冉令慧，李永亭，王希奋
（伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁835000）
［摘 要］伊犁新天煤化工有限责任公司20×108 m3/a 煤制天然气项目热电装置配套4台480 t/h煤粉锅炉（三开一备）、3台50 MW汽轮发电机组，运行过程中出现了诸多问题，尤其是运行初期单台煤粉锅炉蒸发量仅280 t/h。结合煤粉锅炉及烟气脱硫系统的工艺流程与实际生产情况，阐述煤粉锅炉蒸发量低（燃料煤热值远低于设计值）、烟气超标排放、炉水pH低的成因及其优化改进措施，介绍化工主装置酸性气入煤粉锅炉掺烧技改、热电装置仪表空气系统优化改进及其经济效益。通过近7 a来的多次技改，单台煤粉锅炉蒸发量逐渐提升至380 t/h，烟气超标排放、炉水pH低等问题得到解决，化工主装置热负荷过剩和下网电量多的问题得到缓解，酸性气掺烧及热电装置仪表空气气源优化技改取得了良好的经济效益。
［关键词］煤粉锅炉；蒸发量低；烟气超标排放；炉水pH低；原因分析；优化改进；酸性气掺烧；仪表空气系统改进
［中图分类号］TK229.6+3 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）01-0005-05
0 引 言
伊犁新天煤化工有限责任公司（简称新天煤化）20×108 m3/a 煤制天然气项目，原料煤为伊犁4#矿开采的长焰煤，经筛分后，用长输煤皮带送入项目界区煤仓，出煤仓的煤再次经过筛分，粒径12～50 mm的原料煤（块煤）进入鲁奇碎煤加压气化装置，其余粉煤则送热电锅炉用作燃料煤。新天煤化煤制天然气装置主生产系统（简称化工主装置）工艺流程为，来自热电锅炉的4.9 MPa、450 ℃中压蒸汽和空分装置来的5.4 MPa、45 ℃氧气混合后作为气化剂从气化炉下部喷入，与原料煤在炉内进行气化反应，生成以CO、H2、CH4、CO2和H2O为主要成分的粗煤气，粗煤气经洗涤冷却后送入耐硫变换系统（未完全变换工艺），变换气经林德低温甲醇洗系统脱除H2S、COS、CO2、NH3、HCN、苯酚、油类物等对甲烷化系统有害的气体后，净化气在戴维甲烷化系统主/辅反应器催化剂的作用下发生反应生成合成天然气（SNG），SNG经三甘醇干燥系统脱水并经天然气压缩机加压后送天然气输气管网。
新天煤化热电装置配套建设4台480 t/h、540 ℃、9.8 MPa高温高压蒸汽煤粉锅炉（实际生产中三开一备）、2台CC50-8.83/5.0/2.8/0.58型抽凝式汽轮发电机组和1台C50-8.83/1.67型抽凝式汽轮发电机组，煤粉锅炉生产的蒸汽通过主蒸汽母管入3台50 MW汽轮发电机组发电（3台发电机组设计三开无备，实际因蒸汽短缺两开一备），满足全厂生产系统连续、满负荷、稳定运行的需求。热电装置运行过程中，出现烟气排放超标、锅炉蒸发量（蒸汽产量）低、化工主装置热负荷过剩、下网电量多（全厂自行发电量与用电量不能实现平衡）等一系列问题，新天煤化近7 a来通过多次技术改造，单台煤粉锅炉蒸发量逐渐从运行初期的仅280 t/h提升至380 t/h，并解决了烟气排放超标问题，化工主装置热负荷过剩和下网电量多的问题也在很大程度上得到缓解，并优化了化工主装置酸性气处置工艺流程。但煤粉锅炉蒸发量仍达不到设计要求，造成化工主装置电负荷不能自平衡，即自发电量较少、下网电量较多，项目生产成本偏高。以下对有关情况作一介绍。
1 煤粉锅炉及烟气脱硫系统概况
1.1 煤粉锅炉概况
新天煤化煤粉锅炉为无锡华光锅炉股份有限公司制造的高压、单汽包、自然循环、单炉膛、集中下降管、平衡通风、水平浓淡直流式燃烧器、固态排渣煤粉炉，2015年6月点火成功。锅炉设计煤种和校核煤种为伊犁4#矿产煤，点火、助燃用油为0号轻柴油；锅炉以最大连续负荷（即BMCR工况）为设计参数；采用一级管式空气预热器加2台容克式三分仓回转式空气预热器，2台引风机、2台送风机、2台一次风机，炉底出渣采用干式出渣系统；每台锅炉配有4台ZGM80型中速辊式磨煤机、4台DPG40电子称重式给煤机，制粉系统采用正压直吹式冷一次风系统；汽包中心标高42 750 mm，布置于炉前距前水冷壁中心线2 660 mm处，采用6根Φ377 mm×30 mm的大直径集中下降管；炉膛呈“∏”形布置，炉膛截面（长×宽）10 780 mm×10 780 mm（长宽比为1∶1），炉膛膜式水冷壁是由密封性能较好的Φ60 mm×5 mm光管焊扁钢组成；炉膛受热面按烟气流向布置屏式过热器、高温过热器、低温过热器，低温过热器布置在折焰角的斜坡上方，低温过热器还包括前墙、侧墙、后墙、炉顶包覆管；燃烧器采用正四角切向布置，假象切圆Φ709 mm；省煤器布置在尾部竖井中，分上、下两级布置，上部为高温省煤器、下部为低温省煤器。
1.2 烟气脱硫系统概况
新天煤化烟气脱硫系统采用氨-硫酸铵法处理热电车间4×480 t/h煤粉锅炉烟气以及化工主装置区酸性气，即化工主装置酸性气引至锅炉炉膛掺烧后，与煤粉锅炉产生的烟气混合后一起进入烟气脱硫系统。4×480 t/h煤粉锅炉烟气脱硫系统按一炉一塔（1台煤粉锅炉对应1台脱硫塔）设计，1/3的工业尾气可以引入任意1台在运的脱硫塔[4台脱硫塔三开一备，在燃用设计煤种和校核煤种的不同工况下，每台脱硫塔的处理能力为相对应的锅炉100% BMCR工况（锅炉最大连续负荷工况），设计脱硫效率≥98%（脱硫塔出口净烟气SO2浓度＜100 mg/m3]；烟气温度高达165 ℃时，烟气脱硫系统能安全、可靠、长期运行，烟囱出口排烟温度约50 ℃；设有100%锅炉烟气量的旁路烟道。
更多内容详见《中氮肥》2023年第1期