淺析高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景

陳菲

摘要：隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展提出了更為嚴(yán)格的要求。本文闡述了高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)特點，通過國外和國內(nèi)現(xiàn)狀的探究綜合本企業(yè)9E機(jī)組的特點展開談?wù)?，分析了?lián)合循環(huán)機(jī)組的發(fā)展前景，旨在為相關(guān)工作人員提供理論性的參考意見，確保燃?xì)廨啓C(jī)組的有效應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高爐煤氣;燃?xì)廨啓C(jī);聯(lián)合循環(huán);發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，鋼鐵市場需求量較大，生產(chǎn)環(huán)節(jié)會生成大量高爐煤氣，為確保資源的循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)省能源的目的，高爐煤氣可用于發(fā)電或供熱中，實現(xiàn)能源的最大化利用。為支持高爐煤氣循環(huán)技術(shù)的應(yīng)用，燃?xì)廨啓C(jī)也要進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，進(jìn)而推動企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

一、高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)特點

高爐煤氣相對于其他燃料熱值較低且含塵量大，當(dāng)為燃?xì)廨啓C(jī)提供運轉(zhuǎn)能量時會出現(xiàn)一系列問題，主要表現(xiàn)在燃燒環(huán)節(jié)、煤氣凈化環(huán)節(jié)以及透平流通環(huán)節(jié)，所以應(yīng)通過輪機(jī)優(yōu)化確保煉鋼質(zhì)量和效率。

氫氣和一氧化碳是高爐煤氣中的主要可燃?xì)怏w，相比于甲烷，其受到的局限性較少，但是由于氣體含量有限，熱值相對較低，當(dāng)管內(nèi)的空氣流通速度較快時容易造成火焰熄滅?；鹧娴膫鬟f效率也是影響燃燒現(xiàn)狀的條件，其傳遞效率受到空氣系數(shù)的影響，所以可以通過改變機(jī)組的空氣供給量來加速空氣流通，保持火焰狀態(tài)，為燃燒提供良好的環(huán)境。[1]可燃?xì)怏w中的一氧化碳反應(yīng)速率低，為實現(xiàn)完全燃燒需要增加一氧化碳?xì)怏w在燃燒范圍內(nèi)的停留時間，在實際改進(jìn)中可以增大燃燒空間，保證空氣和燃料的充分燃燒。除此之外，燃燒室出口的溫度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，相比于天然氣，對于高爐煤氣設(shè)置的燃燒室應(yīng)盡量擴(kuò)大，輸氣管以及火焰管的空間也要隨之增大。由于燃燒室的容積較大，能為燃燒提供良好的條件，確保高爐煤氣的正常使用，應(yīng)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，盡可能擴(kuò)大直徑，使其滿足使用標(biāo)準(zhǔn)，保證燃燒效率。為控制燃?xì)廨啓C(jī)工作狀態(tài)下污染氣體的排放，應(yīng)向燃燒室中噴灑水蒸氣，當(dāng)氣體被水蒸氣飽和后，產(chǎn)生的污染量就會隨之降低。

二、高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國外現(xiàn)狀

燃?xì)廨啓C(jī)最早被研發(fā)于瑞士，自1949年以后的27年間研發(fā)了25臺燃?xì)廨啓C(jī)，為后期燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展和使用奠定了良好的基礎(chǔ)。上世紀(jì)末期，ABB公司又開始了高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)，直至1995年，我國引進(jìn)了這一產(chǎn)品并投入到了實際工作中，這臺燃?xì)廨啓C(jī)也是我國第一臺利用高爐煤氣做動力的輪機(jī)組，由日本企業(yè)和瑞士公司合作完成研究，1997年末正式投入使用。這一機(jī)組燃燒速度為36.2萬m3h左右，熱值最低為每立方米3098千焦，最高為每立方米3150千焦，聯(lián)合循環(huán)功率達(dá)到150兆瓦，燃燒效率超過百分之四十五。

1958年，日本研究的BFG輪機(jī)能達(dá)到850千瓦的功率，又在八十年代通過另一機(jī)組的研究生成了聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，我國引進(jìn)這一產(chǎn)品在2004年，型號為M701S，燃燒速度能達(dá)到47萬m3h，屬于當(dāng)時國際上最為先進(jìn)的發(fā)電機(jī)組。

（二）國內(nèi)現(xiàn)狀

我國對燃?xì)廨啓C(jī)的研究起步較晚，但發(fā)展較為迅速。2003年，中美合資開發(fā)了國內(nèi)第一臺高爐煤氣燃?xì)鈾C(jī)組，主要由我國企業(yè)設(shè)計，美國提供主要元件。結(jié)構(gòu)上為多管燃燒室，能源主要采用高爐煤氣加少量焦?fàn)t煤氣，其熱值能達(dá)到5577千焦，熱電轉(zhuǎn)換率約為百分之四十。2003年，該機(jī)組被應(yīng)用于通化鋼鐵集團(tuán)中，國內(nèi)聯(lián)合機(jī)組的使用正式拉開帷幕。我企業(yè)使用的9E機(jī)組被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其性能好、排煙溫度高，生產(chǎn)廠家為GE公司，能將符合濕度和溫度要求的空氣利用壓氣機(jī)作用后混合高爐煤氣為燃燒提供條件，由于燃?xì)廨啓C(jī)排除的煙氣溫度較高，熱量能用于發(fā)電，所以形成了循環(huán)利用的工作模式。

為確保9E機(jī)組的運行效率，應(yīng)加強(qiáng)各個元件的優(yōu)化處理，確保降低能源損耗，達(dá)到設(shè)備改造的目的。首先，改造管路。蒸汽管道所需排水時間約為二十分鐘，可以將普通管道替換成合金材質(zhì)管道，增加氣體流通效率，節(jié)省機(jī)組啟動環(huán)節(jié)耗費的時間。其次，傳統(tǒng)的手動隔離裝置過于守舊，運行時間較長，為提高機(jī)組工作效率，應(yīng)科學(xué)改造機(jī)組，通過電動執(zhí)行裝置完成遠(yuǎn)程控制，降低成本投入。最后，吹灰器在使用過程中容易出現(xiàn)損壞情況，影響工作質(zhì)量，所以需要加強(qiáng)改造，針對其弊端進(jìn)行更換和創(chuàng)新，可選取雙齒條或者是箱式梁的結(jié)構(gòu)形式，防止使用過程中出現(xiàn)損壞、泄露或者彎曲等情況。[2]

三、高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)展前景

我公司主要采用的燃?xì)廨啓C(jī)為9E機(jī)組，隨著結(jié)構(gòu)和性能的不斷優(yōu)化，聯(lián)合機(jī)組發(fā)展前景廣闊。未來鋼鐵企業(yè)將利用機(jī)組完善發(fā)電技術(shù)，通過煉鋼環(huán)節(jié)產(chǎn)生大量高爐煤氣用于燃?xì)廨啓C(jī)的運轉(zhuǎn)中，推動電力行業(yè)的進(jìn)步，也使發(fā)電能源的成本有所降低，確保資源的循環(huán)利用，進(jìn)而提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。在能源使用過程中，無需考慮市場沖擊、運輸成本以及產(chǎn)品調(diào)度等情況，有效縮短了產(chǎn)業(yè)鏈，提升了企業(yè)的抗壓能力。同時，蒸汽與電皆能用于企業(yè)自銷，為企業(yè)的發(fā)展提供源動力，確保企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。聯(lián)合循環(huán)機(jī)組還能用于煤氣回收，能確保發(fā)電效率，降低氮化物等污染氣體的生成，滿足人與自然和諧相處的工業(yè)發(fā)展需求。

四、結(jié)論

總而言之，9E機(jī)組在高爐煤氣技術(shù)科學(xué)應(yīng)用環(huán)節(jié)起到了至關(guān)重要的作用，為確保經(jīng)濟(jì)效益的提升，降低能源消耗水平，相關(guān)單位應(yīng)優(yōu)化機(jī)組設(shè)計，加強(qiáng)監(jiān)管制度，落實專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)工作，完善機(jī)組運行方式，提高工作效率。在未來的發(fā)展中，燃?xì)廨啓C(jī)將引進(jìn)更多現(xiàn)代化技術(shù)，為工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造更為廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]張凱博.影響燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性分析[D].內(nèi)蒙古科技大學(xué)，2017.

[2]魯振國.9E級燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組冷、熱、電三聯(lián)供技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究[D].華南理工大學(xué)，2013.