利用富余煤氣發(fā)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(fā)電增效益

楊曙東，宋濤
（泰鋼熱電公司，山東萊蕪271100）

摘要：簡(jiǎn)要介紹3 #燃?xì)忮仩t對(duì)三種不同成分，不同狀態(tài)參數(shù)燃料的混合燃燒調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)廢氣余熱的綜合利用。通過(guò)鍋爐、汽輪機(jī)把工業(yè)排放廢氣轉(zhuǎn)化為熱能動(dòng)力，提高了經(jīng)濟(jì)效益，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，對(duì)產(chǎn)生廢氣企業(yè)節(jié)能降耗提供了成功的經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高爐煤氣；焦?fàn)t煤氣；轉(zhuǎn)爐煤氣；混合燃燒

1　引言

為達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求，徹底杜絕廢氣排放造成的環(huán)境污染，充分利用廢氣余熱資源搞好循環(huán)經(jīng)濟(jì)，我公司于2008年淘汰了原來(lái)的燃煤鍋爐，建成55 t /h燃?xì)忮仩t一臺(tái)，主燃料為高爐煤氣，由于高爐煤氣波動(dòng)性大，成份復(fù)雜，燃燒不穩(wěn)定，時(shí)常出現(xiàn)鍋爐滅火現(xiàn)象，耽誤生產(chǎn)，危及設(shè)備和運(yùn)行人員安全。通過(guò)公司科研生產(chǎn)人員的實(shí)際考察論證，在以高爐煤氣作為主要燃料的同時(shí)，配用了焦?fàn)t和轉(zhuǎn)爐煤氣，使三種不同狀態(tài)參數(shù)的煤氣混合燃燒，即改善了鍋爐的燃燒狀況，保證了安全運(yùn)行，又充分利用了資源，實(shí)踐證明，通過(guò)三種煤氣的合理混和調(diào)節(jié)，對(duì)平衡穩(wěn)定高爐管網(wǎng)煤氣效果顯著。使公司各煤氣用戶更加安全可靠穩(wěn)定，把廢氣轉(zhuǎn)化為熱能動(dòng)力，同時(shí)為320m3高爐供風(fēng)，為生產(chǎn)系統(tǒng)供汽，使能源轉(zhuǎn)化為動(dòng)力，為公司創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益，真正達(dá)到環(huán)保增效雙豐收的目的。

2　三種不同成分煤氣分析

高爐、焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐煤氣成分指標(biāo)對(duì)比如表1。

經(jīng)上表參數(shù)對(duì)比，我們?cè)谌剂系呐溆眉芭滹L(fēng)上根據(jù)三種煤氣的不同成分及狀態(tài)參數(shù)，用節(jié)流降壓的方式改變其進(jìn)入噴燃器的入口壓力、流速、消除不同壓力的工質(zhì)進(jìn)入噴燃器時(shí)流體阻力造成的流量不均勻狀況，以此來(lái)保證鍋爐的正常運(yùn)行。

由表1分析可知：

高爐煤氣不可燃成分約占70%，發(fā)熱值低，燃燒溫度低，著火溫度700攝氏度以上，及易爆燃，對(duì)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(zhǎng)，爐內(nèi)加熱均勻，燃燒溫度800—900℃，密度1.3kg/m3，煙氣系統(tǒng)阻力大，是焦?fàn)t的2倍，純?nèi)加酶郀t煤氣，導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)負(fù)荷增高電耗增大，金屬受熱面積灰增加，熱阻增大。

焦?fàn)t煤氣可燃成分主要是H2，約占60%，產(chǎn)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(jī)物燃燒煙氣系統(tǒng)阻力小，引風(fēng)動(dòng)力電耗低。轉(zhuǎn)爐成分含氧量高2%，熱值高，密度中等，近似與焦?fàn)t。對(duì)比三種煤氣的不同特點(diǎn)，根據(jù)焦?fàn)t煤氣著火溫度低500-650℃產(chǎn)熱值高4000KCaL/Nm3，燃燒速度快火焰短，對(duì)新啟動(dòng)鍋爐或停運(yùn)檢修的鍋爐控溫有利，對(duì)防止燃?xì)忮仩t受熱面溫度急劇升高，熱膨脹不均，鍋爐汽包短時(shí)間形成巨大溫差，產(chǎn)生巨大熱應(yīng)力，防止脹口滲漏起到良好效果 ，對(duì)建立良好的水循環(huán)，保證設(shè)備運(yùn)行安全提供了保障。待鍋爐建立起水循環(huán)，各處膨脹指示正常后，可根據(jù)鍋爐負(fù)荷的需要適量投入高爐煤氣及配送風(fēng)量，使?fàn)t內(nèi)溫度場(chǎng)內(nèi)形成均勻穩(wěn)定的煙氣流速，根據(jù)爐膛煙氣出口溫度，采用投用轉(zhuǎn)爐煤氣來(lái)調(diào)節(jié)鍋爐負(fù)荷變化，使鍋爐在不同的負(fù)荷下，保障其運(yùn)行參數(shù)及控制指標(biāo)正常。為了更好的使三種不同成分狀態(tài)參數(shù)的煤氣充分混合燃燒，我們根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要及熱風(fēng)余量，在噴燃器前設(shè)置煤氣預(yù)熱混和器，經(jīng)過(guò)預(yù)熱混合的煤氣進(jìn)入旋流噴燃器，以旋流形式進(jìn)入爐膛燃燒，進(jìn)入爐堂的混合煤氣經(jīng)過(guò)爐膛后拱二次混合及爐內(nèi)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(wěn)定，又減少了煤氣純度壓力不穩(wěn)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(fù)荷時(shí)易爆滅火問(wèn)題的發(fā)生。

三種氣體混合燃燒，減少煙氣系統(tǒng)阻力，降低了引風(fēng)電耗，克服運(yùn)行周期短，因排煙溫度升高而限制鍋爐負(fù)荷的問(wèn)題。延長(zhǎng)了鍋爐運(yùn)行時(shí)間，降低了清爐停爐次數(shù)。同時(shí)降低了排煙熱損失。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐驗(yàn)證，此法是非常優(yōu)越的，在同行業(yè)具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

所以在三種煤器調(diào)節(jié)使用上，轉(zhuǎn)爐氧量高，焦?fàn)t熱值高，高爐煤氣燃燒煙氣流程長(zhǎng)等特點(diǎn)，在鍋爐燃燒系統(tǒng)內(nèi)，相互彌補(bǔ)其不足，使燃燒更加穩(wěn)定，燃?xì)庑阅苤笜?biāo)更加優(yōu)化，使鍋爐在運(yùn)行中減少積灰，克服溫度不均勻的現(xiàn)象，延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間，改變鍋爐運(yùn)行狀況，使其優(yōu)越性得到了最大的發(fā)揮，為設(shè)備的安全運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件。

3　環(huán)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(duì)大氣質(zhì)量的污染和空氣環(huán)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(yōu)越得多，同時(shí)燃?xì)忮仩t把廢氣變?yōu)槟茉矗幢Ｗo(hù)了環(huán)境，又提高了經(jīng)濟(jì)效益，及大地降低了生產(chǎn)成本。

4　經(jīng)濟(jì)效益分析

按55噸/小時(shí)鍋爐蒸發(fā)量，全年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)算，55×8000小時(shí)×80元/噸= 3520萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。

5　結(jié)論

作為一個(gè)企業(yè)如何進(jìn)行內(nèi)部挖潛降耗，要根據(jù)自己的生產(chǎn)實(shí)際，不斷的引用先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，大搞循環(huán)經(jīng)濟(jì)，把一切能利用的資源進(jìn)行優(yōu)化回收利用，即實(shí)現(xiàn)了降耗增效的目的，又達(dá)到了國(guó)家環(huán)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(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，值的同行業(yè)借鑒和發(fā)展，為祖國(guó)的鋼鐵事業(yè)譜寫新的篇章。

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

作者簡(jiǎn)介：楊曙東，工程師，生產(chǎn)科科長(zhǎng)。