高爐煤氣鍋爐改燒焦爐煤氣的實踐應用

郭建

摘? ?要：本文介紹了河鋼宣鋼設備能源部5#130t/h高爐煤氣鍋爐改造為焦爐煤氣鍋爐的過程，通過對鍋爐主要改動部件的前后結構變化，說明了改造的具體內容。改造后鍋爐運行狀況良好，負荷改造要求，有效提高了焦爐煤氣燃用量。同時，解決了現全燃高爐煤氣鍋爐存在的瓶頸問題，提高了煉鐵高爐以汽輪鼓風機作為唯一供風來源的安全性，改造具有一定的參考和推廣價值。

關鍵詞：高爐煤氣燃氣鍋爐? 焦爐煤氣? 改造

中圖分類號：TK223? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）12（a）-0065-02

近年來，隨著鋼鐵工業的快速發展，能源循環利用和減少能源損失已經成為當前鋼鐵公司生產運行中的一項重要任務。隨著宣鋼生產模式的變化，焦爐煤氣出現大量富余，為充分消化焦爐煤氣富余量，原先采用的方法是將焦爐煤氣直接摻入高爐煤氣主管網供用戶。經實際運行發現，由于高、焦爐煤氣發生量按量摻燒，變化頻繁且幅度較大，入爐燃料熱值不穩定，引起鍋爐超壓，安全閥頻繁起跳，不僅損傷鍋爐承壓部件，且對后續汽輪鼓風機、發電機的穩定運行帶來了不利影響。另外，宣鋼三座高爐鼓風機全部采用汽輪鼓風機，未配備電拖鼓風機，若在極端情況下高爐煤氣出現中斷，在線所有鍋爐將無法為風機正常供汽，嚴重威脅公司整體生產大局。

鑒于以上原因，宣鋼決定對5#130t/h鍋爐實施焦爐煤氣改造，一消除高、焦爐煤氣直接摻混燃燒方式對鍋爐運行的不利影響，二是充分消化焦爐煤氣富余量，三是有效地解決全燃高爐煤氣鍋爐對汽輪鼓風機安全運行方面帶來的隱患。

1? 改造要求

5#130t/h鍋爐為全燃氣自然循環鍋爐，型號為XD-130/3.82-Q。改造前，鍋爐正常運行時，高爐煤氣量10000Nm3/h，焦爐煤氣量800Nm3/h。將鍋爐改造為高爐煤氣、焦爐煤氣分層混燒，焦爐煤氣供應量冬季約10000Nm3/h，夏季約20000Nm3/h，通過調節高爐煤氣量保持鍋爐額定負荷不變。鍋爐經增燒焦爐煤氣改造后，滿足以下要求：（1）出力能夠達到130t/h負荷，鍋爐出力不變。（2）過熱器改造后，確保鍋爐蒸汽參數不變。（3）鍋爐排煙溫度≥140℃，既保證鍋爐效率，又可以防止尾部因溫度過低出現低溫腐蝕。（4）對所改部件進行強度計算，保證對鍋爐的改造安全可靠。

2? 改造方案

2.1 燃燒器的改造

鍋爐原來有4層共16只高爐煤氣燒嘴，改造將第一、四層燃燒器更換為焦爐煤氣燒嘴，共兩層8只燃燒器，并相應更換煤氣管道、相應閥門儀表附件、點火裝置和就地控制箱等附件，二、三層高爐煤氣燃燒器利舊。

2.2 受熱面的改造

因焦爐煤氣熱值較高，焦爐煤氣鍋爐需要的受熱面少，現有鍋爐的受熱面相對過大，會導致如下情況：（1）因爐膛受熱面過大，導致爐膛出口煙氣溫度降低，過熱器換熱減少，過熱器蒸汽溫度比原來低，會達不到額定溫度，尤其在低負荷情況下更嚴重，本次改造需要增加過熱器受熱面積。（2）因焦爐煤氣中硫、水含量大，排煙溫度過低會對尾部受熱面產生嚴重的低溫腐蝕，因此需要將尾部省煤器受熱面減少，提高排煙溫度。

2.2.1 省煤器的改造

原省煤器分為高溫和低溫兩級，本次高溫省煤器不改動。低溫省煤器蛇形管為φ32*3，材質為20/GB/T3087，原來縱向64排管，本次改造需要去掉部分受熱面，剩余28排。為了保證冬夏兩種工況下排煙溫度合理，在低溫省煤器進出口設置了給水旁路。夏季摻燒焦爐煤氣較多時，讓部分給水直接進入低溫省煤器出口集箱，使排煙溫度不會低于140℃。冬季摻燒焦爐煤氣較少時，讓給水全部通過低溫省煤器，使排煙溫度不會太高，保證鍋爐效率。

2.2.2 過熱器的改造

當燃燒焦爐煤氣較多時，過熱器溫度可能達不到額定參數，需要增加低溫過熱器面積。本次改造將低溫過熱器，縱向管子排數從原來12排增加到16排。增加一圈蛇形管，原來低溫過熱器蛇形管規格為φ38*3.5，材質為20/GB/T3087。增加管子材質改為12Cr1MoVG/GB/T5310，增加部分重新制造。

2.3 煤氣管道重新接引

由焦爐煤氣北環主管網至5#鍋爐架設DN800焦爐煤氣主管道，安裝蝶閥、盲板閥及相應計量裝置，按燃燒器設計要求安裝支管及四角管路、調節閥。

3? 改造效果

本次改造于2019年7月9日停爐開始實施，8月7日改造完成并爐投入運行。

（1）實施焦爐煤氣改造后，鍋爐運行狀況良好，各項運行參數符合要求，消除了高、焦爐煤氣直接摻混燃燒方式對鍋爐運行的不利影響。排煙溫度由改造前平均137℃，升高到平均153℃，大大緩減了鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕現象。

（2）改造后，5#鍋爐每天增燒焦爐煤氣14萬m3，有效消化了宣鋼焦爐煤氣的富余量，杜絕了焦爐煤氣放散引起的環境污染。

（3）減少了高爐煤氣燃用量，轉移到其他鍋爐消耗，提高了其他鍋爐蒸汽負荷，同時提高了自發電量。

（4）解決了現全燃高爐煤氣鍋爐存在的瓶頸問題，在高爐煤氣中斷的情況下可有效維持汽輪鼓風機正常運行，為宣鋼整體生產穩定創造了條件。

4? 結語

高爐煤氣鍋爐改燒焦爐煤氣的實踐應用，有效緩解了宣鋼以高爐煤氣為主要燃料的工業鍋爐在生產調整過程的局限性，實現了焦爐煤氣有效利用。隨著鋼鐵市場競爭日益加劇，合理地使用煤氣，減少對外排放，將富余煤氣轉換為電能，成為鋼鐵企業降本增效的有效途徑。該項實踐應用技術，具備良好的推廣前景。

參考文獻

[1] 余期升.一臺75t/h純燃焦爐煤氣鍋爐的設計[J].能源研究與管理，2012（2）：68-69.

[2] 肖志安.電站焦爐煤氣鍋爐改造[J].能源與環境，2008（3）：58-59.

[3] 田寶勝.對熱電廠鍋爐混燒焦爐煤氣管的改造[J].通用機械，2006（12）：36-37.