淺析六萬發(fā)電機(jī)組煤氣利用效率提升的工藝改進(jìn)與創(chuàng)新

【摘要】隨著鋼鐵企業(yè)發(fā)展產(chǎn)能的釋放，成本對(duì)企業(yè)生存的壓力越來越大，同時(shí)受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響和國家“節(jié)能減排”政策的影響，能源綜合利用、降本增效已經(jīng)成為影響企業(yè)發(fā)展、生存的重要因素。通過對(duì)六萬發(fā)電機(jī)組煤氣利用效率提升的工藝改進(jìn)與創(chuàng)新，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)組； 煤氣； 效率；工藝； 創(chuàng)新 隨著鋼鐵企業(yè)發(fā)展產(chǎn)能的釋放，成本對(duì)企業(yè)生存的壓力越來越大，同時(shí)受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響和國家“節(jié)能減排”政策的影響，能源綜合利用、降本增效已經(jīng)成為影響企業(yè)發(fā)展、生存的重要因素。通過對(duì)六萬發(fā)電機(jī)組煤氣利用效率提升的工藝改進(jìn)與創(chuàng)新，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。筆者結(jié)合自身的一線的時(shí)間經(jīng)驗(yàn)淺談如下自己的觀點(diǎn)，僅供大家參考：

1完善了空氣預(yù)熱器原設(shè)計(jì)缺陷

260t/h 鍋爐為非標(biāo)準(zhǔn)系列鍋爐，為目前國內(nèi)運(yùn)行的最大純燒高爐煤氣鍋爐，由于沒有成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，該鍋爐在設(shè)計(jì)、制造過程中存在一定的缺陷。鍋爐空氣預(yù)熱器原設(shè)計(jì)高4米，每組由1469根Φ40×1.5鋼管組成 ，由于管長壁薄，管子之間沒有約束，運(yùn)行中在送風(fēng)機(jī)大量氣流橫向沖刷圓管時(shí)，在圓管背面產(chǎn)生漩渦（又稱卡門渦流），漩渦又在氣流的作用下脫離圓管，這種交替生成和脫離的頻率稱為渦流頻率， 卡門渦流效應(yīng)的氣壓震動(dòng)是管式空氣預(yù)熱器震動(dòng)的根源。在氣流擾動(dòng)下鋼管會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，在長期振動(dòng)作用力下管子會(huì)發(fā)生疲勞斷裂，影響鍋爐使用壽命和安全運(yùn)行， 根據(jù)現(xiàn)狀提出在空氣預(yù)熱器中間安裝防震隔板的建議，經(jīng)實(shí)際安裝后運(yùn)行效果良好，有效減輕了管子振動(dòng)，減少了故障率， 經(jīng)計(jì)算，預(yù)熱器壽命至少可延長5年。

2對(duì)煙風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，投用冷凝水加熱器，提高鍋爐出力

設(shè)備投產(chǎn)以后送風(fēng)機(jī)風(fēng)量偏小，在鍋爐大負(fù)荷時(shí)配風(fēng)量明顯不足，造成高爐煤氣不完全燃燒，一旦煤氣過剩極易發(fā)生鍋爐尾部煙道放炮事故， 造成人員傷亡設(shè)備損壞的嚴(yán)重后果，影響鍋爐的出力燃燒效率及安全運(yùn)行。根據(jù)目前鍋爐設(shè)計(jì)情況，在最小改變?cè)に嚽闆r下，如何提高設(shè)備出力，成為影響設(shè)備有效運(yùn)行的難題。在這種情況下如果更換送風(fēng)機(jī)需更換其它型號(hào)送風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)外形尺寸就會(huì)發(fā)生改變，基礎(chǔ)需重新澆筑，相應(yīng)配電設(shè)施需更換，改造投資大施工周期長影響正常發(fā)電， 因此我們對(duì)送風(fēng)機(jī)電機(jī)出力進(jìn)行校核，確定電機(jī)余量，根據(jù)電機(jī)余量，并利用原風(fēng)機(jī)安裝尺寸對(duì)風(fēng)機(jī)改造進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，通過翻閱大量資料及技術(shù)計(jì)算并與風(fēng)機(jī)廠家咨詢，最終確定了改造方案： 整體更換送風(fēng)機(jī)葉輪。

投運(yùn)冷凝水加熱器。投運(yùn)后排煙溫度由163℃-167℃降到124℃-130℃，由于煙溫降低，排煙體積減小約10%， 在高爐煤氣壓力、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)開度不變的情況下爐膛負(fù)壓凈增加-300Pa。

3優(yōu)化系統(tǒng)工藝實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣摻燒，提高了轉(zhuǎn)爐煤氣回收和調(diào)節(jié)能力

260t/h 鍋爐設(shè)計(jì)為純燒高爐煤氣，采用焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火，高爐煤氣為低熱值燃料，主要可燃成分為CO只占體積的22%，其余為N2占體積的57%，發(fā)熱量?jī)H為750千卡/m3。摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣以后，對(duì)由于燃燒溫度變高火焰中心改變，排煙溫度降低，對(duì)鍋爐出力、省煤器使用壽命等鍋爐安全運(yùn)行造成影響。經(jīng)過計(jì)算分析，通過上層噴嘴開大火焰中心上移，改變?nèi)紵滹L(fēng)量等措施，在不改變?cè)泄に嚕瑥娜?60t/h鍋爐DN2400煤氣母管就實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣與高爐煤氣混合，降低了設(shè)備投資，保證了設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣量可達(dá)40000m3/h，摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣后煤氣熱值增加，產(chǎn)生的煙氣量減少，有利于鍋爐負(fù)荷提高，摻燒轉(zhuǎn)爐煤氣后可減少高爐煤氣用量，將減下來的高爐煤氣共給CCPP發(fā)電，在負(fù)荷不變的情況下?lián)綗?0000 m3/h轉(zhuǎn)爐煤氣就可減少高爐煤氣60000m3/h，在增加CCPP發(fā)電量的同時(shí)也多了一個(gè)煤氣平衡調(diào)節(jié)的手段。同時(shí)，增加了轉(zhuǎn)爐煤氣用戶，提高了系統(tǒng)平衡、調(diào)節(jié)能力，轉(zhuǎn)爐煤氣回收量提高了15m3/噸鋼，效益明顯。

4系統(tǒng)及運(yùn)行方式優(yōu)化，提高了設(shè)備出力及安全可靠性

4.1煤氣管道安裝泄爆閥： 鍋爐主要燃用高爐煤氣，高爐煤氣具有易燃、易爆、有毒的特點(diǎn)，260t/h鍋爐煤氣插板閥后管道長，管徑粗（DN2400mm），管段中高爐煤氣儲(chǔ)存量大，而且兩支管的最薄弱環(huán)節(jié)管道末端堵板，正面對(duì)著汽機(jī)廠房，在點(diǎn)停爐過程中一旦操作、檢查不到位或操作錯(cuò)誤就會(huì)發(fā)生高爐煤氣管道爆炸事故，高爐煤氣管道爆炸就會(huì)炸壞鍋爐本體受壓元件，可引起鍋爐爆炸造成更重大惡性事故。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝情況，與設(shè)計(jì)人員交涉在最容易發(fā)生爆炸的薄弱管段鍋爐兩側(cè)高爐煤氣支管上安裝彈壓式自閉防爆閥，為鍋爐安全運(yùn)行創(chuàng)造了條件。

4.2 在爐膛底部布置蓄熱穩(wěn)燃裝置： 高爐煤氣發(fā)熱量低，著火點(diǎn)溫度高，不容易著火，尤其在點(diǎn)火初期及鍋爐低負(fù)荷時(shí)，由于燃燒區(qū)域溫度低容易造成鍋爐滅火放炮，針對(duì)這種情況我們選擇了在爐膛底部布置蓄熱穩(wěn)燃裝置，其結(jié)構(gòu)為圓塔形，有高強(qiáng)高熱鎮(zhèn)穩(wěn)定性耐火異型磚砌筑而成，在點(diǎn)火初期，其要吸收煤氣產(chǎn)生的熱量，溫度升高，使燃燒區(qū)域形成一個(gè)高溫溫度場(chǎng)，這溫度場(chǎng)強(qiáng)烈地加熱了高爐煤氣，使之燃燒很快，燃盡時(shí)間短，火焰長度短，火焰與穩(wěn)燃器相切，穩(wěn)燃器的熱量進(jìn)一步加熱未燃盡的煤氣，使之燃燒的更徹底、干凈，提高了設(shè)備安全保障。

4.3鍋爐采用了爐膛安全保護(hù)系統(tǒng)（FSSS）及自動(dòng)點(diǎn)火。 高爐燃煤易燃易爆有毒，一旦出現(xiàn)爐膛滅火/引送風(fēng)機(jī)跳閘等危險(xiǎn)工況，不能及時(shí)切斷供給的煤氣就會(huì)造成爐膛爆炸重大惡性事故，采用了FSSS系統(tǒng)，安裝了煤氣快切閥，當(dāng)危險(xiǎn)工況出現(xiàn)時(shí)在1秒內(nèi)快速切斷煤氣，為了保證萬無一失又安裝了雙按鈕手動(dòng)緊急跳閘MFT，采用直流220V電源驅(qū)動(dòng)，與DCS機(jī)柜端子并接，確保了鍋爐安全。 同時(shí)鍋爐首次采用自動(dòng)化點(diǎn)火， 減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，安全性更好，使鍋爐整個(gè)自動(dòng)化程度得到了提高。