浅析六万发电机组煤气利用效率提升的工艺改进与创新

【摘要】随着钢铁企业发展产能的释放，成本对企业生存的压力越来越大，同时受经济危机影响和国家“节能减排”政策的影响，能源综合利用、降本增效已经成为影响企业发展、生存的重要因素。通过对六万发电机组煤气利用效率提升的工艺改进与创新，取得了明显的经济效益和良好的社会效益。

【关键词】发电机组；　煤气；　效率；工艺；　创新 随着钢铁企业发展产能的释放，成本对企业生存的压力越来越大，同时受经济危机影响和国家“节能减排”政策的影响，能源综合利用、降本增效已经成为影响企业发展、生存的重要因素。通过对六万发电机组煤气利用效率提升的工艺改进与创新，取得了明显的经济效益和良好的社会效益。笔者结合自身的一线的时间经验浅谈如下自己的观点，仅供大家参考：

1完善了空气预热器原设计缺陷

260t/h　锅炉为非标准系列锅炉，为目前国内运行的最大纯烧高炉煤气锅炉，由于没有成功的经验可以借鉴，该锅炉在设计、制造过程中存在一定的缺陷。锅炉空气预热器原设计高4米，每组由1469根Φ40×1.5钢管组成　，由于管长壁薄，管子之间没有约束，运行中在送风机大量气流横向冲刷圆管时，在圆管背面产生漩涡（又称卡门涡流），漩涡又在气流的作用下脱离圆管，这种交替生成和脱离的频率称为涡流频率，　卡门涡流效应的气压震动是管式空气预热器震动的根源。在气流扰动下钢管会发生强烈振动，在长期振动作用力下管子会发生疲劳断裂，影响锅炉使用寿命和安全运行，　根据现状提出在空气预热器中间安装防震隔板的建议，经实际安装后运行效果良好，有效减轻了管子振动，减少了故障率，　经计算，预热器寿命至少可延长5年。

2对烟风系统进行改进，投用冷凝水加热器，提高锅炉出力

设备投产以后送风机风量偏小，在锅炉大负荷时配风量明显不足，造成高炉煤气不完全燃烧，一旦煤气过剩极易发生锅炉尾部烟道放炮事故，　造成人员伤亡设备损坏的严重后果，影响锅炉的出力燃烧效率及安全运行。根据目前锅炉设计情况，在最小改变原工艺情况下，如何提高设备出力，成为影响设备有效运行的难题。在这种情况下如果更换送风机需更换其它型号送风机，风机外形尺寸就会发生改变，基础需重新浇筑，相应配电设施需更换，改造投资大施工周期长影响正常发电，　因此我们对送风机电机出力进行校核，确定电机余量，根据电机余量，并利用原风机安装尺寸对风机改造进行技术攻关，通过翻阅大量资料及技术计算并与风机厂家咨询，最终确定了改造方案：　整体更换送风机叶轮。

投运冷凝水加热器。投运后排烟温度由163℃-167℃降到124℃-130℃，由于烟温降低，排烟体积减小约10%，　在高炉煤气压力、引风机、送风机开度不变的情况下炉膛负压净增加-300Pa。

3优化系统工艺实现转炉煤气掺烧，提高了转炉煤气回收和调节能力

260t/h　锅炉设计为纯烧高炉煤气，采用焦炉煤气点火，高炉煤气为低热值燃料，主要可燃成分为CO只占体积的22%，其余为N2占体积的57%，发热量仅为750千卡/m3。掺烧转炉煤气以后，对由于燃烧温度变高火焰中心改变，排烟温度降低，对锅炉出力、省煤器使用寿命等锅炉安全运行造成影响。经过计算分析，通过上层喷嘴开大火焰中心上移，改变燃烧配风量等措施，在不改变原有工艺，从入260t/h锅炉DN2400煤气母管就实现转炉煤气与高炉煤气混合，降低了设备投资，保证了设备稳定运行，掺烧转炉煤气量可达40000m3/h，掺烧转炉煤气后煤气热值增加，产生的烟气量减少，有利于锅炉负荷提高，掺烧转炉煤气后可减少高炉煤气用量，将减下来的高炉煤气共给CCPP发电，在负荷不变的情况下掺烧30000　m3/h转炉煤气就可减少高炉煤气60000m3/h，在增加CCPP发电量的同时也多了一个煤气平衡调节的手段。同时，增加了转炉煤气用户，提高了系统平衡、调节能力，转炉煤气回收量提高了15m3/吨钢，效益明显。

4系统及运行方式优化，提高了设备出力及安全可靠性

4.1煤气管道安装泄爆阀： 锅炉主要燃用高炉煤气，高炉煤气具有易燃、易爆、有毒的特点，260t/h锅炉煤气插板阀后管道长，管径粗（DN2400mm），管段中高炉煤气储存量大，而且两支管的最薄弱环节管道末端堵板，正面对着汽机厂房，在点停炉过程中一旦操作、检查不到位或操作错误就会发生高炉煤气管道爆炸事故，高炉煤气管道爆炸就会炸坏锅炉本体受压元件，可引起锅炉爆炸造成更重大恶性事故。根据现场工艺情况，与设计人员交涉在最容易发生爆炸的薄弱管段锅炉两侧高炉煤气支管上安装弹压式自闭防爆阀，为锅炉安全运行创造了条件。

4.2　在炉膛底部布置蓄热稳燃装置： 高炉煤气发热量低，着火点温度高，不容易着火，尤其在点火初期及锅炉低负荷时，由于燃烧区域温度低容易造成锅炉灭火放炮，针对这种情况我们选择了在炉膛底部布置蓄热稳燃装置，其结构为圆塔形，有高强高热镇稳定性耐火异型砖砌筑而成，在点火初期，其要吸收煤气产生的热量，温度升高，使燃烧区域形成一个高温温度场，这温度场强烈地加热了高炉煤气，使之燃烧很快，燃尽时间短，火焰长度短，火焰与稳燃器相切，稳燃器的热量进一步加热未燃尽的煤气，使之燃烧的更彻底、干净，提高了设备安全保障。

4.3锅炉采用了炉膛安全保护系统（FSSS）及自动点火。 高炉燃煤易燃易爆有毒，一旦出现炉膛灭火/引送风机跳闸等危险工况，不能及时切断供给的煤气就会造成炉膛爆炸重大恶性事故，采用了FSSS系统，安装了煤气快切阀，当危险工况出现时在1秒内快速切断煤气，为了保证万无一失又安装了双按钮手动紧急跳闸MFT，采用直流220V电源驱动，与DCS机柜端子并接，确保了锅炉安全。　同时锅炉首次采用自动化点火，　减轻了劳动强度，安全性更好，使锅炉整个自动化程度得到了提高。