75t/h燃氣鍋爐燃料經濟性的研究

武瑞生

山西安泰集團股份有限公司發電廠，山西 介休 03200

1 鍋爐特性、煤氣特性和額定運行參數的介紹

1.1 鍋爐特性

山西安泰集團股份有限公司發電廠采用2×25mW汽輪發電機組與4×75t/h鍋爐配套母管制運行。該鍋爐是四川鍋爐廠設計并制造的。鍋爐為中溫中壓參數，采用單爐膛∏形布置，全鋼架結構，平衡通風，四角切圓燃氣方式，型號：CG-75/3.82-Q2，燃用混合煤氣。四角燃燒器布置方式為：每角為四層煤氣噴口，最下層為焦爐噴燃器，中間兩層為高爐噴燃器，最上層為轉爐噴燃器。

1.2 煤氣的特性

該爐的設計燃料為混合煤氣：高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣=9：1：0.6（%）。其高爐、焦爐、轉爐煤氣、的體積百分比及發熱量如表1。

表1

1.3 額定運行參數

為了保證鍋爐經濟安全性運行，其運行時鍋爐參數一定要在設計范圍內，該爐運行的額定參數如表 2。

表2

通過上述介紹，得知當鍋爐在3種煤氣下運行時，其運行參數在運行的規定范圍內，這時鍋爐運行的經濟性最高。但由于所用的煤氣均屬上游工業產生的廢氣，在生產過程中，由于生產工藝不確定因素，客觀影響到對煤氣量的使用，這樣鍋爐運行的經濟性就得不到保障。本文針對當遇見突發事件而影響對煤氣使用時，如何提高鍋爐運行經濟性進行研究。

2 單一或兩種煤氣的投運

2.1 投運單一焦爐煤氣

當該爐只投運焦爐煤氣時，其主汽溫度為420℃，小于正常運行參數范圍435℃～450℃，此外，又因在焦爐煤氣成分中H2占56%，這與送入燃燒室的空氣中O2發生化學反應會產生大量的H2O（水蒸汽），這就會使排煙溫度降低至120℃，甚至會對空預器造成低溫腐蝕，根據以上情況，這時鍋爐運行的安全經濟性就得不到保障。為此，采取以下措施來提高鍋爐經濟性運行：

1）加大送風量的配比，調整燃燒器處的二次風，使含氧量達到5%～7%，通過過剩空氣量將燃燒室內的熱量傳遞到尾部受熱面，從而提高排煙溫度到正常設計值151℃；

2）通過控制減溫水來調整主汽溫度，必要時打開減溫器疏水來調整，使其主汽溫度達到正常運行參數范圍內。

2.2 投運單一高爐煤氣

當該爐只投運高爐煤氣時，由于高爐煤氣本身發熱量低，其主汽溫度達不到正常運行范圍，若煤氣量和風量得不到合理的配比，就會降低鍋爐運行效率，針對這一問題，通過以下措施來進行解決：

1）加大送風量調整就地二次風使煤氣和風量得到合理的配比；使含氧量達到6%～8%，通過控制減溫水來調整，使運行參數達到正常范圍內；

2）由于高爐煤氣投運量大，該爐設計高爐煤氣分為上下兩層投運，可通過改變火焰燃燒中心來調整，因上層高爐煤氣燃燒火焰接近爐膛出口，加大上層煤氣量的投入來提高排煙溫度和主汽溫度。即上層煤氣量與下層煤氣量之比為5∶2。

2.3 投運兩種煤氣

當該爐只投運焦爐煤氣和高爐煤氣時，如遇到突發情況時（如煤氣壓力低），該爐的運行參數會偏離正常值，如不及時調整不僅會降低鍋爐運行效率，而且還會造成煤氣的大量浪費，這就大大降低了鍋爐運行的經濟性.假如焦爐煤氣壓力低時，應保證焦爐煤氣壓力在正常情況下，煤氣壓力不小于1.2kPa，防止爐膛回火造成煤氣管道爆炸，依靠高爐煤氣來進行調整，其具體操作方法如下：

1）調整送風量和就地二次風，使煤氣能和送入燃燒室的空氣量得到合理的配比并燃燒充分，其表現為氧量控制在3%～4%正常運行范圍內，這樣才能保障鍋爐運行效率；

2）控制減溫水流量，保證鍋爐運行主汽溫度在435℃～450℃正常運行范圍內，因上層高爐煤氣燃燒火焰接近爐膛出口，加大上層煤氣量的投入來提高排煙溫度和主汽溫度；

3）因高爐煤氣用量大，在調整時，必須注意爐膛負壓的調整，使煤氣量和送入燃燒室的空氣量得到合理的配比。煤氣量與風量比約為3∶7，其表現為氧量為3%～5%。

通過以上這幾種情況的分析和研究，得出鍋爐運行參數的調整直接影響到鍋爐經濟運行，上述研究的是鍋爐運行參數對鍋爐經濟性的影響，又因該爐燃燒方式設計為燃用混合煤氣（高爐煤氣，焦爐煤氣 轉爐煤氣），這就考慮到當投運一種或兩種煤氣時，爐膛回火造成停運煤氣管道爆炸這一安全問題。

2.4 一種煤氣或兩種煤氣停運

1）關閉該種煤氣四角燃燒器手動蝶門、調節門、分速斷閥，關閉煤氣水封進出口手動蝶閥、總速斷閥，打開水封溢流閥并將水封水位加至溢流狀態；

2）在煤氣水封出口管道上接上氮氣吹掃管對停運煤氣爐前管道、四角燃燒器進行氮氣置換，然后在煤氣管道取樣口處采樣化驗，保證CO含量小于24ppm為合格，并對停運煤氣管道保持1kPa的氮氣壓力，氮氣置換時要注意觀察爐內燃燒工況，防止因閥門內漏造成氮氣進入燃燒室，影響火焰燃燒；

3）如果高爐煤氣停運，爐內只有焦爐煤氣、轉爐煤氣參加燃燒，并且焦爐煤氣燃燒火焰較短時，為安全起見應將轉爐煤氣也退出運行，防止出現斷續燃燒或爆燃現象。因為焦爐、轉爐燃燒器距離相差2.5m左右，爐內焦爐煤氣火焰很難引燃轉爐煤氣。

3 結論

以上通過對運行參數控制和一些安全措施實施的研究，分析出了鍋爐運行的經濟性和安全性，隨著市場經濟不斷發展，企業競爭日益烈，企業要生存、要發展，除大環境因素的影響，還應立足自我，進一步挖潛 ，降低生產成本。而電廠的可控成本主要是燃料消耗 ，通過以上分析，要提高電廠經濟效益，有很多方面的工作可以做，如減少事故發生，降低安全生產成本等，最關鍵是要降低燃料成本，為整個公司的節能降耗做出應有的貢獻。

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[2]牟岳峰.燃氣鍋爐的運行控制及遠程監控技術[D].

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