75t/h燃气锅炉燃料经济性的研究

武瑞生

山西安泰集团股份有限公司发电厂，山西 介休 03200

1 锅炉特性、煤气特性和额定运行参数的介绍

1.1 锅炉特性

山西安泰集团股份有限公司发电厂采用2×25mW汽轮发电机组与4×75t/h锅炉配套母管制运行。该锅炉是四川锅炉厂设计并制造的。锅炉为中温中压参数，采用单炉膛∏形布置，全钢架结构，平衡通风，四角切圆燃气方式，型号：CG-75/3.82-Q2，燃用混合煤气。四角燃烧器布置方式为：每角为四层煤气喷口，最下层为焦炉喷燃器，中间两层为高炉喷燃器，最上层为转炉喷燃器。

1.2 煤气的特性

该炉的设计燃料为混合煤气：高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气=9：1：0.6（%）。其高炉、焦炉、转炉煤气、的体积百分比及发热量如表1。

表1

1.3 额定运行参数

为了保证锅炉经济安全性运行，其运行时锅炉参数一定要在设计范围内，该炉运行的额定参数如表 2。

表2

通过上述介绍，得知当锅炉在3种煤气下运行时，其运行参数在运行的规定范围内，这时锅炉运行的经济性最高。但由于所用的煤气均属上游工业产生的废气，在生产过程中，由于生产工艺不确定因素，客观影响到对煤气量的使用，这样锅炉运行的经济性就得不到保障。本文针对当遇见突发事件而影响对煤气使用时，如何提高锅炉运行经济性进行研究。

2 单一或两种煤气的投运

2.1 投运单一焦炉煤气

当该炉只投运焦炉煤气时，其主汽温度为420℃，小于正常运行参数范围435℃～450℃，此外，又因在焦炉煤气成分中H2占56%，这与送入燃烧室的空气中O2发生化学反应会产生大量的H2O（水蒸汽），这就会使排烟温度降低至120℃，甚至会对空预器造成低温腐蚀，根据以上情况，这时锅炉运行的安全经济性就得不到保障。为此，采取以下措施来提高锅炉经济性运行：

1）加大送风量的配比，调整燃烧器处的二次风，使含氧量达到5%～7%，通过过剩空气量将燃烧室内的热量传递到尾部受热面，从而提高排烟温度到正常设计值151℃；

2）通过控制减温水来调整主汽温度，必要时打开减温器疏水来调整，使其主汽温度达到正常运行参数范围内。

2.2 投运单一高炉煤气

当该炉只投运高炉煤气时，由于高炉煤气本身发热量低，其主汽温度达不到正常运行范围，若煤气量和风量得不到合理的配比，就会降低锅炉运行效率，针对这一问题，通过以下措施来进行解决：

1）加大送风量调整就地二次风使煤气和风量得到合理的配比；使含氧量达到6%～8%，通过控制减温水来调整，使运行参数达到正常范围内；

2）由于高炉煤气投运量大，该炉设计高炉煤气分为上下两层投运，可通过改变火焰燃烧中心来调整，因上层高炉煤气燃烧火焰接近炉膛出口，加大上层煤气量的投入来提高排烟温度和主汽温度。即上层煤气量与下层煤气量之比为5∶2。

2.3 投运两种煤气

当该炉只投运焦炉煤气和高炉煤气时，如遇到突发情况时（如煤气压力低），该炉的运行参数会偏离正常值，如不及时调整不仅会降低锅炉运行效率，而且还会造成煤气的大量浪费，这就大大降低了锅炉运行的经济性.假如焦炉煤气压力低时，应保证焦炉煤气压力在正常情况下，煤气压力不小于1.2kPa，防止炉膛回火造成煤气管道爆炸，依靠高炉煤气来进行调整，其具体操作方法如下：

1）调整送风量和就地二次风，使煤气能和送入燃烧室的空气量得到合理的配比并燃烧充分，其表现为氧量控制在3%～4%正常运行范围内，这样才能保障锅炉运行效率；

2）控制减温水流量，保证锅炉运行主汽温度在435℃～450℃正常运行范围内，因上层高炉煤气燃烧火焰接近炉膛出口，加大上层煤气量的投入来提高排烟温度和主汽温度；

3）因高炉煤气用量大，在调整时，必须注意炉膛负压的调整，使煤气量和送入燃烧室的空气量得到合理的配比。煤气量与风量比约为3∶7，其表现为氧量为3%～5%。

通过以上这几种情况的分析和研究，得出锅炉运行参数的调整直接影响到锅炉经济运行，上述研究的是锅炉运行参数对锅炉经济性的影响，又因该炉燃烧方式设计为燃用混合煤气（高炉煤气，焦炉煤气 转炉煤气），这就考虑到当投运一种或两种煤气时，炉膛回火造成停运煤气管道爆炸这一安全问题。

2.4 一种煤气或两种煤气停运

1）关闭该种煤气四角燃烧器手动蝶门、调节门、分速断阀，关闭煤气水封进出口手动蝶阀、总速断阀，打开水封溢流阀并将水封水位加至溢流状态；

2）在煤气水封出口管道上接上氮气吹扫管对停运煤气炉前管道、四角燃烧器进行氮气置换，然后在煤气管道取样口处采样化验，保证CO含量小于24ppm为合格，并对停运煤气管道保持1kPa的氮气压力，氮气置换时要注意观察炉内燃烧工况，防止因阀门内漏造成氮气进入燃烧室，影响火焰燃烧；

3）如果高炉煤气停运，炉内只有焦炉煤气、转炉煤气参加燃烧，并且焦炉煤气燃烧火焰较短时，为安全起见应将转炉煤气也退出运行，防止出现断续燃烧或爆燃现象。因为焦炉、转炉燃烧器距离相差2.5m左右，炉内焦炉煤气火焰很难引燃转炉煤气。

3 结论

以上通过对运行参数控制和一些安全措施实施的研究，分析出了锅炉运行的经济性和安全性，随着市场经济不断发展，企业竞争日益烈，企业要生存、要发展，除大环境因素的影响，还应立足自我，进一步挖潜 ，降低生产成本。而电厂的可控成本主要是燃料消耗 ，通过以上分析，要提高电厂经济效益，有很多方面的工作可以做，如减少事故发生，降低安全生产成本等，最关键是要降低燃料成本，为整个公司的节能降耗做出应有的贡献。

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