引言：目前在垃圾焚燒行業(yè)，按照國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，在焚燒爐啟、停過(guò)程需要投入助燃手段以保證爐膛溫度。絕大多數(shù)垃圾焚燒廠助燃的手段主要通過(guò)燃燒器來(lái)實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)燃燒器普遍采用油燃燒器，可使用0#輕柴油，雖然燃燒熱值高，但系統(tǒng)維護(hù)量加大，燃油精密噴嘴容易受到油中、空氣中雜質(zhì)的影響，導(dǎo)致霧化效果不佳，運(yùn)行中容易跳閘；同時(shí)燃油屬于易燃介質(zhì)，儲(chǔ)存時(shí)占地面積大，需單獨(dú)配置消防、噴淋降溫、防雷接地等安全系統(tǒng)，本質(zhì)安全要求相對(duì)較高；同時(shí)燃油燃燒不充分時(shí)容易導(dǎo)致CO等參數(shù)異常波動(dòng)，影響環(huán)保參數(shù)；在啟停爐操作時(shí)，燃油的不充分燃燒導(dǎo)致油霧隨著氣流粘附在布袋除塵器表面，導(dǎo)致濾孔堵塞，影響酸性氣體、粉塵的進(jìn)一步處理；布置在煙囪上的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（氣態(tài)污染物CEMS），按照標(biāo)準(zhǔn)需要連續(xù)運(yùn)行，極端情況下油霧會(huì)隨著氣流進(jìn)入CEMS分析氣室，造成不可逆的損傷，影響煙氣測(cè)量數(shù)據(jù)。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)垃圾電廠逐步開(kāi)展天然氣燃燒器的改造工作，天然氣屬清潔能源，不僅能改善生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，而且能大幅降低大氣污染物的排放量，取得較好的社會(huì)效益和環(huán)保效益。使用天然氣燃燒器將延長(zhǎng)垃圾焚燒爐和布袋除塵器濾袋等設(shè)備的使用壽命。使用天然氣后可取消燃油罐和食堂液化氣儲(chǔ)罐，安全性較好。

為達(dá)到節(jié)能降耗，改善環(huán)境的目的，作者所在的廣東某垃圾焚燒電廠積極推進(jìn)天燃?xì)馊紵飨到y(tǒng)的改造。改造總共分為兩個(gè)部分，一是廠內(nèi)燃?xì)夤艿拦こ蹋柙趶S內(nèi)建設(shè)一條DN150的燃?xì)夤艿啦⒔ê缅仩t房調(diào)壓站設(shè)備。二是8套天然氣燃燒器設(shè)備的采購(gòu)及安裝。

項(xiàng)目實(shí)施：

一.廠內(nèi)燃?xì)夤艿拦こ?/span>

項(xiàng)目工程必須滿足鍋爐房瞬時(shí)流量1520m3/H的用氣要求。從廠外與DN400的燃?xì)饽腹芘隹陂_(kāi)始，在廠內(nèi)庭院埋地鋪設(shè)接一根D160的燃?xì)夤苤翉S鍋爐房墻外，并安裝相應(yīng)的流量表、調(diào)壓閥、切斷閥等設(shè)備。鍋爐房燃燒器設(shè)備采用G400流量表進(jìn)行燃?xì)庥?jì)量，設(shè)計(jì)流量為1520m3/H。以下為廠區(qū)燃?xì)夤艿榔矫娌贾脠D。

二.天然氣燃燒器系統(tǒng)

改造后的天然氣燃燒器系統(tǒng)滿足作者所在廠鍋爐冷態(tài)、熱態(tài)點(diǎn)火及穩(wěn)燃要求。系統(tǒng)的工藝流程如下圖所示：

從鍋爐房墻外供氣點(diǎn)調(diào)壓閥后進(jìn)行碰口，兩臺(tái)爐分兩根DN100燃?xì)夤苓M(jìn)入鍋爐房?jī)?nèi)，每臺(tái)爐分兩根DN65的燃?xì)庵Ч芙o輔助燃燒器分別供氣，分兩根DN40的燃?xì)庵Ч芙o啟動(dòng)燃燒器分別供氣。每臺(tái)燃燒器跟前設(shè)置DN25放散管，8臺(tái)燃燒器的放散管匯成一根DN50的放散母管伸到12米層高鍋爐房墻外排入大氣。以下為鍋爐房?jī)?nèi)燃?xì)夤艿雷呦驁D。

4臺(tái)啟動(dòng)燃燒器采用RG20-2 S/M型一體化燃燒器，最大功率2.1MW，最大燃料消耗量為212NM3/H。燃燒器采用全自動(dòng)操作，具有可靠的點(diǎn)火程序控制和熄火保護(hù)裝置，自動(dòng)點(diǎn)火、火焰跟蹤檢測(cè)、熄火保護(hù)（熄火自動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)切斷燃?xì)夤?yīng)）等。火焰監(jiān)測(cè)為燃燒器的安全部件，采用國(guó)際上最常用的離子火焰檢測(cè)。以下為燃燒器的實(shí)物照片、燃燒器配置及部分性能參數(shù)。

啟動(dòng)燃燒器內(nèi)部配置表

4臺(tái)輔助燃燒器采用10A607-00 XRQ-21-600A型分體式燃燒器，最大功率6MW，最大天然氣消耗量600NM3/H。以下為輔助燃燒器的主要技術(shù)參數(shù)表及現(xiàn)場(chǎng)照片。

輔助燃燒器系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)表

為節(jié)約投資成本，4臺(tái)輔助燃燒器的風(fēng)機(jī)、變頻器和風(fēng)機(jī)管道仍利用原有。在輔助燃燒器上方安裝有燃?xì)庑孤﹫?bào)警探頭，報(bào)警儀主機(jī)則設(shè)置在集控室，一旦檢測(cè)到有燃?xì)鈭?bào)警，集控室會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警并緊急切斷燃?xì)夤怆姶砰y。

原控制盤柜安裝在現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境惡劣且故障率較高。本次改造將其移到集控室電子間。點(diǎn)擊原燃燒器工作站中的燃燒器圖標(biāo)，即可進(jìn)入燃燒器系統(tǒng)畫(huà)面。可對(duì)8臺(tái)燃燒器中的所有閥門，風(fēng)機(jī)，點(diǎn)火槍等設(shè)備進(jìn)行單步操作或者程控操作。輔助燃燒器的燃?xì)饬髁亢屠塾?jì)流量還設(shè)置有歷史曲線記錄隨時(shí)可供查詢。

燃?xì)馀c空氣的最佳配比為1：10，為了便于調(diào)試，在燃燒器畫(huà)面中增加配方功能。將輔助燃燒器出力分為10檔，每檔對(duì)應(yīng)的燃?xì)饬亢惋L(fēng)量可以根據(jù)實(shí)際燃燒的情況進(jìn)行設(shè)置。點(diǎn)火成功后，燃燒器自動(dòng)運(yùn)行在運(yùn)行人員設(shè)定的出力檔位上。

三．完工時(shí)間及完工投用后的使用情況

烘爐結(jié)束后對(duì)輔助燃燒器進(jìn)行了一次最大出力的試驗(yàn)。根據(jù)廠家提供的輔助燃燒器流量特性曲線，輔助燃燒器的出力與主氣槍前的燃?xì)鈮毫境烧取Ｌ岣咧鳉鈽屒暗娜細(xì)鈮毫Γ纯商嵘o助燃燒器的出力。

通過(guò)試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)單臺(tái)輔助燃燒器的最大出力。我們將輔助燃燒器前供氣壓力調(diào)到100KPa，輔助燃燒器全開(kāi)出力，燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥和風(fēng)機(jī)變頻100%全開(kāi)。測(cè)得的燃?xì)饬髁拷咏?00NM3/H，主氣槍前的燃?xì)鈮毫?0KPa左右，爐膛豎直煙道溫度在850度以上。對(duì)比以前柴油槍，氣槍更加綿柔，升溫升負(fù)荷沒(méi)有柴油槍來(lái)得猛烈，但溫度控制較穩(wěn)定。經(jīng)分析和熱值計(jì)算，燃?xì)饧瘓F(tuán)提供給作者所在廠的天然氣品質(zhì)符合國(guó)家二類天然氣標(biāo)準(zhǔn)，其高位發(fā)熱量大于31.4MJ/立方，一般均為33～35.6MJ/m3。按照1MJ=0.28KWH，熱值按33MJ/m3進(jìn)行熱量換算，每立方天然氣熱值等于0.28*33=9.24KWH。若單臺(tái)輔助燃燒器的流量到600NM3/H，其功率約為600*9.24=5.54MW。若燃?xì)饬髁刻岬?00NM3/H則功率可到6.5MW。啟動(dòng)燃燒器的最大燃?xì)饬繛?12NM3/H，對(duì)應(yīng)功率可到2MW。由于目前輔助和啟動(dòng)燃燒器均已可滿足日常使用，所以暫時(shí)不作改動(dòng)。

四、項(xiàng)目實(shí)施后的效益分析和結(jié)論

1、直接經(jīng)濟(jì)效益

1.1燃燒器設(shè)備使用0#輕柴油，按柴油密度850kg/m3，每升柴油5.2元/升計(jì)算，每公斤柴油價(jià)格為6.117647元。按1立方米天然氣熱值相當(dāng)于0.792公斤柴油熱值來(lái)估算，同等熱值下，使用柴油需花費(fèi)6.117647*0.792=4.845176元，而使用天然氣需花費(fèi)4.6元。即，每使用1立方天然氣較使用柴油可節(jié)約成本0.2451764元。作者所在廠年天然氣用量預(yù)估為30萬(wàn)立方，則每年可直接節(jié)約成本73553元。

表-2 XX廠燃燒器使用成本比較

間接經(jīng)濟(jì)效益

2.1使用天然氣將改善現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境，提高安全文明生產(chǎn)水平。

2.2使用天然氣預(yù)計(jì)將延長(zhǎng)垃圾焚燒爐爐壁耐火材料的壽命約6個(gè)月；延長(zhǎng)布袋除塵器濾袋的使用壽命約2年；同時(shí)，CEMS等環(huán)保設(shè)施在啟停爐過(guò)程中的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)也降低了。

2.3滿足國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和要求，通過(guò)燃燒器就能保證爐膛溫度。

2.4使用天然氣將大幅減少大氣污染物排放。根據(jù)《環(huán)境統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》中的數(shù)據(jù)，使用重油、柴油、天然氣的污染物排放量如表-3所示：

表-3 重油、柴油、天然氣的污染物排放量

單位：Kg

若按照作者所在廠燃燒器每年燒柴油237.6噸計(jì)算，每年CO排放量為70.8kg：SO2排放量35640 kg，氮氧化物排放量2545.4kg。按1立方米天然氣熱值相當(dāng)于0.792公斤柴油熱值來(lái)估算，30萬(wàn)立方天然氣的熱值與237.6噸柴油相等。如表-4所示，使用天然氣每年可減排CO排放量68.91kg；SO2排放量35637.99kg；氮氧化物排放量1525.4kg。減排比例約為97.33%；99.994%和59.93%。取得較好的社會(huì)效益和環(huán)保效益。

表-4 大氣污染物排放量對(duì)比

3、風(fēng)險(xiǎn)分析

3.1燃?xì)庑孤╋L(fēng)險(xiǎn)。天然氣的爆炸極限為5～15%。為防止發(fā)生可燃?xì)怏w泄露產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)，目前有以下幾個(gè)措施來(lái)確保用氣安全：一是鍋爐房安裝有5個(gè)燃?xì)鈭?bào)警探頭，集控室安裝有1臺(tái)燃?xì)鈭?bào)警主機(jī)，探頭檢測(cè)的信號(hào)直接在集控室的主機(jī)上顯示，主機(jī)與氣站上的緊急切斷電磁閥聯(lián)動(dòng)，一旦有探頭報(bào)警，緊急切斷電磁閥動(dòng)作，切斷管道供氣。二是廠房庭院內(nèi)的燃?xì)夤艿烙扇細(xì)饧瘓F(tuán)統(tǒng)一管理，每周均有燃?xì)饧瘓F(tuán)工作人員上門巡視。三是鍋爐房?jī)?nèi)的燃?xì)夤艿烙羞\(yùn)行人員經(jīng)常巡視，運(yùn)行和檢修人員定期使用肥皂水查漏，防止發(fā)生燃?xì)庑孤Ｋ氖清仩t房通風(fēng)系統(tǒng)24小時(shí)不停，一直對(duì)鍋爐房的空氣進(jìn)行流通置換，確保鍋爐房?jī)?nèi)沒(méi)有殘留氣體滯留。

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