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关于安装锅炉飞灰再循环系统的可行性分析

一、项目实施的背景：
由于循环流化床锅炉具有煤种适应性强，利于污染物排放控制等优点，目前在我国已得到了广泛应用，但在循环流化床锅炉的实际应用过程中，却普遍存在着飞灰含碳量过高的现象，有的飞回含碳量甚至高达30%以上，严重影响了锅炉的燃烧效率，造成了极大的能源浪费。为适应公司精益生产的相关要求，最大限度的提高燃料利用率，节能挖潜，公司拟实施“循环流化床锅炉飞灰再循环（燃烧）”项目。
二、锅炉运行现状：
目前，公司共配置两台高温高压循环流化床锅炉（锅炉型号：），一运一备。公司两台循环流化床锅炉分别于2004年3月份和5月份投产运行。根据公司生产车间和周边企业用热现状，经统计，2014年1月至今，锅炉平均负荷率为73.6%。
三、当前负荷段下对锅炉飞灰含碳量的分析：

时 间
锅炉平均飞灰含碳量（%）
单电场飞灰含碳量（%）
备注
一月份
8.14
------
-----

二月份
7.12
------
-----

三月份
8.41
7月1日1#炉一电场
11.11

四月份
6.04
7月20日2#炉二电场
13.39

五月份
7.20
7月22日2#炉一电场
13.19

六月份
8.80
7月23日2#炉一电场
14.84

七月份
7.60
7月26日2#炉一电场
14.68

八月份
4.78
8月21日1#炉一电场
12.43

平 均
7.26

13.27

四、现行降低锅炉飞灰含碳量常用方法：
1、加强二次风穿透力：
研究表明，炉膛内气--固两相流的混合效果对锅炉飞灰含碳量的影响较大，可通过提高二次风刚性，加强二次风的穿透深度的措施，以加强炉内气--固两相流的混合，从而使燃烧更加充分，降低锅炉飞灰含碳量。
2、高压静电分离飞灰残碳：
高压静电分离技术是利用飞灰中矿物质与飞灰碳的相对分离的分布规律，根据飞灰碳 (近似于石墨)和矿物质(主要是高岭土、偏高岭土、硅铝铁氧化物等 )的介电常数的不同，在相互摩擦时，飞灰碳颗粒失去电子带正电荷，矿物质得到电子带负电荷，从而在高压静电场中发生分离的一项技术，经分离获得的含碳量较高的飞灰收集后再进行燃烧处理。
3、飞灰再循环（燃烧）：
飞灰再循环通过再循环设备将除尘器捕集下的飞灰送回炉膛进行再燃烧，是目前普遍采用的降低飞灰含碳量的常用方法之一，在循环流化床锅炉中采用，可以使飞灰含碳量比没有再循环时明显降低。
由于需要在流化床锅炉基础上才能加入飞灰再循环系统，所以使得锅炉的结构和运行变得复杂，锅炉尾部受热面的磨损会在一定程度上增强，炉内的热量分配会发生一定变化，需要做出合理的运行调整才能保证在锅炉正常运行的基础上降低飞灰含碳量。
五、飞灰再循环项目的实施方案分析：
1、选取有意向单位外委完成：
① 意向单位技术方案实例：
根据设备安装系统图，结合现场实际情况，分别从电除尘器#1、#2灰斗下部收口处接出Ø219×6管道（管道中部分别安装一个DN200阀门控制下灰），飞灰经#1、#2电动变频供料器，进入气固混合加速室，由压缩空气（送料风源选用罗茨风机）通过输送管道（Ø108×6无缝钢管）经过锅炉后墙下二次风口处进入炉膛内燃烧（二次风口位置内衬Ø108的304不锈钢喷嘴至炉膛内部，外部安装一只DN100阀门接至输送管道），管路配置合金耐磨弯头。
该系统的运行控制，可在就地控制（在控制室加设电流、风压信号），也可进行远程操控（根据现场情况确定）。
② 意向单位技术方案示意图：

③ 意向单位投资报价：
两台炉项目投资：万元/台炉；两台炉共计万元。
④ 意向厂家测算投资回收期：
根据热电车间目前运行情况并结合厂家经验，日均节煤量可达3%，约合节煤量为12t/d，单台炉运行月即可回收成本。
2、结合厂家施工方案和设计自行安装：
① 用到的主材和设备表（单台炉）：

序号
设备和材料名称
规格型号
材质
数量
投资（元）
备注
1
无缝钢管

2
插板阀及附件

3
锁气器及电机

4
罗茨风机及电机

5
无缝钢管

6
衬瓷弯头组合件

7
闸阀及附件

8
射流器及附件

9
陶瓷喷嘴

10
辅 材

11
电气控制系统

12
安装费

总计

② 通过上表核算，若自行购置设备及配件进行安装，该项目单台炉投资为万元，两台炉投资共计万元。
六、项目实施后收益分析：
1、根据意向合作单位的介绍，该系统设施投运后，在不计锅炉运行参数好转隐形收益的前提下，可有效降低飞灰含碳量4～5%,下面以此测算收益情况。
2、系统飞灰循环量按1t/h、可燃物含量按降低5%保守测算收益情况：
T节煤量 = 1t/h × 24h × 5% = 1.2t/d
根据统计，2013年12月份至2014年8月份，燃煤均价不含税价格为元/吨，则系统设备投运后每月的节煤资金为：万元/月。去除系统每月电耗成本万元，得出实际效益资金为万元/月。
七、项目实施方案及投资回收期汇总表：

序号
实施方案
方案投资
回收期
备 注
方案一
两台炉均外委完成

方案二
两台炉均自行安装

注：1、目前了解到的外委价格为初步报价，最终确定价格会低于初步报价，投资金额和回收期也会略低于上表预测。
2、在“方案一”中，意向合作商同意按日均节煤量3%进行项目考核，若不能完成3%的日均节煤量，意向合作商自行将项目拆除。
3、自行安装的价格在工程实际操作过程中可能会略有偏差，但偏差不会太大。
八、综合分析和建议：
1、通过对当前普遍采用的降低飞灰含碳量的方式进行分析，飞灰再循环技术是比较成熟和可靠的，也是目前同行业普遍认可的，但对锅炉的负影响，特别是对锅炉受热面的磨损影响，需根据锅炉特性确定，项目投运前不好评估。
2、上面分析中收益测算为实际节能量收益测算，在锅炉运行参数好转方面带来的隐形收益，由于没有节能量的实际计算公式，不好进行测算，这也是厂家收益测算与我们测算的收益情况有差别的原因。

3、建议选取项目使用单位，对其使用效果和节能量进行进一步考察，同时搜集有经验的项目实施单位进一步交流和征集方案。
4、项目前期准备工作完成后，建议按照“方案二”实施该项目，项目的实施分两期进行，先期安装一台炉，根据具体收益效果，再行对另一台炉实施该项目。