.839重油发热量/（kj/kg）40 612表2试验工况工况试验负荷1设备状况该厂C炉系1991年投运的哈尔滨锅炉厂制造的HG―220/ 11.66―Y1型微正压燃油锅炉。该锅炉为双汽包、膜式水冷壁、自然循环，过热器采用二级布置，一级过热器是顺流式，二级过热器是逆流式，混合式减温器置于一、二级过热器之间。

　　前墙分上、下布置两排共8只燃烧器。原设计配置的是Y型蒸汽雾化喷嘴，现结合掺烧火炬气的改造工程，每只燃烧器上增设2只火炬气喷嘴。空气预热器是回转式的。

　　该炉的部分设计数据如表1所示。

　　2试验工况及试验方法2.1试验工况为了进行掺烧火炬气前后的经济性比较，结合生产的实际情况，C炉性能试验分2种负荷6个工况进行，如表2所示。

　　2.2试验方法及测点布置根据《电站锅炉性能试验规程》（GB10184）丨2确定试验方案，排烟温度及排烟处过量空气系数按网格法布点，并在工程改造时按照《规程》要求进行测点布置。烟气成分用奥氏烟气分析仪和德国产T342―5型烟气分析仪比照分析。试验仪器、仪表均经过校核检定，试样分析和化验按国家标准进行。

　　主要测点布置如所示。

　　3试验计算及试验结果3.1试验计算化验给出；火炬气中的'、'、5'、0'、'、'的质量百分率根据火炬气中的各种气体的体积百分率进行计算121，即：混合燃料中的各成分的质量百分率Xi用加权平均法计算：混合燃料、火炬气及重油的质量（kg/h）。

　　/h时，火炬气发热量约占总输入热量的15%且实测烟气成分中的h2=0%，CH4=0%因此，排烟处过量空气系数a采用下式计算：锅炉热效率n以热损失法计算123锅炉散热损失的百分率（％）。

　　3.2试验结果经过整理计算C炉各工况的主要数据如表3所示。

　　表3C炉各工况的主要数据序号名称符号单位工况1工况2工况3工况4工况5工况6 1火炬气掺烧量Nm3/h01 4试验结果分析⑴掺烧火炬气后，由于从喷嘴喷出的火炬气的射流作甩加强了燃烧气流的扰动，使燃油与空气混合充分，燃烧更趋完全，所以锅炉热效率略有提高。

　　经过一段时间运行发现，以前锅炉不太适应的燃料，在掺烧火炬气后也能完全充分燃烧，可见掺烧火炬气后，锅炉对燃料种类的适应性得到拓宽。

　　90%负荷时，掺烧火炬气量3000Nm3h可节约标油2046kgh如正常使用，改造费用半年内即可回收。

　　低负荷时，过量空气系数较大，导致排烟热损失过大，锅炉热效率降低；排烟温度偏低，导致低温腐蚀和结灰，影响空气预热器的正常运行。所以，低负荷时应加强运行调节，使锅炉在最佳过量空气系数下运行，降低排烟热损失，提高锅炉效率，并防止低温腐蚀及积灰。

　　5结束语燃油锅炉掺烧火炬气性能试验表明：掺烧火炬气后，锅炉燃烧仍很稳定；如果使回转式空气预热器在最小的漏风条件下运行，热效率还可有所提高。虽然火炬气中的成分复杂、不稳定，且含有有毒易燃易爆的成分，但火炬气回收燃烧是一项先进的技术它的应用既具有巨大的经济效益，又具有很好的社会和环保效益。燃油锅炉掺烧火炬气的改造技术，也为西气东输进行锅炉改造提供了经验。

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