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余熱鍋爐煤氣燒嘴扁平化改造實踐

文檔作者：肖元法文檔來源：廣東韶關(guān)冶煉廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月13日
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· 34· 有色冶金節(jié)能 口設(shè)備節(jié)能
余熱鍋爐煤氣燒嘴扁平化改造實踐
肖元法
(廣東韶關(guān)冶煉廠，廣東韶關(guān)512024)
[摘 要] 針對韶關(guān)冶煉廠主系統(tǒng)擴(kuò)產(chǎn)改造后，ISP鼓風(fēng)爐尾氣增多，余熱鍋爐難以消化的問題，將煤氣燒嘴進(jìn)行
了創(chuàng)造性改進(jìn)，開發(fā)出了扁平化煤氣燒嘴。實際應(yīng)用后，取得了明顯的節(jié)能效果和環(huán)保效益。
[關(guān)鍵詞] 鼓風(fēng)爐尾氣；煤氣燒嘴；扁平化改造；節(jié)能降耗
[中圖分類號]TK229．92 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B [文章編號]1008—5122(2010)01—0034—02
Flattened M odification of Gas Burner on Surplus Heat Boiler
XIA0 Yuan．fa
Abstract：For the problem of exhaust gas of the imperial smelting furnace increased，and it is dificult for
the waste heat boilers to consume the exhaust gas(LCV gas)for power generation．After modificating
and enlarging Shaoguan Smelter’S main production system ，creative improvement has been made on the
gas burner，and flattened gas burners have been developed．Has been through practical application，significant
energy saving effect and environmental benefit have been obtained．
Key words：blast furnace exhaust gas；gas burner；flattened modification；energy saving
l 項目背景
韶關(guān)冶煉廠熱電分廠有3臺35 t／h流化床余熱
鍋爐，以無煙粉煤、ISP鼓風(fēng)爐尾氣—— 低熱值煤氣
為燃料，生產(chǎn)過熱蒸汽用于發(fā)電和供汽。低熱值煤
氣通過煤氣燒嘴進(jìn)入鍋爐，與沸騰床出口的過量空
氣混合燃燒，燃燒示意如圖1所示。
其中2 、3 鍋爐用兩組方形的對沖式低壓煤氣
燒嘴來燃用鼓風(fēng)爐低熱值煤氣(如圖2所示)。
但近年以來，鍋爐運(yùn)行條件發(fā)生了變化，韶關(guān)冶
煉廠開始逐步實施3O萬t技改項目，分別對兩個主
系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)容改造，送往3臺余熱鍋爐的低熱值
煤氣也因此大量增加。煤氣量的增加致使鍋爐燃燒
中心上移，運(yùn)行人員已無法穩(wěn)定控制過熱汽溫，被迫
[收稿日期]2009—08—30
[作者簡介]肖元法(1978一)，男，大學(xué)本科，工程師，
廣東省韶關(guān)冶煉廠熱電車間副主任，主要從事熱電車間設(shè)備
備件及材料的采購計劃、設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)及鍋爐運(yùn)行技術(shù)管
理工作。
鼓
低熱
過熱蒸汽
沸騰風(fēng)
圖1 鍋爐燃燒示意圖
圖2 方形煤氣燒嘴示意圖
一 13
2010年2月第1期 余熱鍋爐煤氣燒嘴扁平化改造實踐— — 肖元法 ·35·
減少煤氣用量，這就意味著大量優(yōu)質(zhì)燃料的浪費(fèi)，同
時還需往大氣排出有毒氣體一氧化碳，無法滿足環(huán)
保要求。
隨著30萬t技改項目的進(jìn)一步推進(jìn)，鼓風(fēng)爐尾
氣量還將進(jìn)一步增加，環(huán)保壓力還將進(jìn)一步增大，因
此對余熱鍋爐實施技改勢在必行。
2 開發(fā)改造依據(jù)、技術(shù)措施
2．1 改造思路
基于以上分析，為增強(qiáng)余熱鍋爐消化低熱值煤
氣的能力，作以下設(shè)想：
通過降低煤氣火焰中心高度，以減少其對鍋爐
過熱器的輻射，從而能有效控制汽溫超溫；另外通過
降低煤氣火焰中心高度，還可以增加其對鍋爐埋管
的輻射，增加產(chǎn)汽量，從而增強(qiáng)過熱器內(nèi)側(cè)的蒸汽帶
走熱的能力，也能有效控制汽溫超溫。汽溫控制后，
就可以多消化低熱值煤氣。
2．2 改造措施
采取以下技術(shù)措施可以降低煤氣火焰中心高度
見(圖3)。
(1)開發(fā)設(shè)計新型扁平化燒嘴。新型的扁平化
燒嘴相比集中式煤氣燒嘴，煤氣與過量空氣擴(kuò)散面
積加大近3倍，煤氣完全燃燒時間縮短，在爐膛下部
即可完全燃燒，從而有效降低了煤氣火焰中心高度，
很好地解決了主蒸汽溫度無法控制的問題，達(dá)到降
低火焰中心高度的目的。
過熱蒸汽
低
鼓風(fēng)爐
低熱值煤
鼓風(fēng)爐
低熱值煤
沸騰風(fēng)
改造前火焰很長
魯一
圖3 扁平化煤氣燒嘴示意圖
改造前后燃燒示意圖對比如圖4。
(2)直接降低燒嘴安裝高度，以進(jìn)一步降低煤
氣火焰中心。
3 改造效果
3．1 改造效果
3 和2 余熱鍋爐先后采用了扁平化煤氣燒嘴，
大大增強(qiáng)了這兩臺余熱鍋爐消化低熱值煤氣的能
力，煤氣使用量大大增加，無煙粉煤的消耗量也因此
大大降低，取得了顯著的節(jié)能效果。3 余熱鍋爐采
用扁平化煤氣燒嘴后，每天標(biāo)煤消耗量平均減少23 t；
過熱蒸汽
鼓風(fēng)爐 鼓
熱值煤氣低熱
俯視圖改造前火焰較集中
沸騰風(fēng)
改造后火焰較短
鼓風(fēng)爐
熱值煤氣
圖4 改造前后燃燒示意對比圖 (下轉(zhuǎn)第33頁)
2010年2月第1期 多膛爐的設(shè)計與改進(jìn)— — 白 樺 李 陽 ·33·
由于是管路通到各點不影響相關(guān)層操作門的設(shè)置，
中心軸冷卻風(fēng)的返回只需進(jìn)2個點，比進(jìn)6個點管
路簡單。不足的是溫度的控制不如多燃燒室。
目前我國有色行業(yè)以多層配置燃燒室居多，筆
者曾設(shè)計的多膛爐也都是多層配置燃燒室形式，在
實際的幾個工程中都發(fā)生了操作爐門被燃燒室擋死
或操作不便的現(xiàn)象。所以筆者的觀點是傾向于在零
零平面配置燃燒室。
3 設(shè)計參數(shù)
3．1 層數(shù)的確定
多膛爐層數(shù)越多，物料在爐內(nèi)停留時間越長，產(chǎn)
出物含氟、氯就越低。但層數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、動
力消耗越大、投資費(fèi)用也越高。多膛爐一般有干燥
層(頂層)、預(yù)熱層(第一層)、焙燒層和冷卻層(10～
12層)。因此，設(shè)計一臺多膛爐多少層為宜，應(yīng)該針
對物料情況，針對后續(xù)工藝的要求來定。
根據(jù)從實際中所測取的相關(guān)數(shù)據(jù)，物料脫氟、氯
在多膛爐第一層即已開始，1～5層脫除率最大，至
第7層已基本達(dá)到脫氟氯要求，物料再往下走(8
層、9層、? ?)脫氟量幾乎是微量，因此多膛爐有7
層(不包括干燥層)就可以滿足通常的要求了，但物
料必須得到足夠的冷卻時間，便于成品的皮帶運(yùn)輸。
在我國，多膛爐一般都在10到l2層。
3．2 床能力
有色行業(yè)的爐窯多用“床能力”來描述設(shè)備的
處理能力，即該設(shè)備每天每平方米處理的物料量。
“床能力”往往不是計算得來，而是總結(jié)出來的數(shù)據(jù)。
多膛爐的床能力在0．3～0．38 t／m d。我國多
取低值，我國的多膛爐多在l0到12層；國外多取高
值，是因為國外的多膛爐往往只有7到8層，在單層
面積相同的情況下，總的處理量實際是差不多的。
(上接第35頁)
2 余熱鍋爐采用扁平化煤氣燒嘴后，每天標(biāo)煤消耗量
平均再減少34 t。平均每天共節(jié)標(biāo)煤57 t，經(jīng)濟(jì)效益顯
著。同時減少低熱值煤氣的排放，控制了環(huán)境污染。
3．2 經(jīng)濟(jì)效益
一次性投入改造費(fèi)用：8個扁平化燒嘴24萬
元、 6o0 mm管道7萬元、爐磚及保溫3萬元、施工
費(fèi)用約2萬元，合計36萬元。
兩臺鍋爐每天節(jié)約標(biāo)煤57 t，余熱鍋爐所燒原
現(xiàn)在的趨勢是通過改進(jìn)多膛爐結(jié)構(gòu)(如上面提到的
將中心軸的內(nèi)外壁加厚、適當(dāng)提高焙燒溫度等)提
高床能力。
3．3 燃料消耗量
這里所論述的燃料消耗量是筆者收集了多家企
業(yè)的實測數(shù)據(jù)，結(jié)合多年的設(shè)計經(jīng)驗加以綜合整理
歸納成單位爐料量所需的熱量(q)以便于參考利
用，并總結(jié)出多膛爐燃料消耗量的計算公式，見式
(1)。
B燃=F~q／Q低×24 (1)
式中 燃—— 單位燃料消耗量，m ／h或kg／h；
F—— 多膛爐面積，m ；
— — 爐子床能力，t／m ·d；
q—— 單位爐料所需熱值，kJ／t；
Q低— — 燃料低發(fā)熱值，kJ／m 或kJ／kg。
單位爐料量所需的熱量q=(2．35～2．55)×
10 kJ／t。根據(jù)所設(shè)計多膛爐的保溫情況、控制焙燒
溫度的高低取高值或者低值。
3．4 其它設(shè)計參數(shù)
中心軸冷卻風(fēng)出口溫度，190～200℃ ；煙氣溫
度，550～600℃ ；爐頂負(fù)壓，0～20 Pa。
4 結(jié)語
到目前為止，多膛爐焙燒仍是氧化鋅脫氟、氯的
最佳方法。盡管一直在探索氧化鋅脫氟氯的其他方
法，如：堿洗法、碳酸鈣法、活性氧化鋁法、銀鹽法、銅
渣法、氨浸法等。研究和實踐都表明堿洗法雖然能
夠達(dá)到脫除氟氯的基本要求，但在生產(chǎn)過程中富集
到一定程度還是會對電鋅生產(chǎn)有影響，生產(chǎn)一段時
間就要開路一定的時間，而且堿洗法的成本比較高，
優(yōu)點是沒有對大氣的污染。所以對多膛爐結(jié)構(gòu)的改
進(jìn)和性能的提高仍具有現(xiàn)實意義。
、 ≯ ；p 、0
煤平均熱值為18 583 kJ／kg，57 t標(biāo)煤折合原煤為90
t，按目前原煤采購價每噸700元、鍋爐每年運(yùn)行340
d計算，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益：
520元／t×90 t／天×340天=15 912 000元
4 結(jié)束語
該改造項目投人少，經(jīng)濟(jì)效益好，減少了有毒氣
體CO的排放，同時使鍋爐運(yùn)行更穩(wěn)定，也更容易操
作，是一個非常成功的技術(shù)改造項目。

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