文档介绍：中压煤粉炉改燃高炉煤气改造设计
李涛
( 神华乌海能源有限责任公司)
摘要为了节能和环保,钢铁企业自备电厂实施锅炉改造,将燃煤锅炉改燃高炉煤气。减少了高炉煤气放散,取得了锅炉效率高达 88%的效果。
关键词锅炉高炉煤气改造
近年来,随着钢铁企业的大规模发展,高炉煤气的产量也大幅度增加,虽然一些企业在回收利用方面作了许多工作,但是放散率仍然较高。有些企业一边在放散高炉煤气,而一边热工设备却在烧油、烧煤,不仅浪费能源、污染环境,而且提高了生产成本。为了充分利用能源,减少高炉煤气的放散,一些钢铁企业将其原有的燃煤锅炉改造为燃高炉煤气锅炉,它是钢铁厂提高效益,降低能耗,提高能源利用效率的行之有效的方法。
1 锅炉改造的思路
将某钢铁厂自备电厂 130t/h 中温中压煤粉炉改为全烧高炉煤气,燃料由煤粉改为高炉煤气后,炉膛内的热交换能力显著下降,锅炉的结构不作较大的改动,蒸发量将必定下降。改造后要求蒸汽参数维持中温中压,锅炉蒸发量确定为100t / h。
锅炉燃料由煤变成了高炉煤气,热值由22880kJ / kg 变成了 3453kJ / m3,燃料的形态和热值都发生了很大的变化,因此锅炉改造设计必须根据高炉煤气成分,在保持原锅炉结构的前提下将燃煤锅炉改造为燃高炉煤气锅炉。
( 1) 炉膛受热面部分: 原煤粉锅炉改成高炉煤气炉后,需去掉原有的冷灰斗和除渣装置。拉伸水冷壁,并在炉膛下部设立一绝热室,以提高燃烧室的温度。
( 2) 燃烧器部分: 燃煤锅炉改为燃气锅炉后,所用燃烧器由直流燃烧器改为无焰燃烧器,可以更好地组织高炉煤气气流燃烧。
( 3) 省煤器部分: 炉膛水冷壁吸热减少,为了保证改造后锅炉的出力,改造后省煤器成为沸腾式,由于受热面积增加较多,需要在光管上焊上鳍片,可增大受热面积。
2 锅炉改造的步骤
改造设计主要是将燃煤的煤粉炉改造为燃高炉煤气的燃气锅炉,根据对锅炉改造时锅炉本体不做大改动的原则,以及改造后对锅炉性能的要求,锅炉的外形尺寸不改,其内部结构和尺寸相应变化,具体改造项目如下。
( 1) 炉膛
拆除原来煤粉燃烧器,将此区域焊接上新的光管水冷壁,水冷壁在炉膛高度方向拉伸1. 056m,并在下部设置 3m 高的绝热室,内部不布置受热面,四周用耐火砖和硅藻土砖砌成一定厚度的重型炉墙,以保证绝热燃烧室的温度,起到蓄热的作用。这样的绝热室对低热值的高炉煤气的着火,低负荷稳燃非常有利。如此以来,导致炉膛部分水冷壁管、下水冷壁集箱、下降管、护板、炉墙金属件、炉墙等变化。炉膛总面积由原来的 614. 3m2变为 560. 19 m2。
为了保证循环安全可靠,把前、后及两侧墙水冷壁各分成 3 个独立的循环回路,共计 12 个。水冷壁下集箱前、后、左、右两侧各 1 个,中间用隔板将回路分开。
( 2) 燃烧设备
将原煤粉燃烧器和相应的除渣设备等拆除。
在绝热室的 1. 5m 处,前、后墙各布置 5 个高炉煤气燃烧器,对冲布置,共 10 个燃烧器。燃烧器采用无焰燃烧器,煤气不断从煤气喷嘴送入,和空气在预混管中混合,然后进入用耐火砖砌成的燃烧道。燃烧道中温度很高,接近混合气体的理论燃烧温度。燃烧道中灼热的耐火砖隔墙把预混气体分成三股或更多股。灼热的耐火隔墙还起着高温点燃板的作用,使预混气流很快点着。燃烧道中的这些小火炬在到达燃烧道