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1、概況
    宣鋼動力廠8#、9#高爐鼓風機站5臺中壓鍋爐是公司東區高爐煤氣最大的調節用戶，夏季高爐煤氣富裕，鍋爐全部燃用高爐煤氣；而冬季高爐煤氣緊張，鍋爐煤氣使用受限，是高爐煤氣壓減使用調節的第一用戶。
    本著減少轉爐煤氣放散、間接提高轉爐煤氣噸鋼回收率、緩解冬季高爐煤氣平衡緊張的目的，動力廠自2009年11月6日開始，陸續對2臺75 t/h鍋爐進行了摻燒轉爐煤氣的技術改造工作，其中1#爐改造于2009年12月3日完成，2#爐改造于2010年1月12日完成。
2、燃料燃燒計算
    燃燒計算時，未考慮煤氣含濕量，即假設轉爐煤氣和高爐煤氣都是干煤氣，標態下煤氣的含濕量dq =0°
    轉爐煤氣和高爐煤氣熱值計算結果如表l所示
    燃轉爐煤氣和燃高爐煤氣的理論煙氣量計算結果如表2所示。75 t/h鍋爐燃料由高爐煤氣變為轉爐煤氣，鍋爐的煙氣溫度和煙氣量也會發生變化。轉爐煤氣熱值相對于高爐煤氣較高，故鍋爐燃料由高爐煤氣變為轉爐煤氣時，爐膛溫度提高，爐膛輻射換熱增強，爐膛水冷壁吸熱量提高。
    對于中壓鍋爐，過熱器是以對流換熱為主的受熱面，計算煙溫為500一700℃時，煙氣側輻射換熱系數只是對流換熱系數的1/5。因此，影響蒸汽溫度的主要因素是煙氣量。由以上計算可以看出，在標態下，轉爐煤氣完全燃燒所需空氣量是高爐煤氣完全燃燒所需空氣量的2倍左右；但是產生的煙氣量約為1.3倍。考慮兩者熱值的差異，假設在鍋爐相同負荷、用兩種煤氣熱效率相同的情況下，轉爐煤氣燃燒后每放出單位熱量所產生的煙氣量約為高爐煤氣每放出單位熱量所產生的煙氣量的70%。由于高爐煤氣、轉爐煤氣的成分是在一定范圍內變化的，所以計算結果可能與實際有所出入。
    因此，鍋爐燃料由轉爐煤氣替換高爐煤氣時，鍋爐蒸發量應該有所增大，而過熱蒸汽溫度調節用減溫水量將減小。
3、改造方案
3.1改造方式的確定
    鍋爐改燒轉爐煤氣后，鍋爐燃料組成發生了根本變化，本應該對鍋爐進行熱力校核計算并對受熱面進行相應調整，但是根據目前。高爐區域鼓風機站熱力負荷及2臺75 t/h鍋爐設備的實際情況，本著節約改造費用、縮短工期的原則，確立了不改變鍋爐本體受熱面布置、僅改變鍋爐燃燒器布置方式的總體改造思路。
    通過改造，期望鍋爐可以實現在轉爐煤氣與高爐煤氣混燒、全燃高爐煤氣、全燃轉爐煤氣等3種工況下運行，且鍋爐出力不低于50t/h。
3.2改造措施
    (1)新架設1條Dn800mm轉爐煤氣管道，將其作為2臺75 t/h鍋爐共用煤氣母管，最大流量為18000m3/h，保證煤氣在鍋爐噴嘴前壓力不低于4.5 kPa。
    (2)轉爐煤氣燃燒器和高爐煤氣燃燒器均選用著火性能穩定、阻力水平較低，負荷調節性能良好的雙旋流式煤氣燃燒器，轉爐煤氣燃燒器單只設計出力為5000m3／h，高爐煤氣燃燒器單只設計出力為8000m3/h，并對鍋爐燃燒區域四角48根水冷壁管重新彎制。
    (3)鍋爐室外轉爐煤氣總管和原高爐煤氣總管之間鋪設聯通管，并由電動閥控制切換，實現高爐煤氣燃燒器和轉爐煤氣燃燒器的共用，即根據轉爐煤氣和高爐煤氣壓力情況，這8只煤氣燃燒器既可以同時全燃轉爐煤氣或高爐煤氣，又可以實現轉爐煤氣和高爐煤氣分層燃燒。并增設氧化鋯分析儀，根據爐膛出口含氧量進行燃燒調節。
    (4)保留原四角高爐煤氣燃燒器及室內高爐煤氣支管，焦爐煤氣作為鍋爐點火及低負荷穩燃燃料。
    (5)運行調節中，使下層煤氣燃燒器負荷大于上層燃燒器負荷。
    (6)對鍋爐減溫水系統進行改造，增加以鍋爐給水為介質的備用調節管路，并針對管徑小的情況，選用性能可靠、調節精度高的調節閥，確保改造后過熱蒸汽溫度在安全可控范圍之內。
    (7)拆除鍋爐麻石水膜除塵器并降低引風機前煙道標高，以有效減小煙氣阻力及鍋爐煙道系統漏風。
    (8)密封爐膛底部排渣槽．減少爐膛漏風對爐膛火焰中心高度的不利影響。
    (9)送風機和引風機不變。
    (10)修訂并完善鍋爐運行維護和操作規程以及煤氣使用相關制度，以有效保證轉爐煤氣安全、穩定地摻燒。
    (11)對鍋爐熱工、電氣控制系統進行優化，利于崗位工操作、調節便利可靠。
3.3實施過程
    首先鋪設1條DN800mm的轉爐煤氣管道至原高爐煤氣平臺，然后在新轉爐煤氣總管和原高爐煤氣總管之間鋪設聯通管并加裝電動閥控制。同時重新對鍋爐燃燒區域四角48根水冷壁管進行彎制，安裝雙旋流式煤氣燃燒器。根據高爐煤氣、轉爐煤氣火焰長，原有爐膛空間偏小這一狀況，為保障鍋爐過熱器運行安全，降低排煙溫度，在有限的燃燒器區域空間內，最大限度地降低四角燃燒器中心標高。其中1#爐四角燃燒器中心標高較改造前降低約620mm;2#爐則根據1#爐投運后摻燒轉爐煤氣的實際情況進一步調整，高爐煤氣燃燒器標高較1#爐降低了190mm，轉爐煤氣燃燒器降低了750mm。鍋爐減溫水系統增加一路備用管路并且選用高精度調節閥以保證改造后過熱蒸汽溫度在安全可控范圍之內。拆除原鍋爐麻石除塵器和爐膛底部排渣槽。經過兩個半月的改造調試，75t/h鍋爐重新投入運行。
4、運行效果
    改造完成后，對75t/h鍋爐進行了3種工況下的調試（調試情況見表3—表5）。
    可以看出鍋爐在3種全燃氣工況下運行出力如下：
    (1)在高、轉混燒工況下，保證轉爐煤氣使用量的前提下，通過調節高爐煤氣用量，2臺75 t/h鍋爐出力可以不低于110Uh。
    (2)在全燃轉爐煤氣工況下，單臺鍋爐最佳煤氣使用量為25000m3／h左右，鍋爐出力可以達到55 t/h。
    (3)與鍋爐改造前在全燃高爐煤氣工況下最大出力45t/h相比較，鍋爐可以達到55 t/h，仍有上升空間，但受排煙溫度影響，鍋爐負荷在50Uh左右為宜。
    (4)由于減少了鍋爐漏風量，在全燃高爐煤氣工況、鍋爐最高負荷下引風機入口調節風門開度由改造前的100%減小至70%，降低了風機電耗。
    從運行效果來看，2臺鍋爐摻燒轉爐煤氣的技術改造達到了預期目的。就目前煤氣狀況而言，2臺75t/h鍋爐以高、轉煤氣混燒為主，其中設定轉爐煤氣量為15000m3／h左右，即1#爐7000m3／h、2#爐8000m3／h。以高爐煤氣作為調節鍋爐負荷的手段，為熱力發電滿負荷運行創造條件，同時，為提高公司轉爐煤氣噸鋼回收率做出了貢獻。
5、結語
    鍋爐摻燒轉爐煤氣運行后，有以下問題值得考慮：
    (1)鍋爐改為全燃煤氣后，過熱器面積偏大，特別是在鍋爐升壓并爐階段，鍋爐過熱器存在超溫的安全隱患。確定減溫水投用的時機與水量，杜絕過早投用出現“水塞”或延誤投用而造成過熱器管排過熱疲勞損壞是運行中應該注意的問題。
    (2) DN800mm轉爐煤氣管道除供75t/h鍋爐使用外，富裕量將摻入高爐煤氣管道，但在高爐煤氣管網壓力高時，摻混調節閥只能關閉，轉爐煤氣無法摻混，否則，高爐煤氣進入轉爐煤氣管道，影響鍋爐正常使用。故如何匹配高爐煤氣壓力與轉爐煤氣管網壓力以提高轉爐煤氣回收率，是一個值得思索的問題。
    (3)鍋爐全燃煤氣改造后，由于受熱面面積未做相應調整，使鍋爐排煙溫度有所提高，故可利用以后鍋爐大修機會，對爐膛水冷壁、省煤器面改造，從而達到進一步提高鍋爐蒸發量、降低排煙溫度的目的。

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