高爐煤氣鍋爐改燒焦?fàn)t煤氣的實(shí)踐應(yīng)用

郭建

摘? ?要：本文介紹了河鋼宣鋼設(shè)備能源部5#130t/h高爐煤氣鍋爐改造為焦?fàn)t煤氣鍋爐的過程，通過對(duì)鍋爐主要改動(dòng)部件的前后結(jié)構(gòu)變化，說明了改造的具體內(nèi)容。改造后鍋爐運(yùn)行狀況良好，負(fù)荷改造要求，有效提高了焦?fàn)t煤氣燃用量。同時(shí)，解決了現(xiàn)全燃高爐煤氣鍋爐存在的瓶頸問題，提高了煉鐵高爐以汽輪鼓風(fēng)機(jī)作為唯一供風(fēng)來源的安全性，改造具有一定的參考和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高爐煤氣燃?xì)忮仩t? 焦?fàn)t煤氣? 改造

中圖分類號(hào)：TK223? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）12（a）-0065-02

近年來，隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，能源循環(huán)利用和減少能源損失已經(jīng)成為當(dāng)前鋼鐵公司生產(chǎn)運(yùn)行中的一項(xiàng)重要任務(wù)。隨著宣鋼生產(chǎn)模式的變化，焦?fàn)t煤氣出現(xiàn)大量富余，為充分消化焦?fàn)t煤氣富余量，原先采用的方法是將焦?fàn)t煤氣直接摻入高爐煤氣主管網(wǎng)供用戶。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，由于高、焦?fàn)t煤氣發(fā)生量按量摻燒，變化頻繁且幅度較大，入爐燃料熱值不穩(wěn)定，引起鍋爐超壓，安全閥頻繁起跳，不僅損傷鍋爐承壓部件，且對(duì)后續(xù)汽輪鼓風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來了不利影響。另外，宣鋼三座高爐鼓風(fēng)機(jī)全部采用汽輪鼓風(fēng)機(jī)，未配備電拖鼓風(fēng)機(jī)，若在極端情況下高爐煤氣出現(xiàn)中斷，在線所有鍋爐將無法為風(fēng)機(jī)正常供汽，嚴(yán)重威脅公司整體生產(chǎn)大局。

鑒于以上原因，宣鋼決定對(duì)5#130t/h鍋爐實(shí)施焦?fàn)t煤氣改造，一消除高、焦?fàn)t煤氣直接摻混燃燒方式對(duì)鍋爐運(yùn)行的不利影響，二是充分消化焦?fàn)t煤氣富余量，三是有效地解決全燃高爐煤氣鍋爐對(duì)汽輪鼓風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行方面帶來的隱患。

1? 改造要求

5#130t/h鍋爐為全燃?xì)庾匀谎h(huán)鍋爐，型號(hào)為XD-130/3.82-Q。改造前，鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，高爐煤氣量10000Nm3/h，焦?fàn)t煤氣量800Nm3/h。將鍋爐改造為高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣分層混燒，焦?fàn)t煤氣供應(yīng)量冬季約10000Nm3/h，夏季約20000Nm3/h，通過調(diào)節(jié)高爐煤氣量保持鍋爐額定負(fù)荷不變。鍋爐經(jīng)增燒焦?fàn)t煤氣改造后，滿足以下要求：（1）出力能夠達(dá)到130t/h負(fù)荷，鍋爐出力不變。（2）過熱器改造后，確保鍋爐蒸汽參數(shù)不變。（3）鍋爐排煙溫度≥140℃，既保證鍋爐效率，又可以防止尾部因溫度過低出現(xiàn)低溫腐蝕。（4）對(duì)所改部件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，保證對(duì)鍋爐的改造安全可靠。

2? 改造方案

2.1 燃燒器的改造

鍋爐原來有4層共16只高爐煤氣燒嘴，改造將第一、四層燃燒器更換為焦?fàn)t煤氣燒嘴，共兩層8只燃燒器，并相應(yīng)更換煤氣管道、相應(yīng)閥門儀表附件、點(diǎn)火裝置和就地控制箱等附件，二、三層高爐煤氣燃燒器利舊。

2.2 受熱面的改造

因焦?fàn)t煤氣熱值較高，焦?fàn)t煤氣鍋爐需要的受熱面少，現(xiàn)有鍋爐的受熱面相對(duì)過大，會(huì)導(dǎo)致如下情況：（1）因爐膛受熱面過大，導(dǎo)致爐膛出口煙氣溫度降低，過熱器換熱減少，過熱器蒸汽溫度比原來低，會(huì)達(dá)不到額定溫度，尤其在低負(fù)荷情況下更嚴(yán)重，本次改造需要增加過熱器受熱面積。（2）因焦?fàn)t煤氣中硫、水含量大，排煙溫度過低會(huì)對(duì)尾部受熱面產(chǎn)生嚴(yán)重的低溫腐蝕，因此需要將尾部省煤器受熱面減少，提高排煙溫度。

2.2.1 省煤器的改造

原省煤器分為高溫和低溫兩級(jí)，本次高溫省煤器不改動(dòng)。低溫省煤器蛇形管為φ32*3，材質(zhì)為20/GB/T3087，原來縱向64排管，本次改造需要去掉部分受熱面，剩余28排。為了保證冬夏兩種工況下排煙溫度合理，在低溫省煤器進(jìn)出口設(shè)置了給水旁路。夏季摻燒焦?fàn)t煤氣較多時(shí)，讓部分給水直接進(jìn)入低溫省煤器出口集箱，使排煙溫度不會(huì)低于140℃。冬季摻燒焦?fàn)t煤氣較少時(shí)，讓給水全部通過低溫省煤器，使排煙溫度不會(huì)太高，保證鍋爐效率。

2.2.2 過熱器的改造

當(dāng)燃燒焦?fàn)t煤氣較多時(shí)，過熱器溫度可能達(dá)不到額定參數(shù)，需要增加低溫過熱器面積。本次改造將低溫過熱器，縱向管子排數(shù)從原來12排增加到16排。增加一圈蛇形管，原來低溫過熱器蛇形管規(guī)格為φ38*3.5，材質(zhì)為20/GB/T3087。增加管子材質(zhì)改為12Cr1MoVG/GB/T5310，增加部分重新制造。

2.3 煤氣管道重新接引

由焦?fàn)t煤氣北環(huán)主管網(wǎng)至5#鍋爐架設(shè)DN800焦?fàn)t煤氣主管道，安裝蝶閥、盲板閥及相應(yīng)計(jì)量裝置，按燃燒器設(shè)計(jì)要求安裝支管及四角管路、調(diào)節(jié)閥。

3? 改造效果

本次改造于2019年7月9日停爐開始實(shí)施，8月7日改造完成并爐投入運(yùn)行。

（1）實(shí)施焦?fàn)t煤氣改造后，鍋爐運(yùn)行狀況良好，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)符合要求，消除了高、焦?fàn)t煤氣直接摻混燃燒方式對(duì)鍋爐運(yùn)行的不利影響。排煙溫度由改造前平均137℃，升高到平均153℃，大大緩減了鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕現(xiàn)象。

（2）改造后，5#鍋爐每天增燒焦?fàn)t煤氣14萬m3，有效消化了宣鋼焦?fàn)t煤氣的富余量，杜絕了焦?fàn)t煤氣放散引起的環(huán)境污染。

（3）減少了高爐煤氣燃用量，轉(zhuǎn)移到其他鍋爐消耗，提高了其他鍋爐蒸汽負(fù)荷，同時(shí)提高了自發(fā)電量。

（4）解決了現(xiàn)全燃高爐煤氣鍋爐存在的瓶頸問題，在高爐煤氣中斷的情況下可有效維持汽輪鼓風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，為宣鋼整體生產(chǎn)穩(wěn)定創(chuàng)造了條件。

4? 結(jié)語

高爐煤氣鍋爐改燒焦?fàn)t煤氣的實(shí)踐應(yīng)用，有效緩解了宣鋼以高爐煤氣為主要燃料的工業(yè)鍋爐在生產(chǎn)調(diào)整過程的局限性，實(shí)現(xiàn)了焦?fàn)t煤氣有效利用。隨著鋼鐵市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，合理地使用煤氣，減少對(duì)外排放，將富余煤氣轉(zhuǎn)換為電能，成為鋼鐵企業(yè)降本增效的有效途徑。該項(xiàng)實(shí)踐應(yīng)用技術(shù)，具備良好的推廣前景。

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