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摘要：热电联产具有节约能源、改善环境、提高热质量、增加电力供应等综合效应。改革开放以来，我国热电联产事业得到了迅速发展，对促进国民经济和社会发展起了重要作用。大大吸引了新建项目建设者眼球，在各个行业中得到了广泛运用。
关键词：氯化法钛白粉；热电联产；经济效益
Discussion on the economy of cogeneration of
heat and power in the construction of titanium dioxide by chlorination process
Lü LeZhao Chang
Yunnan Metallurgical Xinli Titanium Industry Co. Ltd.YunnanKunming 650100
Abstract：cogeneration has the comprehensive effects of saving energy，improving environment，improving heat quality，increasing power supply and so on.It has played an important role in promoting the development of national economy and society.It has attracted the attention of the constructors of new construction projects and has been widely used in various industries.
Key words：titanium dioxide by chlorination；cogeneration of heat and electricity；economic benefit
鈦白粉是一种白色颜料，作为一种重要的无机化工产品，由于其化学性能稳定，具有高折射率和理想的粒度分布，因此以其良好的遮盖力、着色力广泛应用于近年来发展速度较快的许多领域。
目前，国内外普遍采用的钛白粉工业生产工艺分为：硫酸法（Sulphlate Process）和氯化法（Chloride Process）两大类。氯化法是用含钛的原料，如高钛渣或人造金红石或天然金红石等，与氯气高温反应生产四氯化钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在经过冷却后，经过气固分离得到TiO2，再经过制浆包膜、压滤、干燥、汽粉、收尘后得到的TiO2。
氯化法具有氯化、精制、氧化工艺过程连续，工艺流程短；装置小，反应速度快，生产能力大；各相关工艺要求可靠性高，自动化程度高；劳动生产率高，能耗低；产品质量好。
我公司从德国全流程引进了目前世界上较为先进的氯化法技术。其中，整个氯化法钛白粉工艺中，用到了不同压力等级的蒸汽。蒸汽负荷如下：
钛白粉厂建设所在地周围不能稳定的提供上表中的蒸汽，就要新建锅炉。锅炉的选型就是很关键的问题，负荷小了会影响生产，负荷大了，造成了资源的浪费，投资的浪费。如何选型呢？根据用热负荷的设计值、锅炉的选型就有几种选择方案。第一种是2台额定蒸发量60 t/h的锅炉，一用一备，此方案投资大，造成各个方面的浪费，最不理想。第二种是2台额定蒸发量30t/h的锅炉，2台都同时运行。此方案看似可行，但随着市场的调研和锅炉行业的现状。额定蒸发量30t/h的循环流化床锅炉属于非标锅炉。市面上虽然有运行的，虽然也可以设计制造，但是在整个设计制造过程中投入的成本已经接近额定蒸发量35t/h的锅炉价格。而且非标锅炉运行虽然近几年也稳定，但多多少少仍然存在一些问题。所有经过多次论证公司决定了第三种方案新建两台额定蒸发量35t/h的循环流化床锅炉，额定蒸汽压力为： 2.45MPa，蒸汽温度400℃ 。经过公开招标我公司选择了由东方工业锅炉集团自主研发的循环双流化床锅炉。
锅炉主要参数如下：
一、锅炉结构特性
（1）名称：循环双流化床锅炉
（2）型号：SHX352.45/400AH3
（3）参数：
额定蒸发量35t/h
额定蒸汽压力2.45MPa
蒸汽温度400℃
给水温度104℃
排烟温度150℃
锅炉效率84%
（4）水质要求：符合GB121451999中压锅炉水质标准
（5）煤质：12540～24000KJ/Kg各类烟煤、褐煤；
设计代表煤种：II类烟煤
C y：49.6%H y：3.61%O y：4.97%N y：0.83%
S y：1.3%A y：32.75%W y：6.94%V r：34.59%
Q ydw ：19690 KJ/kg
燃煤粒度0～10mm，平均粒径3mm，小于1mm的细粉量应不小于30%，并且可根据煤质变化调整燃煤粒度。锅炉采用炉内脱硫保证效率70%。炉内脱硫剂采用石灰石，粒径1～2mm，石灰石的纯度90%，钙硫比2.5。采用气力输送，炉前石灰石管路压力>8000Pa。
（6）锅炉出口烟气含尘浓度：16000mg/Nm3（煤的低位发热量≥17600KJ/Kg时）。
（7）锅炉排渣量质量比如下：
主床排渣量∶副床排渣量∶锅炉出口飞灰量=4∶3∶3。按设计代表煤种计算，在锅炉100%负荷时，主床排渣量770kg/h，副床排渣量590kg/h。
二、基本尺寸
上锅筒标高13000 mm 最高操作层标高13700 mm
运转层标高0.00 mm
锅炉宽度（两侧柱中心）5690 mm
锅炉深度（前后柱中心）14290mm
锅炉外围宽度（包括平台）8990 mm
锅炉外围深度（包括平台）15290 mm
最大运输件重量（空气预热器）～ 10500 kg
最大件尺寸（上锅筒）～7260 mm
锅炉水容积（正常水位）19.5m3
锅炉水容积（水压试验）26 m3
三、循环双流化床锅炉工作原理
煤由二台螺旋给煤机送入主床密相区，迅速与高温床料混合后着火燃烧，空气由高压主床风机，通过布风板上风帽使床料流化，部分燃料在床内燃烧。高温烟气夹带大量飞灰离开密相区进入悬浮室。末燃尽的烟气与飞灰在炉膛（由悬浮室上升段及下降段与燃尽室组成）内继续燃烧，由于飞灰颗粒很粗，难在炉膛内燃烧完全，设置副床用来燃烧较粗的飞灰。烟气中飞灰在炉内进行三级分离，从悬浮室进入燃尽室180°转向时，粗颗粒飞灰首先分离并直接落入副床，离开炉膛燃尽室的烟气经过热器至对流管，在转向时较粗的飞灰被分离至对流管下的灰斗中，第三次分离是在对流管后的外置分离器中，较细的飞灰分离下来，由气力输送装置送至副床燃烧。副床是一低速飞灰床，设副床来烧飞灰不仅可以将飞灰燃烧得极为完全（含碳量低于1%），还可通过放副床渣，降低炉内飞灰浓度与初始排尘浓度，因此较好的解决了循环流化床锅炉的磨损问题。
汽源问题已经得到决绝，新的问题又出现了。我公司新建2台35t/h
的循环双流化床锅炉，其中只有16.4 t的蒸汽为过热蒸汽，其他的都为饱和蒸汽，这样通过减温减压器来使温度和压力降低，这样就会造成能源的浪费。公司一直以来都响应国家相关节能减排的政策。热电联产的构想就得到了各个方面的一致赞同。经过和设计院反复交流，最后公司决定新建一台背壓汽轮发电机组。如何选择汽轮机组又是一个难题，机组的大小完全决定着即将建成的小型电站的经济性。
按照“以热定电、热电联产、节约能源、保护环境”的技术原则，结合公司在建的锅炉出口蒸汽负荷分配情况，在充分考虑提高能源利用率和保证热力设施安全经济运行的前提下，装机方案为：
设置一台额定功率1.5MW背压式汽轮发电机组。
该方案利用锅炉出口蒸汽与钛白装置生产用汽之间的压差发电，供热可靠性高，不会影响热用户的安全、经济运行。即使在汽轮机发生事故情况下，钛白装置所需的饱和蒸汽可通过在建的处于热备用状态的减压减温器来减温减压，不影响公司正常生产，更不会造成重大安全事故。
热电站运行稳定后主要经济指标为：
（1）汽轮机组总投资：510万元
（2）每年供热量为：672966GJ，
（3）年发电量为8733600kW.h，
（4）每年可多节约标准煤量：3581t/a
四、结论
按照以热定电、热电联产、节约能源、改善环境的技术原则，结合公司氯化法钛白粉项目的特点，选定技术先进、成熟可靠的主要设备，完全能够保证机组安全运行。热电联产既符合国家产业政策，又有良好的经济效益，有较强的抗风险能力，值得大力发展。
参考文献：
[1]国家计委、国家经贸委、建设部、国家环保总局以急计基础[2000]1268号文联合发出通知，印发了《关于发展热电联产的规定》.
[2]《钛白粉应用技术》.
关键词：氯化法钛白粉；热电联产；经济效益
Discussion on the economy of cogeneration of
heat and power in the construction of titanium dioxide by chlorination process
Lü LeZhao Chang
Yunnan Metallurgical Xinli Titanium Industry Co. Ltd.YunnanKunming 650100
Abstract：cogeneration has the comprehensive effects of saving energy，improving environment，improving heat quality，increasing power supply and so on.It has played an important role in promoting the development of national economy and society.It has attracted the attention of the constructors of new construction projects and has been widely used in various industries.
Key words：titanium dioxide by chlorination；cogeneration of heat and electricity；economic benefit
鈦白粉是一种白色颜料，作为一种重要的无机化工产品，由于其化学性能稳定，具有高折射率和理想的粒度分布，因此以其良好的遮盖力、着色力广泛应用于近年来发展速度较快的许多领域。
目前，国内外普遍采用的钛白粉工业生产工艺分为：硫酸法（Sulphlate Process）和氯化法（Chloride Process）两大类。氯化法是用含钛的原料，如高钛渣或人造金红石或天然金红石等，与氯气高温反应生产四氯化钛，经精馏提纯，然后再进行气相氧化；在经过冷却后，经过气固分离得到TiO2，再经过制浆包膜、压滤、干燥、汽粉、收尘后得到的TiO2。
氯化法具有氯化、精制、氧化工艺过程连续，工艺流程短；装置小，反应速度快，生产能力大；各相关工艺要求可靠性高，自动化程度高；劳动生产率高，能耗低；产品质量好。
我公司从德国全流程引进了目前世界上较为先进的氯化法技术。其中，整个氯化法钛白粉工艺中，用到了不同压力等级的蒸汽。蒸汽负荷如下：
钛白粉厂建设所在地周围不能稳定的提供上表中的蒸汽，就要新建锅炉。锅炉的选型就是很关键的问题，负荷小了会影响生产，负荷大了，造成了资源的浪费，投资的浪费。如何选型呢？根据用热负荷的设计值、锅炉的选型就有几种选择方案。第一种是2台额定蒸发量60 t/h的锅炉，一用一备，此方案投资大，造成各个方面的浪费，最不理想。第二种是2台额定蒸发量30t/h的锅炉，2台都同时运行。此方案看似可行，但随着市场的调研和锅炉行业的现状。额定蒸发量30t/h的循环流化床锅炉属于非标锅炉。市面上虽然有运行的，虽然也可以设计制造，但是在整个设计制造过程中投入的成本已经接近额定蒸发量35t/h的锅炉价格。而且非标锅炉运行虽然近几年也稳定，但多多少少仍然存在一些问题。所有经过多次论证公司决定了第三种方案新建两台额定蒸发量35t/h的循环流化床锅炉，额定蒸汽压力为： 2.45MPa，蒸汽温度400℃ 。经过公开招标我公司选择了由东方工业锅炉集团自主研发的循环双流化床锅炉。
锅炉主要参数如下：
一、锅炉结构特性
（1）名称：循环双流化床锅炉
（2）型号：SHX352.45/400AH3
（3）参数：
额定蒸发量35t/h
额定蒸汽压力2.45MPa
蒸汽温度400℃
给水温度104℃
排烟温度150℃
锅炉效率84%
（4）水质要求：符合GB121451999中压锅炉水质标准
（5）煤质：12540～24000KJ/Kg各类烟煤、褐煤；
设计代表煤种：II类烟煤
C y：49.6%H y：3.61%O y：4.97%N y：0.83%
S y：1.3%A y：32.75%W y：6.94%V r：34.59%
Q ydw ：19690 KJ/kg
燃煤粒度0～10mm，平均粒径3mm，小于1mm的细粉量应不小于30%，并且可根据煤质变化调整燃煤粒度。锅炉采用炉内脱硫保证效率70%。炉内脱硫剂采用石灰石，粒径1～2mm，石灰石的纯度90%，钙硫比2.5。采用气力输送，炉前石灰石管路压力>8000Pa。
（6）锅炉出口烟气含尘浓度：16000mg/Nm3（煤的低位发热量≥17600KJ/Kg时）。
（7）锅炉排渣量质量比如下：
主床排渣量∶副床排渣量∶锅炉出口飞灰量=4∶3∶3。按设计代表煤种计算，在锅炉100%负荷时，主床排渣量770kg/h，副床排渣量590kg/h。
二、基本尺寸
上锅筒标高13000 mm 最高操作层标高13700 mm
运转层标高0.00 mm
锅炉宽度（两侧柱中心）5690 mm
锅炉深度（前后柱中心）14290mm
锅炉外围宽度（包括平台）8990 mm
锅炉外围深度（包括平台）15290 mm
最大运输件重量（空气预热器）～ 10500 kg
最大件尺寸（上锅筒）～7260 mm
锅炉水容积（正常水位）19.5m3
锅炉水容积（水压试验）26 m3
三、循环双流化床锅炉工作原理
煤由二台螺旋给煤机送入主床密相区，迅速与高温床料混合后着火燃烧，空气由高压主床风机，通过布风板上风帽使床料流化，部分燃料在床内燃烧。高温烟气夹带大量飞灰离开密相区进入悬浮室。末燃尽的烟气与飞灰在炉膛（由悬浮室上升段及下降段与燃尽室组成）内继续燃烧，由于飞灰颗粒很粗，难在炉膛内燃烧完全，设置副床用来燃烧较粗的飞灰。烟气中飞灰在炉内进行三级分离，从悬浮室进入燃尽室180°转向时，粗颗粒飞灰首先分离并直接落入副床，离开炉膛燃尽室的烟气经过热器至对流管，在转向时较粗的飞灰被分离至对流管下的灰斗中，第三次分离是在对流管后的外置分离器中，较细的飞灰分离下来，由气力输送装置送至副床燃烧。副床是一低速飞灰床，设副床来烧飞灰不仅可以将飞灰燃烧得极为完全（含碳量低于1%），还可通过放副床渣，降低炉内飞灰浓度与初始排尘浓度，因此较好的解决了循环流化床锅炉的磨损问题。
汽源问题已经得到决绝，新的问题又出现了。我公司新建2台35t/h
的循环双流化床锅炉，其中只有16.4 t的蒸汽为过热蒸汽，其他的都为饱和蒸汽，这样通过减温减压器来使温度和压力降低，这样就会造成能源的浪费。公司一直以来都响应国家相关节能减排的政策。热电联产的构想就得到了各个方面的一致赞同。经过和设计院反复交流，最后公司决定新建一台背壓汽轮发电机组。如何选择汽轮机组又是一个难题，机组的大小完全决定着即将建成的小型电站的经济性。
按照“以热定电、热电联产、节约能源、保护环境”的技术原则，结合公司在建的锅炉出口蒸汽负荷分配情况，在充分考虑提高能源利用率和保证热力设施安全经济运行的前提下，装机方案为：
设置一台额定功率1.5MW背压式汽轮发电机组。
该方案利用锅炉出口蒸汽与钛白装置生产用汽之间的压差发电，供热可靠性高，不会影响热用户的安全、经济运行。即使在汽轮机发生事故情况下，钛白装置所需的饱和蒸汽可通过在建的处于热备用状态的减压减温器来减温减压，不影响公司正常生产，更不会造成重大安全事故。
热电站运行稳定后主要经济指标为：
（1）汽轮机组总投资：510万元
（2）每年供热量为：672966GJ，
（3）年发电量为8733600kW.h，
（4）每年可多节约标准煤量：3581t/a
四、结论
按照以热定电、热电联产、节约能源、改善环境的技术原则，结合公司氯化法钛白粉项目的特点，选定技术先进、成熟可靠的主要设备，完全能够保证机组安全运行。热电联产既符合国家产业政策，又有良好的经济效益，有较强的抗风险能力，值得大力发展。
参考文献：
[1]国家计委、国家经贸委、建设部、国家环保总局以急计基础[2000]1268号文联合发出通知，印发了《关于发展热电联产的规定》.
[2]《钛白粉应用技术》.