循环流化床改造为燃高炉煤气锅炉的设计.doc

循环流化床改造为燃高炉煤气锅炉的设计研究探讨江西能源2006(3)?5?循环流化床改造为燃高炉煤气锅炉的设计王小平,焦志武(江西江联能源环保股份江西南昌330001)摘要?:文章介绍了由笔者所在公司为某钢铁公司对35t/h中温中压循环流化床锅炉进行技术改造,使其改造后在保证锅炉参数的前提下燃用高炉煤气,到达能源的循环利用,降低生产本钱和环境保护的要求,提高企业经济效益.关键词:高炉煤气;高炉煤气锅炉;改造设计A出t:Inthisarticle,theauthorintroducedthetechnologyrebuildingdonebythecompanytheallthoFworkedof35t/hII1~11111temperatureandinediLRnpressureCFBforasteelfactory,afterrebuilding,burntheblastfurnacegasOilthepreconditionoftheboilerpm'mrmtemguaranteed,toachievetherequirementsofenergyutilizedcirculation,debasingtheproductioncost,theenvironmentalprotection,andimprovingtheeconomybenefitlast.Keywords:Blastfurnacegas,Blastfurnacegasboiler,RebuildDesign.前言l'1图见图l.该锅炉为某公司在2.我国是世界钢铁生产的大国,年产量居世界第一位,至2005年底我国年钢产量约2.7亿吨,在冶炼一吨生铁时就会产生3000m3左右的副产品——高炉煤气,这样年产高炉煤气就高达8100亿m3之巨,而高炉煤气为一种剧毒混合气体,其中含有2l%一业对高炉煤气的综合利用较为重视,除在冶金工艺的各工段一一如热风炉,转炉等中消耗50%一6o%~b,余下的均需要利用锅炉把能源转换利用,尽量减少直接放散.为适合我国当前可持续开展的产业政策,到达能源的循环利用,降低生产本钱和环境保护的要求,提对其二台35t/h中温中压循环流化床锅炉实施技术改造,将其发造为燃高炉煤气锅炉,同时又可掺烧最大量为30%(热量比)的焦炉煤气.l35t/h循环流化床锅炉简介,改造原那么和要求45图135t/h循环流化床锅炉简图l一螺旋给煤机;2一炉膛;3一高温旋风别离器;4一高温过热器;5一低温过热器;6一省煤器;7一空气预热器世纪9o年代生产的带高温旋风别离器的高倍率循环流化床锅炉,煤经螺旋给煤机1送入炉膛2燃烧,产生的烟气携带未燃尽的煤从左上流出进入炉膛左侧的高温旋风别离器3,烟气经别离器出口进入尾部的高温过热器4,低温过热器5,省煤器6,空气预热器7作者简介:t/J,平(1969～)男,1992年7月毕业于西安交通大学锅炉专业,南昌市特殊津贴专家,一直从事锅炉产品的设计,开发及研制工作,现任江联公司锅炉设计处处长.?6?江西能源2006(3)研究探讨后经除尘器排人烟囱.原锅炉所用燃料为二类烟煤,设计耗煤量为7371kg/h,实际耗煤量到达9t/h.1,锅炉设计参数维持原来不变,使用燃料为高炉煤气和焦炉煤气.2,改造遵循平安,可靠,稳定,经济,高效快捷的原那么,即在保证锅炉性能的前提下,尽可能地利用原有锅炉的零部件,厂房及锅炉根底.3,改造遵循先进,适用的原那么,多方面比拟国内已改造成功的范例,充分吸收笔者所在公司的燃气锅炉产品方面的优势和成功经验.4,改造要使司炉人员揖作方便,便于设备的维护,保养,检修.5,锅炉改造后需满足环保要求.要求锅炉改造后能燃用发热值较低的高炉煤气和焦炉煤气,锅炉蒸发量到达35t/h,过热蒸汽压力和温度维持原设计参数不变,同时锅炉具备10%超负荷能力,烟尘排放能够到达GB13271—2001?锅炉大气污染物排放标准?的规定.2改造后锅炉所用燃料的特性锅炉改造后所使用的燃料为高炉煤气,高炉煤气其组成成分中惰性气体(N2,C02等)占大局部,且可燃成分主要为CO;因而它的低位发热值极低,一般情况下,其发热值仅为2930kJ/Nm33550kJ/Nm3,仅相当于0.1标准煤.(1)由于煤气中含有大量的惰性气体(N2,CO2),可燃成分少,每m3煤气燃烧时参与燃烧的空气也少,每m3煤气完全燃烧时仅需0.5950.85每m3空气,但要产生一定量的热量,所需要的煤气量就要大,总空气量与燃煤时的差不多,燃用高炉煤气时,每蒸吨倍;高炉煤气中所含灰分少且细,对受热面无磨损;煤气中极少含硫,加上CH含量也极少,烟气的露点较高,即使在点火初期也不会结露,无需考虑低温腐蚀等问题..(2)高炉煤气中的可燃成分主要为CO,混合气中的CO浓度及着火环境,这点决定了高炉煤气的着火温度,纯C0在650c【=左右才会着火,实验证实高炉煤气的着火温度为530c【=660c【=(煤气品质越好,着火温度越低),但其最高着火温度仍比煤的要低;煤气与空气混合良好,使混合气体及早到达着火条件,才能保证高炉煤气完全燃烧.(3)高炉煤气的热值低,其理论燃烧温度低(热风温度为380qC,高炉煤气的低位发热值为3140kJ/Nm3,其理论燃烧温度仅为1295qC),仅为燃煤时的60%左右.在运行中,具体表达为火焰的中心温度较低,煤气与空气的燃烧速度就低,相应的煤气燃尽的时间就要长(假设燃烧的气体条件也满足),且火焰不稳定,易脱火,但其燃烧时为气气单相化学反响,只要混合良好,着火条件适宜,其燃烧很快.335t/h循环流化床改造整体概述额定蒸发量Dt/h35适宜的炉膛既可保证炉膛温度,保证高炉煤气的燃烧,又可保证尾部省煤器的沸腾度在比拟低的水平,省煤器的水平管不会汽水分层而过热,保证锅炉的出力足.改造后锅炉炉膛断面呈长方形,四周为膜式水冷壁.各水冷壁改造如下:前水冷壁:在标高一4m处将前水冷壁断开,下集箱中心标高低移2.4m左右,断开位置用新增的膜式水冷壁和下降管联接;水冷壁往左加宽2.3m.后水冷壁:在标高一4m处将后水冷壁断开,下集箱中心标高低移2.4m左右,断开位置用新增的膜式水冷壁和下降管联接.水冷壁往左加宽2.3m.两侧水冷壁:右侧水冷壁不变,左侧水冷壁左移一2.3m,同样在标高一4m处将两侧水冷壁断开,下集箱中心标高2.4m左右,断开位置用新增的膜式水冷壁和下降管联接.增加新增的膜式水冷壁固定用刚性梁,外护板等零件.通过以上措施,整个炉膛水冷壁受热面积净增加1101112左右,保证了所需蒸发受热面积.器呈正四角布置,与炉膛下部?高炉煤气锅炉炉内蓄艺研究探讨江西能源2006(3)?7?热稳燃装置?相配合,形成切园燃烧,保证了全烧高炉为旋流式,并在燃烧器端部设置稳燃装置,其预混段为150mm,且有稳燃装置;用焦炉煤气点火,其点火喷管的管径为DN50.燃气侧叶片与轴线夹角为45.,空气侧叶片:勾20.,煤气侧和空气侧叶片的旋向一致,且经切向进风后在燃烧器内旋向一致,以保证得到满意的燃烧效:果(见图2).图2炉内蓄热稳燃器结构简图1一蓄热稳燃体;2一燃烧器;3一蓄热稳燃器基座?高炉煤气锅炉炉内蓄热稳燃装置?结构为圆塔形,由高强,高热震稳定性耐热材料组成,设置在燃烧器区域炉膛中心位置,烧烧器布置为四角切圆形式.运行时,该装置的温度一般在1000℃以上;它的存在提高了燃烧器区域的温度场的温度,加快了高炉煤气燃烧速度,使燃烧更完全,更稳定,在较小的区域内放出的热量更多,使温度进一步升高,直到到达热平衡;在高温度场下,水冷壁吸收的热量更多;火焰的假想切圆与稳燃器相切,没燃尽的高炉煤气掠过稳燃器外外表,高温进一步加热了煤气,使之燃烧干净,实践证明设有稳燃器,燃烧效率高达99.5%;另外大切圆燃烧,一是四角火焰的头部可喷至另一火焰的根部,起互相支持促进稳定的作用,二是火焰的高温部位更接近于水冷壁,传热更强烈.本高炉煤气燃烧器可单独使用任何一层燃烧器,器的设计充分考虑了拆装检修的便利.3.4过热器,省煤器,空气预热器1,过热器:受热面积不作调整.2,省煤器:原省煤器蛇形管保存利用,级数不变,省煤器内腔深度增加240mm;下两组移至高温空气预热器下面.烟气流通面积增加0.63m2,烟气流速降低2.94m/s;蛇形管排数各增加4排,整个省煤器受热面积增加202.7m2左右.省煤器集箱,连接管重新设计制造.3,空气预热器:由于高炉煤气的着火温度较高,有关研究说明,当高炉煤气与空气的混合气从室温升高到着火温度所吸的热量占煤气总放出的热量的37%左右,因而提高人口混合气的温度,使混合气的温度及早地升高到着火温度,能使煤气及早地着火.提高混合气的温度有两种方法:一是提高煤气的温显,但安拿性不好及造价最高,考虑到平安性,一般不用这种方法;提高空气的温度这种方法最为方便,安℃以上,需要将上级空气预热器上移,与省煤器形成交叉布置,空气预热器管箱全部制造新件,并增加烟气流通面积和受热面积.1,取消原锅炉的流化床燃烧装置和给煤装置,拆除旋风别离器及飞灰回送装置.2,锅炉钢架及平台扶梯:按以上改动对该部件(横梁和平台扶梯)进行增减(含运转层以下的点火工作平台).3,炉墙及保温:重新设计改动局部的炉墙及保温.4,煤气管道及控制阀门,烟风管道:由设计院重新设计和布置.5,控制系统:由设计院重新按燃气锅炉标准,对控制仪表,平安熄火保护等进行调整.6,重新更换鼓,引风机,以满足锅炉燃料改变,锅炉运行的要求.7,锅筒及汽水别离装置:锅筒及汽水别离装置利响是很大的.因此在投运前应对其进行检查,消除隐患.8,增加侧后膜式壁的排污管,其他汽水阀门不变,利用原件.锅筒标高保持原尺寸;最高点标高保持原尺寸;炉膛宽度(两侧水冷壁中心线距离)保持原尺寸;炉膛深度(前后水冷壁中心线距离)4814mm;锅炉宽度(左右柱中心线距离)保持原尺寸;锅炉深度(z1柱至尾部后墙柱中心)保持原尺寸;锅炉(下转第40页)?40?江西能源2006(3)开发应用值观念的最好途径.因此,煤炭企业应通过加强领导班子的思想作风建设,提高领导干部廉洁自律的自觉性,率先垂范,取信于职工群众;并且企业管理者要坚持以人为本,尊重人,理解人,关心人的思想政治工作原那么,注意与下属员工的感情沟通,重视感情的凝聚力量,以形成"士为知己者用"的效用;创造一个有利于煤炭企业员工充分发挥自己聪明才智,实现自我价值的良好环境;营造一种民主,平等,团结,和谐的人际关系,提高职工的民主参与意识,满足职工的"参与内,国际市场,煤炭企业应以质量文化建设为中心,不断提高产品质量,优化企业市场形象;坚持井下机械化生产质标准化,平安检测自动化,井上围绕职工生产,生活福利,文化娱乐,环境美化,尽可能创造工作美,生活美的文明,和谐,健康的气氛和环境,培养煤炭企业职工的荣誉感,自豪感来鼓励职工的进取心和事业心..企业可以根据本企业的特点而采用不同的鼓励机制,例如可以运用工作鼓励,尽量把员工放在他。