唐钢炼铁厂北区锅炉车间1号锅炉是随1号高炉配套建成投产的煤粉煤气混烧锅炉,其型号为HG -75/3. 82 - MQ10。该锅炉的主要作用是产生蒸汽带动汽轮鼓风机组给1号高炉供风。近年来随着钢铁工业的发展以及国家节能减排的要求,唐钢高炉煤气的综合利用越来越受到重视。1号锅炉原设计60%煤粉和40%煤气的燃料配比,之后逐渐减少煤粉用量多烧煤气,到2006年实现了全烧高炉煤气,只在点停炉及低负荷时使用焦炉煤气作稳燃燃料。从此结束了锅炉动力煤的消耗,并回收利用了大量的副产煤气,为钢铁厂的余能回收做出了贡献。
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生物质颗粒燃料
生物质锅炉
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适应物料:≤12mm生物质颗粒燃料
设备类型:家用生物质燃料锅炉
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适应物料:生物质颗粒燃料
设备类型:生物质锅炉
1、存在的问题
煤气煤粉混烧锅炉改为全燃高炉煤气后,也产生了一些问题,其中主要问题有以下几点:
(1)锅炉负荷明显降低,原设计75t/h锅炉全烧煤气后锅炉出力最大仅能达到55t/h,而正常运行时的稳定负荷仅能维持在50t/h左右。主要原因是煤气投入量不足,原设计各角煤气支管只有500mm,燃烧器区域管道只有250mm,由于管道的限制使投入锅炉内的最大煤气量只有6万m3,严重限制了锅炉的带负荷能力。
(2)由于高炉煤气中含可燃成分较少(成分见表1),热值低,只有2904U/m3,而不可燃气体占很大比例,所以高炉煤气的理论燃烧温度低,燃烧后的烟气量大,另由于炉内积灰和炉本体漏风等问题,使两台引风机的出力不够,在高负荷时不能很好地维持炉内负压。
(3)排烟温度过高到达230℃,在锅炉的效率计算中,排烟热损失是锅炉热损失中最大的一项。排烟温度的升高大大降低了锅炉热效率,并且为了保护引风机,只能在引风机入口前对烟气进行喷水降温,既增加了风烟系统的阻力,又浪费了大量的水资源。
(4)煤粉煤气混烧锅炉改全烧煤气后,由于高炉煤气燃烧温度低,燃烧产物的辐射能力降低,水冷壁吸收辐射热的份额降低,导致炉膛出口烟温升高,所以过热蒸汽温度存在超温问题,只能依靠增加减温水用量来调节过热蒸汽温度。而减温水管道的粗细直接决定了减温水的投入量,原煤粉煤气混烧炉减温水管道设计较细,使过热器时有超温现象。
针对上述问题,决定对锅炉进行改造,消除缺陷,提高锅炉利用率。
2、改造方案的实施
(1)水冷壁部分:1号锅炉原设计为光管水冷壁,此次改造将7m以下水冷壁全部改为膜式水冷壁,水冷壁下联箱标高下移,向下拉长水冷壁,将原燃烧器区域卫燃带去除,增加了炉内蒸发受热面,增加炉膛的辐射吸热量,使水冷壁的产汽量增加,并且降低了炉膛出口烟温,有助于减轻过热器的超温问题。
(2)省煤器部分:1号锅炉运行时间较长,两级省煤器管内结垢以及管外壁积灰严重。由于灰垢的导热系数是钢的几十分之一,所以受热面积灰,严重影响烟气的换热能力,降低锅炉热效率。管外壁积灰使烟气流通面积减小,阻力损失增大,引风机电耗增加。改造将两级省煤器全部换成新管,并将二级省煤器换为螺旋翅片省煤器,增加了二级省煤器的吸热面积,将省煤器的沸腾率由原设计的13%提高到了20%,既提高了产汽量又降低了排烟温度。
(3)高煤管道及燃烧器部分:将原有高煤管道拆除并重新铺设加粗的管道。将四角各高煤支管由原直径∮500增加至∮1000,原四层高煤燃烧器改为两层,并将标高下移至5.5m和4m位置。燃烧器标高的下移改变了炉内的燃烧状况和炉膛整体温度水平,使火焰中心下移,相对增加炉膛内的辐射受热面的面积,使蒸发量增加,炉膛出口烟温降低。
(4)炉内设置蓄热稳燃器:为了使高炉煤气能够更稳定的燃烧,炉内设置了蓄热稳燃器。稳燃器由耐火砖砌筑而成,其高度比上层燃烧器高出1m,直径和炉内火焰切圆相同,厚度约40cm。在正常运行时,高煤火焰烘烤稳燃器,使之达到1000℃的高温,高温的稳燃器对高煤有引燃作用,使之快速着火。并且红热的稳燃器对水冷壁有辐射作用,增加水冷壁的辐射热。在低负荷时,稳燃器积蓄的热量又能够保持高煤的稳定燃烧。
3、运行评价
(1)改造前后参数对比
通过对1号锅炉改造前后参数(表2)的对比数据整理分析,可以看出有效地解决了煤气煤粉混烧锅炉全烧高炉煤气后负荷不足,排烟温度过高等问题,使锅炉运行进入良性循环阶段。
(2)节约价值计算
每小时增加蒸汽:70 - 55 =15t/h。每年增加蒸汽:15×24×360 =129600t。按每吨蒸汽产200kWh电计算,每年可多发电129600×200=25920000kWh= 25. 92CWh。按电费0,5元/kWh计算,每年可创效益25920000×o.5=129.6万元。
4、结语
经过此次改造,在保证l号锅炉运行参数稳定的情况下,提高了带负荷的能力,产汽量增加能够多发电为厂创造效益。自改造后运行以来,没有出现过大的检修项目,锅炉运行稳定,节省了人力和物力。