煤粉改造燃氣爐增燒煤氣的探討與實踐

趙陽　黎已原　褚延平　王寧　胡殿文

摘要：SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐在進行增燒煤氣的改造后。減少鞍鋼高爐煤氣放散，達到能源綜合利用的目的。

關鍵詞：吸風機;燃燒調整;高爐煤氣;DCS系統

1前言

鞍鋼股份能源管控中心二發電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐機組為燃氣鍋爐機組，主燃料為高、焦爐煤氣，額定蒸發量為266t/h，過熱蒸汽溫度為540℃，再熱蒸汽溫度為540℃，過熱蒸汽壓力為13.24MPa，再熱蒸汽壓力為3.43MPa，是鞍鋼股份公司和能源管控中心的重要環保監管設備，承擔著消納公司高、焦爐煤氣的重任，對減少煤氣放散，提升能源利用起著至關重要作用。

2設備工藝簡介

2.1鍋爐工藝

鞍鋼股份能源管控中心二發電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐機組原為燃油機組，于1974年1月建設，1975年6月25日投產，為降低發電成本，2000年6月由鞍鋼投資對原燃油爐進行了技術改造，改成煤粉爐。為適應鞍鋼節能降耗及環保要求，2015年將鞍鋼股份能源管控中心二發電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐改造為全燒高、焦爐煤氣鍋爐。蒸發量由原來的540 t/h減為266t/h。

2.2增燒煤氣

隨著鞍鋼產能進一步提升，要求鞍鋼股份能源管控中心二發電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐同時提升煤氣消納能力，減少公司煤氣放散。由于該鍋爐原有兩臺引風機運行期間已達到額定電流（113A），在保證鍋爐爐膛負壓的情況下已達最大出力，無法繼續投燒煤氣。因此，經過對鍋爐燃燒工況的觀察及各段汽溫、煙溫等參數的論證，為該鍋爐增加一臺引風機，新建煙風管道將新增加的引風機與2#爐的兩臺脫水箱相連，2#爐總風量將增加30%。在煙風管道與脫水箱的連接處各設一個金屬圓形補償器（雙波），在水平管道上設一個金屬圓形補償器（三波），管道長度約為50m，管道不需要保溫。新建煙風管道與1#爐原煙道隔絕，改造后直接進入該鍋爐煙道，不會造成煙氣排放的環保監控失控。同時達到每小時增燒高爐煤氣10000m的要求。

3存在的問題

鞍鋼股份能源管控中心二發電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐機組在增燒煤氣改造中，由于是對機組煙風系統進行改造，在機組運行調整及部分電氣、程控調試中存在以下問題：

（1）由于該機組新增引風機（設備名稱改為#3引風機，下同）入口接在原#1、2引風入口處，對鍋爐原有燃燒調整，特別是對各段汽溫及煙溫存在的較大影響，尤其是對流過熱器出口汽溫不超過580℃（如果超溫易造成過熱器爆管）。另外，由于煤氣燃燒特性，易造成風機擋板掛焦油，造成操作不便甚至是無法操作。

（2）改造中涉及的DCS系統的冗余通道、算法及畫面、系統操作編程，電氣部分的電纜、真空斷路器利舊等問題。

4改進措施及效果

4.1改進措施

（1）為了保證各參數正常，避免出現超參數運行，特別是各段汽溫、煙溫的穩定運行，制定了合理的操作規定如下：1、啟動#3引風機前，匯報值班調度，聯系脫硫值班員開啟旁路煙道擋板;停運時，聯系#3爐脫硫值班員關閉旁路煙道擋板;2、#2爐#1、2、3吸引風機、#1、2引風機及高、焦爐煤氣速斷實現聯鎖保護;3、運行期間#1、2引風機擋板開度80﹪，高爐煤氣量超過8萬立時啟動#3引風機運行;4、鍋爐出力降低，或高爐煤氣量低于8萬立時，先停止#3引風機運行;同時為了避免風機擋板因為煤氣焦油影響操作，要求運行期間每周一進行#1、2、3引風機擋板開關試驗一次，開度±20﹪。

（2）針對DCS系統的各項問題，熱工專業調查分析原有的控制系統組成，找出原有系統的不滿足實際運行情況的原因。設計新的接線方法，控制系統的改造方案，就地重新接線校對。利用2#DCS系統的冗余通道，自主設計及施工，對2#DCS系統的算法進行組態，畫面重新編制，重新鋪設電纜500米，包括重新自主編程、風機操作、啟停、故障等信號移位至2#機組DCS系統，為確保鍋爐系統安全，自主設計鍋爐大連鎖，將新增加的風機控制引入原鍋爐大聯鎖中，重新設計風機擋板自動調節自動回路，畫面繪制18個，手操器1套的自動回路連接。

（3）電氣配電專業根據#3引風機的電機規格參數，利舊改造一臺備用的真空斷路器。在現場扯出一根高壓閑置電纜60余米（ZR--YJV22--3*95）。滿足#3引風機的調試及運行需要。

4.2實施效果

通過對SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐進行增燒煤氣的改造，增加了一臺引風機出力，在2021年7月投入使用后， #2爐能增燒高爐煤氣10000 m/h。根據機組試驗數據10000m3高爐煤氣燃料熱值34吉焦，1噸煤29.27吉焦，按照機組增燒高爐煤氣時間4000小時，電廠標煤1400元/噸計算，創造效益=34×4000÷29.27×1400=650.5萬元，同時熱工專業自主完成改造工作，節約成本約10萬元，電氣專業通過利舊節約電纜及真空斷路器費用約5萬元，共計創效385萬元左右，尤為重要的是通過燃燒調整措施的改進，在煤氣壓力持續波動的不利條件下，實現精細化調整，在實現增燒高爐煤氣10000 m/h的同時，機組參數保持穩定，為持續消納煤氣、避免煤氣大量放散做出了重要貢獻。

5結語

鞍鋼股份能源管控中心二發電廠SG370-13.24/540/540型超高壓、一次中間再熱鍋爐進行增燒煤氣的改造后，成功實現了增燒高爐煤氣10000 m/h的目標。

參考文獻

[1]趙燕平.火電廠分散控制系統檢修運行維護手冊【M】.北京：中國電力出版社，2003.

作者簡介：趙陽，男，大學，工程師，2006年畢業于遼寧工程技術大學，長期從事鍋爐運行工作。

黎已原，男，大學，助理工程師，2005年畢業于沈陽工程學院，后就讀于遼寧科技大學熱能動力專業，長期從事鍋爐、除灰專業的檢修工作。