35 t/h鍋爐擴(kuò)容節(jié)能改造

劉春輝,韓潔,胡澤云,胡彥龍

35 t/h鍋爐擴(kuò)容節(jié)能改造

劉春輝,韓潔,胡澤云,胡彥龍

（宣化鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司動力廠，河北張家口075100）

結(jié)合站內(nèi)設(shè)備及煤氣現(xiàn)狀，提出了將35 t/h鍋爐擴(kuò)容改造為75 t/h全燃煤氣鍋爐，以達(dá)到減少高爐煤氣放散、提高熱力發(fā)電量和系統(tǒng)效率、進(jìn)一步增加煤氣在熱力系統(tǒng)的使用量的目的。

鍋爐；擴(kuò)容改造；節(jié)能

1 引言

動力廠3#、4#高爐鼓風(fēng)機(jī)站承擔(dān)著為3#、4#高爐送風(fēng)、熱力發(fā)電及生產(chǎn)用低壓蒸汽供應(yīng)等任務(wù)，在夏季煤氣充足時，若5臺汽輪發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，則生產(chǎn)系統(tǒng)共需要蒸汽負(fù)荷為410 t/h。而站內(nèi)原五臺全燃?xì)忮仩t最大產(chǎn)蒸汽量僅為395 t/h，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)荷為382 t/h，由此造成一臺12 MW汽輪發(fā)電機(jī)僅能半負(fù)荷運(yùn)行；此外，還存在高、轉(zhuǎn)爐煤氣放散情況。

結(jié)合站內(nèi)設(shè)備及煤氣現(xiàn)狀，動力廠提出對3#、4#高爐鼓風(fēng)機(jī)站熱力系統(tǒng)優(yōu)化改造，主要內(nèi)容為35 t/ h鍋爐進(jìn)行擴(kuò)容改造為75 t/h全燃煤氣鍋爐。

2 工藝改造方案

2.1 總體思路

利用原35 t/h鍋爐廠房在35 t/h鍋爐原址上建造一臺75 t/h高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣混燒鍋爐。滿負(fù)荷時消耗高爐煤氣量68249.1 m3/h，可摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣15000 m3/h,焦?fàn)t煤氣作為點(diǎn)火和低負(fù)荷穩(wěn)燃燃料。本著節(jié)約能源，降低消耗的目的，在工程建設(shè)中，對相關(guān)蒸汽、給水、疏放水、煤氣、電氣系統(tǒng)原設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 技術(shù)方案

(1)鍋爐本體受熱面設(shè)計改造

水冷壁由光管水冷壁更換為膜式水冷壁有效降低爐墻散熱，從而將重型爐墻更換為輕型爐墻，減輕爐墻重量，降低施工強(qiáng)度。同時將單側(cè)水冷壁管數(shù)量由37根增加至64根以滿足蒸汽換熱要求。

(2)優(yōu)化燃燒器結(jié)構(gòu)

在這次設(shè)計中，根據(jù)運(yùn)行實際需求，設(shè)計燃燒器為高、焦、轉(zhuǎn)爐煤氣混燒燃燒器，布置轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器在高、焦?fàn)t煤氣燃燒器上側(cè)，利用轉(zhuǎn)爐煤氣較高爐煤氣熱值高、相對易著火特點(diǎn)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣除在正常情況摻燒外，還可以做為鍋爐升壓燃料的目的。

由于高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣相對熱值較低，考慮其燃料特性及運(yùn)行中煤氣壓力波動幅度較大的實際狀況，燃燒器采用著火性能好、燃燒穩(wěn)定、阻力低的雙旋流煤氣燃燒器，四角分層布置、切圓燃燒方式，燃燒器自上而下分別為轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器、高爐煤氣燃燒器和高焦聯(lián)合燃燒器。并改進(jìn)燃燒器出口穩(wěn)燃器噴口形狀，將穩(wěn)燃器噴口形狀由直筒式改為擴(kuò)口式，噴口長度由250 mm增大至405 mm，以增加煤氣燃燒后回流區(qū)尺寸及高溫?zé)煔獾幕亓髁?。擴(kuò)口式穩(wěn)燃器其特點(diǎn)是燃燒火焰高度穩(wěn)定，著火及時，這種火焰能達(dá)到高湍流強(qiáng)度區(qū)與高燃料濃度區(qū)的一致，實現(xiàn)高強(qiáng)度燃燒。燃燒器結(jié)構(gòu)圖見圖1、圖2。

(3)冷凝器結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化

擴(kuò)容后鍋爐采用自制冷凝水噴水減溫裝置，通過鍋爐給水作為冷卻水與鍋爐飽和蒸汽在冷凝器內(nèi)進(jìn)行熱交換從而得到凝結(jié)后的飽和水作為噴水減溫器中的冷卻介質(zhì)，對過熱器中的干飽和蒸汽進(jìn)行降溫。

(4)省煤器支撐梁冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

擴(kuò)容后鍋爐省煤器采用雙級布置疊置式結(jié)構(gòu)，省煤器蛇形管通過支撐梁將其重量傳到省煤器護(hù)板上，最后疊置在尾部構(gòu)架上，支撐梁為空心式便于與空氣對流換熱降溫。由于鍋爐置于室內(nèi)，空氣溫度較室外流通環(huán)境高，空氣流通條件差，致使通風(fēng)效果不好，支撐梁溫度會偏高，容易導(dǎo)致支撐梁受熱變形，而省煤器支撐梁是省煤器的主要支撐部件，支撐梁準(zhǔn)確的定位了省煤器管排之間的間距，保證省煤器管排與管排之間交錯布置。根據(jù)現(xiàn)場的工作環(huán)境和工作條件限制支撐梁必須采用強(qiáng)制通風(fēng)的方法才能夠達(dá)到預(yù)期的冷卻效果，從而更好的保護(hù)省煤器。

(5)煤氣、汽水、電氣系統(tǒng)擴(kuò)容

擴(kuò)容改造后，75 t/h鍋爐為高、轉(zhuǎn)爐煤氣混燒鍋爐。通過核算，轉(zhuǎn)爐煤氣總管利用原35 t/h鍋爐轉(zhuǎn)爐煤氣管道即可，高爐煤氣則從130 t/h鍋爐高爐煤氣總管引出，并預(yù)留與75 t/h鍋爐高爐煤氣管網(wǎng)并接點(diǎn)，管路充分利用原煤氣管道支架，縮短了管道長度，減少了管道支架數(shù)量。

主蒸汽、給水管道充分利用原蒸汽及給水母管的并接點(diǎn)，通過更換管道連接三通型號，實現(xiàn)了新舊設(shè)備連接管徑要求，有效降低了施工難度。

高、低壓電氣系統(tǒng)則由原75 t/h鍋爐球磨機(jī)、排粉機(jī)等6 kV配電系統(tǒng)，35 t/h低壓電氣系統(tǒng)改造而成，降低了工程成本。

3 改造效果

（1）鍋爐擴(kuò)容改造后，提高了鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)汽能力，為發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。鍋爐擴(kuò)容改造前，鍋爐最大負(fù)荷395 t/h,改造后，鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)荷為425 t/h,最大負(fù)荷可達(dá)445 t/h，在保障高爐供風(fēng)用汽及低壓蒸汽用戶的基礎(chǔ)上，亦能滿足發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷用汽。

（2）提高了高、轉(zhuǎn)爐煤氣利用率。鍋爐擴(kuò)容改造后，提高了高、轉(zhuǎn)爐煤氣入爐量，在夏季煤氣充足的情況下，可有效實現(xiàn)煤氣的二次回收利用，降低了煤氣的放散，成功將二次能源轉(zhuǎn)化為電能，有效降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約能源的目的。

4 結(jié)語

此次改造，一方面使鍋爐生產(chǎn)量得到提高，能夠更好的滿足汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)及次級用戶的生產(chǎn)需要，另一方面減少了高爐煤氣的放散量，減輕了對環(huán)境的污染，取得了相應(yīng)的環(huán)境效益。通過實際運(yùn)行，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，而且系統(tǒng)運(yùn)行比較穩(wěn)定。

Energy Saving and Capacity Expansion Transformation of a 35 t/h Boiler

Liu Chunhui,Han Jie,Hu Zeyun,Hu Yanlong
(The Power Plant of Xuanhua Iron and Steel Co.,Ltd.,Zhangjiakou,Hebei 075100,China)

Based on the actual equipment and gas condition of the station,a proposal of expanding the 35 t/h boiler to a 75 t/h fully gas-fired boiler was put forward,to reduce the gas release loss of blast furnace,improve the efficiency of thermal power generation as well as the system,reduce fuel consumption of the system and further increase the rate of gas use in thermal generating system.

boiler;expansion transformation;energy saving

TK229

B

1006-6764（2015）01-0035-02

2014-09-12

劉春輝（1986-），男，大學(xué)本科學(xué)歷，助理工程師，河北赤城人，畢業(yè)于河北科技大學(xué),現(xiàn)從事設(shè)備管理及檢修工作。