關于35/th鍋爐擴容改造提高熱力系統效率研究

摘 要：伴隨鋼鐵技術水平的不斷提升，國家在此領域節能減排工作提出了更多且更加嚴格的要求。本文以35/th鍋爐為例，對其進行擴容改造，以滿足節能減排目標，提高能源利用率，降低運行成本。

關鍵詞：35/th鍋爐；擴容改造；熱力系統；效率

某廠3、4號高爐區域原先有5臺鍋爐，其中1臺35t/h、2臺75t/h鍋爐是高、轉爐混合煤氣鍋爐，還有2臺130t/h鍋爐是全燃高爐煤氣鍋爐。這些鍋爐多為AV71、AV80汽輪鼓風機，6MW汽輪發電機3臺，12MW2臺。針對1～3號鍋爐來講，因其均基于煤粉鍋爐而改造的局部燃燒系統，沒有改造受熱面，所以，當此些鍋爐處于運行狀態時，無法達到既定額定負荷。這便會造成高壓蒸汽產用出現不平衡情況，需要發電機降低負荷，以此來更好的解決蒸汽供應不足的情況，而對于發電機來講，如果降低負荷，便會使整體運行成本增加。至此，通過考慮多方因素，需對35/th鍋爐實施針對性擴容改造。

1.改造的總體思路

在35/th鍋爐原址上，建造1臺高、轉爐煤氣混燒鍋爐（75t/h）。當處于滿負荷運作狀態時，高爐煤氣消耗量為68245m3/h，可以根據實際需要，摻燒轉爐煤氣14500m3/h，并且還可以將轉爐煤氣當作低負荷穩燃以及點火的燃料。以節省資金為目標，在整個工程建設過程中，優化煤氣、電氣系統、給水、疏放水的原設計方案。

2.技術方案分析

2.1改造設計鍋爐本體受熱面

將水冷壁從原先的光管水冷壁，用膜式水冷壁進行替換，這樣能夠大幅降低爐墻的散熱效率；而用輕型爐墻替換重型爐墻，這樣能夠降低施工強度，減輕爐墻重量。除此之外，增加單側水冷壁管的數量，使其從之前的36根，增加到63根，可以較好的滿足蒸汽換熱方面的強度要求。因選用的是更為先進的兩級對流式過熱器，因此，當提高鍋爐負荷之后，位于過熱器內部的蒸汽流速同樣會得到提高，這能夠增大過熱器系統的壓降。為了能夠真正實現此目標，可以根據實際需要，增加過熱器的管排數量，并對管排間距進行適當增大（150mm），以此實現過熱器壓降的降低。

2.2優化冷凝器結構布局

完成擴容和，鍋爐改用能夠自制冷凝水的噴水減溫裝置，把鍋爐給水當作冷卻水，并在冷凝器中，與鍋爐飽和蒸汽實施熱交換，從中變得獲得到凝結之后的飽和水，并將其當作噴水減溫器當中所需要的冷卻介質，以此達到降低過熱器中干飽和蒸汽溫度的目的。針對冷凝器而言，其實為一種表面式換熱器，在冷凝器換熱管中，鍋爐給水在其內循環，此時的鍋筒將飽和蒸汽分離出來，借助于5根引出管，向冷凝器引入，于冷卻水管的外部進行循環，以此實現冷卻。在冷凝器上，將5根蒸汽管道、2根水管道、11根凝結水引出管與之連接。在設計、布局冷凝器時，將其安裝在爐頂的同一水平線上，調整冷卻水的進口與出口，使之相對，控制兩冷凝器端口之間的間距，以550mm為宜，通過這樣的布置，會增大檢修量，且有著比較長的檢修周期，因此，需對其優化冷凝器的結構布局。

在切改過程中，需要對三個部分進行改動，其一為冷凝器集水器，其二是連接鍋筒的飽和蒸汽管道，其三為冷卻水進出口管道。針對此情況，制定了對2個冷凝器實施橫向錯誤的總體切改方案。在整個自制減溫水系統當中，因對其中的一些汽水管道的走向、長度有所改變，沒有改動設備標高與本體，因此，僅需對發生改變的部分汽水管道在流動狀態下的阻力進行驗算。針對冷凝器集水器來講，由于其從兩個路徑自鍋爐兩側引導分配連箱（3米層），位于中間位置的S型連接管道，其在整個運作中僅發揮著連通作用，不流動，因此，在中間位置增加的S型管，不會出現流動損失。也就是說，僅對冷卻水管道增加部分當前的流動阻力進行驗算便可，觀察其與相關要求是否相符。

2.3優化省煤器支撐梁冷卻系統的結構

完成擴容后，針對鍋爐省煤器來講，可選用雙級布置疊置式結構，借助于支撐梁，將其重量向省煤器護板轉移，重疊于尾部構架上。對于支撐梁而言，可以根據實際需要，選擇空心式，這樣能夠更好的與空氣形成對流，實現換熱降溫的目的。針對一級省煤器支撐梁，則可采取自然通風冷卻的方式。針對省煤器來講，省煤器支撐梁為其核心支撐部件，支撐梁可以對省煤器管排間所存在的間距進行準確定位，確保省煤器各管排間實現交錯、有序布置。由于是在室內設置鍋爐，在空氣溫度方面，要明顯高于室外流通環境，并且還有著交叉的空氣流通條件，不佳的通風效果，另外，在持續高溫影響下，易造成支撐梁變形。依據現場工作條件及工作環境，針對支撐梁，可選用強制通風方式，這樣可以滿足冷卻效果，對省煤器提供更好的保護。

3.實施效果

（1）完成擴容改造后，整個鍋爐系統的產汽能力得到顯著提升，這為發電機運行創造了較好的條件。在擴容改造前，35t/h鍋爐生產單元的最大負荷為390t/h；而完成改造后，得到了440t/h，不僅能夠為高爐供風用汽提供保障，還能切實滿足發電機滿負荷狀態下的用汽。（2）高、轉爐煤氣相應利用率得到顯著提升。完成改造后，高、轉爐煤氣入爐量得到顯著提升，在夏季，在有著充足煤氣的前提下，還能二次回收，因而使煤氣放散得到大幅降低，并實現了二次能源向電能的轉化，對生產成本有降低作用。（3）高爐煤氣原有的放散情況得到大幅減少，空氣質量得到改善。完成擴容改造之后，使得本地區的高爐煤氣放散量得到大幅減少，以高爐煤氣每小時消耗5.3萬m3來計算，每天煤氣放散量可減小118萬m3，因而對大氣環境有較好的改善作用。

4.結語

綜上，通過開展此次系統化改造，不僅大幅提高了鍋爐生產量，而且還較好的滿足了發電機、汽輪機的各種生產需要；此外，高爐煤氣相應放散量也得到大幅減少，環境污染情況得到減輕，環境效益佳。

參考文獻：

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作者簡介：

章濤（1993-），男，民族：漢族，籍貫：江蘇省南京市，學歷：碩士，研究方向：熱系統效率。