35 t／h锅炉扩容节能改造.pdf

2 0 1 5年第 l 期 总 第1 7 9期 冶 金 动 力 MF r A L L U R G I C A L P O WE R 35 3 5 t ／ h 锅炉扩容节能改造 刘春辉，韩 洁， 胡泽云， 胡彦龙 宣 化钢铁集 团有限责任公 司动力厂 ， 河北张家 I 1 0 7 5 1 0 0 【 摘要】 结合站内设备及煤气现状 ， 提出了将 3 5 t ／ l1 锅炉扩容改造为 7 5 t ／ } l 全燃煤气锅炉 ， 以达到减少 高炉煤气放散、 提高热力发电量和系统效率、 进一步增加煤气在热力系统的使用量的目的。 【 关键词】 锅炉； 扩容改造 ； 节能 【 中图分类号】 T K 2 2 9 【 文献标识码】B 【 文章编号】 1 0 0 6 6 7 6 4 2 0 1 5 0 1 0 0 3 5 0 2 Ene r g y S a v i ng a nd Ca p a c i t y Ex pa n s i o n Tr a n s f o r m a t i o n o f a 3 5 t ／ h Bo i l e r L i u C h u n h u i ，Ha n J i e ，Hu Z e y u n ，Hu Ya n l o n g T h e P o w e r P l a n t o fX u a n h u a I r o n a n d S t e e l C o ． ，L t d ． ，Z h a n g fia k o u ，He b e i 0 7 5 1 0 0 ,C h i 【 A b s t r a c t ] B a s e d o n t h e a c t u a l e q u i p m e n t a n d g a s c o n d i t i o n o f t h e s t a t i o n ， a p r o p o s a l o f e x p a n d i n g t h e 3 5 t ／ h b o i l e r t o a 7 5 t ／ h f u l l y g a s - fi r e d b o i l e r wa s p u t f o r w a r d ，t o r e d u c e t h e g a s r e l e a s e l o s s o f b l a s t f u r n a c e ，i mp r o v e t h e e ffic i e n c y o f t h e r ma l p o we r g e n e r a t i o n a s w e l l a s t he s y s t e m，r e d u c e f ue l c o n s u mp t i o n o f t he s y s t e m a nd f ur t he r i n c r e a s e t h e r a t e o f g a s u s e i n t h e r ma l g e n e r a t i n g s y s t e m． 【 Ke y wo r d s 】 b o i l e r ； e x p a n s i o n t r a n s f o r m a t i o n ； e n e r g y s a v i n g 1 引言 动力厂 3 、 4 高炉鼓风机站承担着为 3 、 4 高炉 送风 、 热力发电及生产用低压蒸汽供应等任务 ， 在夏 季煤气充足时 ， 若 5台汽轮发 电机满负荷运行 ， 则生 产系统共需要蒸汽负荷为 4 1 0 t ／ h 。 而站内原五台全 燃气锅炉最大产蒸汽量仅为 3 9 5 t ／ h ， 经济运行负荷 为 3 8 2 t ／ h ，由此造成一 台 l 2 MW 汽轮发 电机仅能 半负荷运行； 此外， 还存在高、 转炉煤气放散情况。 结合站内设备及煤气现状 ， 动力厂提 出对 3 、 4 高炉鼓风机站热力系统优化改造 ， 主要 内容为 3 5 t ／ h锅炉进行扩容改造为 7 5 全燃煤气锅炉。 2 工艺改造方案 2 。 1 总体 思路 利用原 3 5 锅炉厂房在 3 5 锅 炉原址上 建造一 台 7 5 t ／ h高炉煤气 、 转炉煤气混烧锅炉 。满 负荷时消耗高炉煤气量 6 8 2 4 9 ． 1 m3 [ h ，可掺烧转炉 煤气 1 5 0 0 0 m3 ／ h ．焦炉煤气作为点火和低负荷稳燃 燃料。本着节约能源， 降低消耗的目的， 在工程建设 中， 对相关蒸汽、 给水、 疏放水、 煤气、 电气系统原设 计方案进行优化。 2 ． 2 技术方案 f l 1 锅炉本体受热面设计改造 水冷壁由光管水冷壁更换为膜式水冷壁有效降 低炉墙散热 ， 从而将重型炉墙更换为轻型炉墙 ， 减轻 炉墙重量 ， 降低施工强度。 同时将单侧水冷壁管数量 由 3 7根增加至 6 4根以满足蒸汽换热要求。 f 2 1 优化燃烧器结构 在这次设计 中， 根据运行实际需求 ， 设计燃烧器 为高、 焦、 转炉煤气混烧燃烧器， 布置转炉煤气燃烧 器在高、 焦炉煤气燃烧器上侧 ， 利用转炉煤气较高炉 煤气热值高、 相对易着火特点， 实现转炉煤气除在正 常情况掺烧外 ， 还可 以做为锅炉升压燃料的目的。 由于高炉煤气、 转炉煤气相对热值较低， 考虑其 燃料特性及运行 中煤气压力波动幅度较大的实际状 况 ， 燃烧器采用着火性能好 、 燃烧稳定、 阻力低 的双 旋流煤气燃烧器 ， 四角分层布置、 切圆燃烧方式 ， 燃 烧器 自上而下分别为转炉煤气燃烧器、高炉煤气燃 烧器和高焦联合燃烧器。并改进燃烧器出口稳燃器 喷 口形状 ， 将稳燃器喷 口形状 由直筒式改为扩 口式 ， 喷 口长度由 2 5 0 m m增大至 4 0 5 fi l m，以增加煤气 燃烧后 回流区尺寸及高温烟气 的回流量。扩 口式稳 燃器其特点是燃烧火焰高度稳定， 着火及时， 这种火 焰能达到高湍流强度区与高燃料浓度区的一致， 实 现高强度燃烧 。燃烧器结构图见图 1 、 图 2 。 3 6 冶 金 动 力 MFr AL LUR GI CA L P OWE R 2 0 1 5 年第 1 期 总 第 1 7 9期 焦 高炉煤气管道 焦 I II ／f ,,“ - I- ％ , II II II I I 热风管道煤气稳焰器 图 2改造 后 燃 烧 器 稳 焰 器 f 3 1 冷凝器结构布局优化 扩容后锅炉采用 自制冷凝水喷水减温装置 ， 通 过锅炉给水作为冷却水与锅炉饱和蒸汽在冷凝器内 进行热交换从而得到凝结后的饱 和水作为喷水减温 器中的冷却介质 ，对过热器中的干饱和蒸汽进行降 温 。 4 1省煤器支撑梁冷却系统结构优化 扩容后锅炉省煤器采用双级布置叠置式结构 ， 省煤器蛇形管通过支撑梁将其重量传到省煤器护板 上， 最后叠置在尾部构架上 ， 支撑梁为空心式便于与 空气对流换热降温。 由于锅炉置于室内， 空气温度较 室外流通环境高， 空气流通条件差 ， 致使通风效果不 好 ， 支撑梁温度会偏高 ， 容易导致支撑梁受热变形 ， 而省煤器支撑梁是省煤器的主要支撑部件 ，支撑梁 准确的定位了省煤器管排之间的间距 ，保证省煤器 管排与管排之间交错布置。根据现场的工作环境和 工作条件限制支撑梁必须采用强制通风的方法才能 够达到预期的冷却效果 ， 从而更好的保护省煤器。 f 5 煤气 、 汽水 、 电气系统扩容 扩容改造后 ， 7 5 锅炉为高 、 转炉煤气混烧锅 炉。 通过核算 ， 转炉煤气总管利用原 3 5 锅炉转炉 煤气管道即可 ， 高炉煤气则从 1 3 0 t ／ h锅炉高炉煤气 总管引出，并预留与 7 5 锅炉高炉煤气管网并接 点 ，管路充分利用原煤气管道支架，缩短了管道长 度 ， 减少了管道支架数量。 主蒸汽、给水管道充分利用原蒸汽及给水母管 的并接点， 通过更换管道连接三通型号 ， 实现了新㈦ 设备连接管径要求 ， 有效降低了施工难度。 高、 低压电气系统则 由原 7 5 锅炉球磨机 、 排 粉机等 6 k V配 电系统 ， 3 5 t ／ h 低压电气系统改造而 成 ， 降低了工程成本 。 3 改造效果 1 锅炉扩容改造后 ， 提高 了锅炉系统产汽能 力 ， 为发电机满负荷运行创造 了基础条件。 锅炉扩容 改造前 ， 锅炉最大负荷 3 9 5 t ／ h ， 改造后 ， 锅炉经济运 行负荷为 4 2 5 t ／ h ， 最大负荷可达 4 4 5 t ／ h ， 在保障高 炉供风用汽及低压蒸汽用户 的基础上 ，亦能满足发 电机满负荷用汽。 2 提高了高、 转炉煤气利用率。锅炉扩容改造 后 ， 提高了高 、 转炉煤气入炉量 ， 在夏季煤气充足的 情况下 ， 可有效实现煤气的二次回收利用 ， 降低了煤 气的放散 ， 成功将二次能源转化为电能， 有效降低 了 生产成本 ， 节约能源的 目的。 4 结语 此次改造 ， 一方面使锅炉生产量得到提高 ， 能够 更好的满足汽轮机和发 电机及次级用户的生产需 要 ， 另一方面减少 了高炉煤气 的放散量 ， 减轻了对环 境的污染 ， 取得了相应的环境效益 。通过实际运行 ， 达到了节能降耗的 目的， 而且系统运行 比较稳定。 收稿 日期 2 0 1 4 -0 9 1 2 作者简介 刘春辉 1 9 8 6 一 ， 男， 大学本科学历 ， 助NT _ 程师， 河北赤 城人 ， 毕业于河北科技大学． 现从事设 备管理及检修工作 上接 第 3 4页 『 5 1宋晓， 谢诞梅 ， 周海龙．基于 MA T L A B的汽轮机调节级变工况特 性计算f J 1 ． 汽轮机技术． 2 0 0 2 ， 4 4 3 1 4 1 1 4 3 【 6 1汤晓凡， 曹先常． 冶金煤气锅炉热效率在线计算方法研究与实现 [ J ] ． 冶金动力． 2 0 0 9， 1 1 7 2 0 【 7 ]田亮 ， 曾德 良． 5 0 0 M W 机组简化 的非线性动 态模型们． 动力工程 ． 2 0 0 4 ． 2 4 4 5 2 2 5 2 5 『 8 1田亮 ， 刘鑫屏 ， 刘吉臻 ． 汽包 锅炉负荷一 压力一 水位简化非线性动 态模型f J 1 ． 动力工程． 2 0 0 9 ， 2 9 1 0 9 2 6 9 3 0 ． 收 稿 日期 2 0 1 4 - 0 9 - 2 0 作者简介 杜一庆 1 9 6 7 1 ，男， 副教授、 硕士生导师。现从事新能 源、 清洁煤燃烧和大气污染物治理技术方面研究工作。 在复杂流动传 热过程数值模拟，能源管理和环保技术中的设备和工艺优化方面有 研究特 长。