黃東寧

（浙江杭鋼動(dòng)力公司，浙江杭州 310022）

1 概述

隨著轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能的擴(kuò)大，轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生量也相應(yīng)增加，需要加以回收以減少環(huán)境污染和充分利用二次能源。由于原有的轉(zhuǎn)爐煤氣回收和凈化系統(tǒng)改造的空間不足且為了節(jié)省投資費(fèi)用，通過(guò)綜合考慮，決定把鏈條鍋爐原摻燒的高爐煤氣改為摻燒未經(jīng)凈化處理的轉(zhuǎn)爐煤氣（以下稱為轉(zhuǎn)爐荒煤氣），同時(shí)利用鍋爐電除塵系統(tǒng)去除荒煤氣中的粉塵，保證排放達(dá)標(biāo)，而置換出來(lái)的高爐煤氣則用于純?nèi)几郀t煤氣鍋爐，增強(qiáng)鍋爐作為煤氣調(diào)節(jié)手段的能力，保證煤氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。該改造只需增設(shè)一路轉(zhuǎn)爐荒煤氣管路并入原有的煤氣管路，同時(shí)增設(shè)隔離閥即可合理切換鏈條鍋爐摻燒的煤氣種類，改造管道如圖1。

圖1 煤氣管道改造示意圖

2 摻燒轉(zhuǎn)爐荒煤氣對(duì)鍋爐受熱面的影響

轉(zhuǎn)爐荒煤氣未經(jīng)凈化處理，含有較多水分和灰塵，除部分水分在管道輸送過(guò)程中析出外，大部分的雜質(zhì)進(jìn)入鍋爐爐膛，造成鍋爐受熱面積灰和結(jié)焦。該項(xiàng)目于2008年開(kāi)始投入使用，解決了轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生量增加引起煤氣放散造成環(huán)境污染的問(wèn)題，同時(shí)利用煤氣進(jìn)行發(fā)電生產(chǎn)，達(dá)到了節(jié)能的目的。由于轉(zhuǎn)爐荒煤氣未經(jīng)過(guò)凈化除塵，氣體中含有大量浮灰和水分，因此摻燒轉(zhuǎn)爐荒煤氣對(duì)鍋爐受熱面的影響較大。浮灰的熔點(diǎn)較低，隨著氣流進(jìn)入鍋爐爐膛后開(kāi)始軟化熔融，當(dāng)它們隨著氣流沖刷爐膛出口水冷壁和過(guò)熱器時(shí)，容易粘結(jié)造成爐膛出口的凝渣管和高溫過(guò)熱器表面結(jié)焦；這些浮灰進(jìn)入爐膛流速下降后，也有較大數(shù)量的浮灰沉積在煤氣噴嘴處，運(yùn)行一段時(shí)間后引起噴嘴堵塞，降低鍋爐的負(fù)荷。

此外，荒煤氣中的水分隨著高溫?zé)煔獾藉仩t尾部后部分凝結(jié)于空預(yù)器表面，而鍋爐燃燒產(chǎn)生的灰分容易與凝水結(jié)合而吸附在空預(yù)器外表面，造成空預(yù)器的堵灰，影響鍋爐的安全運(yùn)行。

針對(duì)以上情況，一般安排摻燒荒煤氣的鍋爐每運(yùn)行2個(gè)月后停爐檢修一次，主要安排鍋爐噴嘴、爐膛受熱面、過(guò)熱器外壁和省煤器的清灰；由于吸附在空預(yù)器處的積灰較為堅(jiān)固，用普通的吹灰方式較難清理，本廠1#鍋爐在荒煤氣投產(chǎn)2年后，被迫更換空預(yù)器，以解決空預(yù)器堵灰造成鍋爐引風(fēng)不足、爐膛微正壓燃燒造成爐排容易燒毀的缺陷。

3 摻燒轉(zhuǎn)爐荒煤氣對(duì)鍋爐運(yùn)行調(diào)節(jié)的影響

由于煤氣特性的不同，摻燒轉(zhuǎn)爐荒煤氣與原摻燒高爐煤氣具有一定的差異，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

1）爐膛內(nèi)輻射傳熱的差異：由于轉(zhuǎn)爐荒煤氣熱值大約為高爐煤氣的2倍，轉(zhuǎn)爐荒煤氣的理論燃燒溫度比高爐煤氣要高，轉(zhuǎn)爐荒煤氣燃燒的火焰輻射強(qiáng)度高于高爐煤氣，因此爐膛蒸發(fā)吸熱比例高于高爐煤氣，使鍋爐蒸發(fā)量增加。

2）煙氣量的差異：轉(zhuǎn)爐煤氣中可燃成分高于高爐煤氣，參與轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒的空氣量比同量高爐煤氣高，但高爐煤氣中含有大量的N2、CO2等不參與燃燒的成分也變成高溫?zé)煔獠⑴c尾部鍋爐受熱面進(jìn)行換熱，通過(guò)測(cè)試，轉(zhuǎn)爐荒煤氣產(chǎn)生的煙氣量小于高爐煤氣，造成鍋爐尾部吸熱比例的減少，引起蒸汽溫度波動(dòng)。

根據(jù)以上情況，在運(yùn)行中不斷對(duì)燃燒進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)跟蹤鍋爐蒸發(fā)量、蒸汽溫度、減溫水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、煤氣配風(fēng)開(kāi)度等參數(shù)，總結(jié)出煤氣種類變化后的運(yùn)行調(diào)節(jié)手段，確保鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1）調(diào)節(jié)過(guò)?？諝庀禂?shù)：摻燒高爐煤氣時(shí)由于火焰溫度在1200℃左右，一般空氣過(guò)剩系數(shù)控制在1.2～1.3范圍內(nèi)，而摻燒轉(zhuǎn)爐荒煤氣則可將空氣過(guò)剩系數(shù)控制在1.1～1.2以內(nèi)，使?fàn)t膛火焰的充滿度低于高爐煤氣燃燒時(shí)的情況，減少轉(zhuǎn)爐荒煤氣燃燒的蒸發(fā)吸熱比例，解決蒸汽負(fù)荷過(guò)大，造成蒸汽品質(zhì)變差的現(xiàn)象。

2）改變減溫水量：煤氣種類變化后，鍋爐蒸發(fā)吸熱與過(guò)熱吸熱比例有所改變，引起過(guò)熱蒸汽溫度波動(dòng)。開(kāi)始摻燒轉(zhuǎn)爐荒煤氣時(shí)，蒸汽溫度波動(dòng)較大，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須合理調(diào)節(jié)減溫水量來(lái)確保蒸汽溫度的達(dá)標(biāo)；通過(guò)修改減溫水調(diào)節(jié)程序，以鍋爐給水、蒸發(fā)量等參數(shù)來(lái)共同控制減溫水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，當(dāng)蒸發(fā)量波動(dòng)后對(duì)減溫水提前預(yù)調(diào)，保證蒸汽溫度的平穩(wěn)波動(dòng)。

3）煤氣量的調(diào)節(jié)：由于轉(zhuǎn)爐煤氣熱值是高爐煤氣的2倍，理論上產(chǎn)生同樣蒸汽，轉(zhuǎn)爐荒煤氣的摻燒量是高爐煤氣的一半，但由于荒煤氣內(nèi)部含有較多的雜質(zhì)，摻燒一半量荒煤氣后鍋爐的負(fù)荷低于摻燒高爐煤氣的情況。通過(guò)運(yùn)行探索，在燃煤量相同的情況下，把轉(zhuǎn)爐煤氣摻燒量確定為高爐煤氣的2/3，基本能夠達(dá)到鍋爐負(fù)荷的要求，同時(shí)要實(shí)地調(diào)節(jié)引風(fēng)量，保證爐膛負(fù)壓正常。

4 結(jié)語(yǔ)

本公司成功利用鏈條鍋爐摻燒荒煤氣，既解決了煤氣發(fā)生量增加可能引起煤氣放散，造成環(huán)境污染的問(wèn)題，又在沒(méi)有增加煤氣凈化設(shè)施的情況下回收利用了轉(zhuǎn)爐煤氣，節(jié)約了投資成本，是具有較好的推廣價(jià)值的實(shí)例。