130t/h鍋爐摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣改善燃燒工況

【摘要】本文介紹了宣鋼動(dòng)力廠熱力車間4#全燃?xì)忮仩t摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣，燃燒器的改造方案，改造后提高了轉(zhuǎn)爐煤氣的調(diào)節(jié)能力，可有效調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐煤氣的燃用量，平衡各層燃燒器的燃料控制，提高鍋爐效率。

【關(guān)鍵詞】高爐煤氣；轉(zhuǎn)爐煤氣；燃燒器

引言

宣鋼動(dòng)力廠4#鍋爐為130t/h全燃?xì)忮仩t，原設(shè)計(jì)為燃燒器分五層布置，其中一至四層為高爐煤氣燃燒器，五層為轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器，焦?fàn)t煤氣燃燒器分布于一、二層高爐煤氣燃燒器中。

在實(shí)際運(yùn)行中，高爐煤氣壓力不低于7kPa時(shí)，投入一層至三層高爐煤氣燃燒器即可滿足負(fù)荷要求，第四層高爐煤氣燃燒器僅開少許冷卻噴口處于熱備用狀態(tài)。第五層轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器由于未設(shè)煤氣、熱風(fēng)調(diào)節(jié)閥，只設(shè)煤氣、熱風(fēng)氣動(dòng)快切閥門，煤氣壓力變化時(shí)不能有效地進(jìn)行煤氣、熱風(fēng)的調(diào)節(jié)。

因此，實(shí)際上未正式投運(yùn)。而且由于轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器設(shè)計(jì)標(biāo)高偏高，若鍋爐摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣則導(dǎo)致爐膛出口煙溫偏高，影響過(guò)熱器的安全運(yùn)行，提高鍋爐排煙熱損失，綜合以上因素，在充分利用原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，盡力提高轉(zhuǎn)爐煤氣利用率，決定將4#鍋爐轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器下移至第四層高爐煤氣燃燒器處，提高鍋爐摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣量，緩解部分冬季高爐煤氣緊張情況。

1、改造方案的確定

1.1改造方案的形成

經(jīng)過(guò)討論分析，確定改造方案有以下兩種：

1）拆除4層高爐煤氣燃燒器，重新設(shè)計(jì)安裝轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器。

2）利用原有第四層高爐煤氣燃燒器，改造煤氣管道以實(shí)現(xiàn)在最小工程量的情況下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣的正常摻燒。

1.2兩種改造方案優(yōu)劣對(duì)比

兩種方案的優(yōu)劣分析：

第一種方案改造徹底，可根據(jù)燃?xì)饧板仩t本體自身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器與鍋爐本體配合良好，能實(shí)現(xiàn)高效回收轉(zhuǎn)爐煤氣。但改造工期長(zhǎng)，難度大，耗資多。

第二種方案改造方法簡(jiǎn)單，需論證燃?xì)獾目苫Q性才可實(shí)施，改造難度小，耗資少。

1.3燃?xì)饪苫Q性論證

在燃?xì)夤こ讨?，?dāng)使用的燃?xì)馄贩N改變時(shí)，希望燃燒器不加調(diào)整而仍能保持正常工作，工程上常用實(shí)用華白數(shù)W來(lái)衡量?jī)煞N燃?xì)馐欠裼谢Q性，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)熱負(fù)荷的指標(biāo)。當(dāng)以一種燃?xì)庵脫Q另一種燃?xì)鈺r(shí)，首先應(yīng)保證燃燒器熱負(fù)荷在互換后不發(fā)生降低，以保證燃燒工況正常。

根據(jù)華白數(shù)公式

其中：

H——燃?xì)鉄嶂担?/p>

ρr——燃?xì)庀鄬?duì)密度；

分別計(jì)算高爐煤氣與轉(zhuǎn)爐煤氣華白數(shù)：

高爐煤氣華白數(shù)W= 3381/1.291/2=3381/1.14=2965

轉(zhuǎn)爐煤氣華白數(shù)W=6690/1.51/2=6690/1.23=5439

經(jīng)計(jì)算，轉(zhuǎn)爐煤氣的華白數(shù)比高爐煤氣大，則原高爐煤氣燃燒器在燃用轉(zhuǎn)爐煤氣時(shí)，燃燒器熱負(fù)荷將增大，能夠保證鍋爐燃燒工況正常。因此，第二種改造方案是可行的。

2、改造過(guò)程

2.1轉(zhuǎn)爐煤氣管道改造內(nèi)容

1）拆除第四層高爐煤氣燃燒器，高爐煤氣管道末端用盲板封堵。

2）將轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器移至第四層，重新連接轉(zhuǎn)爐煤氣四角支管，原五層燃燒器噴口及熱風(fēng)支管封堵。

3）改造示意圖如下：

2.2U型煤氣管道及水封改造內(nèi)容

1）拆除高爐煤氣支管管道U型彎管段，共南北兩路，管徑Φ1220，管道長(zhǎng)度40m，管道最高標(biāo)高為12.2m。

2）拆除U型彎管后的兩端采用彎頭連接成直管段。

3）重新安裝底部煤氣排水器。

2.3焦?fàn)t煤氣管道改造內(nèi)容

焦?fàn)t煤氣四角燃燒器前加裝軟連接結(jié)構(gòu)，使焦?fàn)t煤氣燃燒器噴口堵塞時(shí)拆卸更方便，不用氣割焊接，減輕檢修強(qiáng)度，縮短檢修時(shí)間。

2.4針對(duì)燃燒器結(jié)構(gòu)的變化重新調(diào)整鍋爐調(diào)節(jié)方式

由于轉(zhuǎn)爐煤氣熱值相對(duì)于高爐煤氣較高，故鍋爐燃料由高爐煤氣變?yōu)檗D(zhuǎn)爐煤氣時(shí)，爐膛溫度提高，爐膛輻射換熱增強(qiáng)，爐膛水冷壁吸熱量提高。且由于兩種燃料含可燃物成分也存在差異，故鍋爐燃料由轉(zhuǎn)爐煤氣替換高爐煤氣時(shí)，鍋爐蒸發(fā)量有所增大，過(guò)熱蒸汽溫度調(diào)節(jié)用減溫水量將減小。鑒于此，技術(shù)人員重新摸索調(diào)整鍋爐燃料調(diào)節(jié)方式，降低燃燒器高爐煤氣及相應(yīng)熱風(fēng)各層閥門開度，逐步開啟四層轉(zhuǎn)爐煤氣閥門，并提高四層熱風(fēng)閥門開度，控制煙氣含氧量保持在3%～5%之間。

3、效果評(píng)價(jià)

該項(xiàng)目改造完成后，于2013年4月-10月投入運(yùn)行，運(yùn)行后效果良好。通過(guò)對(duì)4#鍋爐轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器改造，燃燒系統(tǒng)實(shí)施運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整，在滿足生產(chǎn)需求的同時(shí)，有效降低了鍋爐蒸汽電耗及工序能耗，降低了鍋爐成本。改造后可明顯改善爐膛內(nèi)燃燒工況，穩(wěn)定燃料燃燒，降低火焰中心，從而降低排煙溫度，防止水平煙道再燃燒的現(xiàn)象發(fā)生，提高了轉(zhuǎn)爐煤氣的調(diào)節(jié)能力，可有效調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐煤氣的燃用量，平衡各層燃燒器的燃料控制，提高鍋爐效率。此改造一并解決了高爐煤氣U型彎管處積水的問(wèn)題，降低煤氣含水量，減小了帶水煤氣對(duì)管道及膨脹節(jié)的腐蝕。

以下為2012年與2013年同時(shí)期鍋爐運(yùn)行情況數(shù)據(jù)對(duì)比：

由上表可知：

1、2013年4月-10月4#鍋爐蒸汽產(chǎn)量較2012年4月-10月同期均有所上升，4月-7月總產(chǎn)差為84551t。

2、2013年4月-10月4#鍋爐高爐煤氣單耗較2012年同期均有所下降，降幅達(dá)96.05m3/t。

3、加大了轉(zhuǎn)爐煤氣的摻燒量，提高了轉(zhuǎn)爐煤氣的調(diào)節(jié)能力，可有效調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐煤氣的燃用量，平衡各層燃燒器的燃料控制，提高鍋爐效率。

參考文獻(xiàn)

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