利用富余煤氣發電增效益

楊曙東，宋　濤（泰鋼熱電公司，山東　萊蕪　271100）

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利用富余煤氣發電增效益

楊曙東，宋濤
（泰鋼熱電公司，山東萊蕪271100）

摘要：簡要介紹3 #燃氣鍋爐對三種不同成分，不同狀態參數燃料的混合燃燒調節，實現廢氣余熱的綜合利用。通過鍋爐、汽輪機把工業排放廢氣轉化為熱能動力，提高了經濟效益，降低了企業生產成本，對產生廢氣企業節能降耗提供了成功的經驗和試驗依據。

關鍵詞：高爐煤氣；焦爐煤氣；轉爐煤氣；混合燃燒

1　引言

為達到國家環保要求，徹底杜絕廢氣排放造成的環境污染，充分利用廢氣余熱資源搞好循環經濟，我公司于2008年淘汰了原來的燃煤鍋爐，建成55 t /h燃氣鍋爐一臺，主燃料為高爐煤氣，由于高爐煤氣波動性大，成份復雜，燃燒不穩定，時常出現鍋爐滅火現象，耽誤生產，危及設備和運行人員安全。通過公司科研生產人員的實際考察論證，在以高爐煤氣作為主要燃料的同時，配用了焦爐和轉爐煤氣，使三種不同狀態參數的煤氣混合燃燒，即改善了鍋爐的燃燒狀況，保證了安全運行，又充分利用了資源，實踐證明，通過三種煤氣的合理混和調節，對平衡穩定高爐管網煤氣效果顯著。使公司各煤氣用戶更加安全可靠穩定，把廢氣轉化為熱能動力，同時為320m3高爐供風，為生產系統供汽，使能源轉化為動力，為公司創造了良好的經濟效益，真正達到環保增效雙豐收的目的。

2　三種不同成分煤氣分析

高爐、焦爐、轉爐煤氣成分指標對比如表1。

經上表參數對比，我們在燃料的配用及配風上根據三種煤氣的不同成分及狀態參數，用節流降壓的方式改變其進入噴燃器的入口壓力、流速、消除不同壓力的工質進入噴燃器時流體阻力造成的流量不均勻狀況，以此來保證鍋爐的正常運行。

由表1分析可知：

高爐煤氣不可燃成分約占70%，發熱值低，燃燒溫度低，著火溫度700攝氏度以上，及易爆燃，對爐況安全影響較大。煤氣中可燃成分主要是CO且不到30%，故此燃燒速度慢，火焰長，爐內加熱均勻，燃燒溫度800—900℃，密度1.3kg/m3，煙氣系統阻力大，是焦爐的2倍，純燃用高爐煤氣，導致引風機負荷增高電耗增大，金屬受熱面積灰增加，熱阻增大。

焦爐煤氣可燃成分主要是H2，約占60%，產熱值高，著火溫度500-650℃，燃燒溫度1000℃以上，由于氫氣占二分之一以上，燃燒速度快火焰短，密度為0.45 kg/m3，由于CH4、CmHn等有機物燃燒煙氣系統阻力小，引風動力電耗低。轉爐成分含氧量高2%，熱值高，密度中等，近似與焦爐。對比三種煤氣的不同特點，根據焦爐煤氣著火溫度低500-650℃產熱值高4000KCaL/Nm3，燃燒速度快火焰短，對新啟動鍋爐或停運檢修的鍋爐控溫有利，對防止燃氣鍋爐受熱面溫度急劇升高，熱膨脹不均，鍋爐汽包短時間形成巨大溫差，產生巨大熱應力，防止脹口滲漏起到良好效果 ，對建立良好的水循環，保證設備運行安全提供了保障。待鍋爐建立起水循環，各處膨脹指示正常后，可根據鍋爐負荷的需要適量投入高爐煤氣及配送風量，使爐內溫度場內形成均勻穩定的煙氣流速，根據爐膛煙氣出口溫度，采用投用轉爐煤氣來調節鍋爐負荷變化，使鍋爐在不同的負荷下，保障其運行參數及控制指標正常。為了更好的使三種不同成分狀態參數的煤氣充分混合燃燒，我們根據生產的實際需要及熱風余量，在噴燃器前設置煤氣預熱混和器，經過預熱混合的煤氣進入旋流噴燃器，以旋流形式進入爐膛燃燒，進入爐堂的混合煤氣經過爐膛后拱二次混合及爐內火焰的卷吸形成充分的燃燒流體，這樣既保證了高爐煤氣（CO含量低）的著火穩定，又減少了煤氣純度壓力不穩定造成鍋爐滅火的弊端。徹底解決了不同工況下，尤其是低負荷時易爆滅火問題的發生。

三種氣體混合燃燒，減少煙氣系統阻力，降低了引風電耗，克服運行周期短，因排煙溫度升高而限制鍋爐負荷的問題。延長了鍋爐運行時間，降低了清爐停爐次數。同時降低了排煙熱損失。經過長期運行實踐驗證，此法是非常優越的，在同行業具有推廣應用價值。

所以在三種煤器調節使用上，轉爐氧量高，焦爐熱值高，高爐煤氣燃燒煙氣流程長等特點，在鍋爐燃燒系統內，相互彌補其不足，使燃燒更加穩定，燃氣性能指標更加優化，使鍋爐在運行中減少積灰，克服溫度不均勻的現象，延長運行時間，改變鍋爐運行狀況，使其優越性得到了最大的發揮，為設備的安全運行創造了良好的條件。

3　環保方面

三種氣體燃料的混合燃燒降低了煙氣排放中有害氣體對大氣質量的污染和空氣環境的破壞，尤其氮氧化物的排放比例降低70.7%以上，比單用高爐煤氣優越得多，同時燃氣鍋爐把廢氣變為能源，即保護了環境，又提高了經濟效益，及大地降低了生產成本。

4　經濟效益分析

按55噸/小時鍋爐蒸發量，全年運行8000小時計算，55×8000小時×80元/噸= 3520萬元，經濟效益非常可觀。

5　結論

作為一個企業如何進行內部挖潛降耗，要根據自己的生產實際，不斷的引用先進技術，優化生產工藝，大搞循環經濟，把一切能利用的資源進行優化回收利用，即實現了降耗增效的目的，又達到了國家環保要求，尤其是泰鋼公司近幾年在能源綜合利用上取得了顯著的經濟效益，為企業的發展奠定了堅實的基礎，值的同行業借鑒和發展，為祖國的鋼鐵事業譜寫新的篇章。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.077

作者簡介：楊曙東，工程師，生產科科長。