4t_h蒸汽锅炉煤气燃烧器堵塞问题分析及改造措施

4t_h蒸汽锅炉煤气燃烧器堵塞问题分析及改造措施 4 t/ h 蒸汽锅炉煤气燃烧器堵塞问题分析 及改造措施 程先平 () 攀成钢有限公司 【摘 要】 4 t/ h 蒸汽锅炉燃烧器因燃气通道易被堵塞 ,无法正常使用高炉煤气 ,通过对高炉煤气特点和原燃 烧器结构性能和工艺特征进行分析 ,提出了解决堵塞问题的技术措施 ,设计出了能正常使用高炉煤气的新型燃烧 器 ,解决了堵塞问题 ,锅炉能正常使用高炉煤气 ,并将技术进行了推广应用 。 【关键词】 锅炉 燃烧器 改造 节能 INVESTIGATIO N O N CAUSES FO R GAS BURNER BLOC KING UP IN 4 T/ H STEAM BOIL ER AND CO UNTERMEASURES Cheng Xianping ( )Pangang Group Chengdu I&S Co . Ltd. Addressing the problem that frequent blocking of the gas burner piping in 4t/ h steam boiler pre2 Abstract vented normal B . F. gas feeding , the characteristic of B . F. gas and structural performance of the old burner as well as its technical characteristic are analyzed , and accordingly relevant technical measures are taken to solve the said problem , including a new type block - free burner which ensures normal B . F. gas feed to the steam boiler . The new techniques has also be spread out . Key words Boiler , Burner , Modification , Energy saving 近年来 ,公司高炉煤气回收利用量虽然逐年增 ,或在高炉煤气停供或 天然气只用于锅炉点火烘炉 3 大 ,但每月仍有数千万 m的高炉煤气因无法利用而 供给不足时作为辅烧燃料使用 ,但在实际运行当中 排入大气 ,既浪费能源 ,又污染环境 。另一方面天然 经常出现下面一些问题 : 气的消耗量非常大 。因此 ,研制出能正常燃用含尘 11 燃烧器煤气通道经常被堵塞 ,造成燃烧负荷 量大含水份高的高炉煤气使用技术和新型设备 ,具 不够 ,严重影响蒸汽压力的稳定和用户正常用汽 。 有非常显著的节能效果和环保意义 。公司动力厂的 21 每台锅炉几乎每月都要轮流停产清灰一次 , 三台 4 t/ h 蒸汽锅炉以高炉煤气为主要燃料 ,但由于 停炉时间长 ,清灰难度大 ,而且效果很不好 ,这既增 燃烧器堵塞 ,无法正常使用高炉煤气 ,只能燃用天然 大了维修强度 ,又增加了维修费用 。 气 ,造成天然气耗量特别高 ,2002 年 、2003 年的天然 31 由于燃烧器煤气通道被堵塞 ,高炉煤气无法 3 气消耗量分别高达 300 和 200 多万 m,造成较大的 正常使用 ,为了保证有足够的蒸汽产量 ,不得不燃烧 能源浪费 ,要解决这个问题 ,必须对锅炉燃烧器进行 大量的天然气 , 这就是 2002 年和 2003 年天然气消 改造 ,这是提高高炉煤气回收利用率 、降低天然气消 耗量特别高的主要原因 。要解决这些问题必须解决 耗的根本途径 。 燃烧器煤气通道的堵塞问题 。 1 锅炉燃烧器的使用现状2 燃烧器通道易堵的原因分析 一般情况下这三台锅炉以燃烧高炉煤气为主 , 经过检查分析 ,堵塞段位于出口附近的旋流叶 Sichuan Metallurgy 第 6 期 ?41 ? 度使叶片上粘附的粉尘微粒软化粘结的现象发生 。 片通道内 ,属高温区 ,堵塞物致密而坚硬 ,经过长期 的堆积堵断了煤气的流通 。就其原因 ,一是高炉煤 这是解决堵塞问题 、实现燃烧器成功改造的关键 。 气中湿润的粉尘粘附 、堆积 ;再就是燃烧器不合理的 燃烧器上的煤气流通部件与其它组件在设计上独成 结构 。 一体 ,并与煤气管道用法兰连接 ,即使锅炉运行到一 煤气粉尘的影响 。由于高炉煤气有一个不可忽定时候 ,出现堵塞现象 , 也能够在极短的时间内方 视的缺点 :粉尘重 ,水份高 ,湿润的粉尘在煤气流道 便 、简单地彻底清理 。另外在燃烧器出口端增设燃 内壁 ,特别是旋流叶片表面上极易粘附 ,粉尘含量越 气和空气的预混功能 ,改善混合条件 。燃烧器就由 高 ,越潮湿 ,越易粘附形成堵塞 。 原来的有焰烧嘴改造为无焰烧嘴 ,见图 1 ,更有利于 燃烧器结构不合理 。锅炉燃烧器是旋流式的有 空 、燃气的充分混合和燃烧 ,同时对燃烧器的其它方 焰烧嘴 ,煤气通道内安装的旋流叶片位于出口端 ,高 面也作了相应的改进 。 炉煤气经叶片分流后进入旋流通道 。由于通道的流 燃烧器的空气燃气出口端 260 mm 长的管道和 通面积过于狭小 ,旋流角度欠合理 ,煤气径向速度偏 叶片 ,都是用耐高温的不锈钢 Cr25Ni20Si2 制造 , 其 大 ,导致湿润的粉尘微粒在流动过程中与内壁发生 它部位的材料选用碳钢 。新型燃烧器具有较大的调 () 的撞击力加大 ,更加剧了湿润的固态微粒在叶片上 节比 1 :5,火焰稳定 ,燃烧完全 ,在设计负荷内不发 的粘附 。经过日积月累 ,煤气旋流通道就渐渐被堵 生脱火 ,并且调节方便 、安全可靠 。最大负荷时不发 塞 。生脱火 ,30 %负荷下 ,燃烧器能够保证锅炉正常 、稳 温度的影响 。由于旋流叶片安装在煤气通道的 定燃烧 ,不回火 ,燃烧负荷在 100,30 % 范围内 ,燃 () 出口位置 ,与火焰非常接近 ,尤其是在煤气压力比较 烧器的技术参数优于 或等于其改造前的指标 。 低的时候 , 燃烧火焰基本上就在烧嘴出口附近 , 因 与原燃烧器对比 ,归纳起来采取了以下技术措 此 ,旋流叶片长期处于高温区 , 在温度的反复作用 施 : 下 ,粉尘中的含焦等成份发生软化 、粘结 、变硬等物 11 适当增大了煤气喷出口的横截面 ,改变了出 理和化学变化 ,使得堆积物逐渐粘结硬化 ,变得致密 口截面偏小的状况 ,延长粘附物可能堆积堵塞的时 而坚硬 ,非常难于清理 。 间 。 ( ) 以上因素是导致燃烧器煤气通道堵塞的主要原 21 取消了煤气通道出口 高温区的一组六片 因 ,要解决这些问题要么改善煤气质量 ,要么对燃烧 旋流叶片 ;同时增设了互成 120角? 、也起支撑作用的 器的结构进行改造 。三片分流片 ,煤气粉尘在分流片表面上不易粘附 。 31 在煤气通道的常温部位增设六片旋流叶片 , 3 燃烧器结构改进的技术措施 避免了高温对叶片上粘附物的化学和物理性质的影 要改善高炉煤气质量必须增加或改进煤气的除 响 ,克服了旋流通道上粘附物堆积硬化形成的条件 。 41 燃烧器上的煤气流通部件与煤气管道用法 尘净化设施 ,但这必须要有较大的资金投入 。因此 这里探讨的技术措施是通过改进燃烧器煤气通道的 兰连接 ,使得煤气流通部件与外环的空气流通部件 结构特征 ,从而改变煤气的流通特性 ,同时克服高温能够相对移动 ,拆开连接法兰后煤气流通部件包括 对煤气流道表面依附物的影响 ,这是对燃烧器实施 其外壳的旋流叶片能够从燃烧器后部抽出 ,在炉外 改造的出发点 。 可以迅速地清理叶片上的粘附物 。 在基本不改变锅炉设计参数和性能 、不改变锅 51 在煤气和空气间的隔离管壁上增设一定数 炉炉膛结构的基础上 ,分析 、研究燃烧器叶片旋流通 量的混流孔 , 加强了空气 、煤气在喷出前的混合作 用 ,改善了混合条件 。道的结构以及煤气的流通特性 。合理改变煤气在流 动过程中的旋转角度 ,减小煤气径向速度 ,减轻煤气 61 保留原有的天然气点火系统 ,作为点火和煤 与内壁面的碰撞力 ,从而减少潮湿的粉尘微粒的粘 气非正常的情况下使用 ,但对其布置作适当调整 ,同 附作用 。在满足空气 、燃气能充分混合的基础上 , 时将原来的圆环形的烧嘴改为圆柱带圆锥形的烧 嘴 ,这样的烧嘴不易烧损 ,寿命长 。 测算出合理的煤气流通面积和煤气旋流角度和强 71 在炉膛内壁粘帖 60 mm 厚的高温耐火纤维 , 度 。同时在不影响煤气正常 、稳定燃烧的条件下 ,将 使炉膛升温快 ,减少烘炉时间 ,蓄热损失小 ,炉壁保燃烧器的旋流叶片由高温区改到常温区 ,避免了温 四川冶金 第 27 卷 ?42 ? 温性能好 ,散热损失小 。 对炉膛火焰进行熄火监视保护 ,使锅炉运行更安全 可靠 。81 在炉膛前观察孔的门板上安装火焰监测仪 , () 图 1 锅炉燃烧器不锈钢 喷嘴结构简图 # 该技术首先是运用在锅炉房的 3 锅炉上 ,改造 式运行 。 工作完成后 ,经验收合格并正式投入了运行 ,由于运 ,各方面的 项目完成后从一年的使用情况来看 行效果不错 ,该技术已推广到另两台锅炉上运用 ,两 效果都非常明显 ,表 1 是归纳起来的综合比较 。 21 效益分析 台锅炉改造竣工后投入了正式运行 ,到目前为止运 ) 行状况良好 ,燃烧器没有出现任何堵塞迹象 ,可见解 1该项目是在 2002 年能耗的基础上提出并实 施的科技项目 ,2002 年一台锅炉月平均天然气耗量 决燃烧器堵塞问题是很成功的 。 3 3 达 9 . 17 万 m,2003 年也达 8 万 m,改造后一台锅炉 4 改造后的效果及效益分析 3/ ( 天然气耗量最低已降到 0 . 88 万 m月 实际上还可 ) 11 改造前后的效果对比 通过加强运行调节进一步降低天然气耗量,天然气 3 3 从改造后锅炉投入正式运行到现在 ,已有一年 消耗量降幅最多已达到 8 . 29 万 m。按 0 . 6 元/ m多的时间 ,没有出现任何堵塞的迹象 ,因此锅炉就按 的价格计算 ,节约天然气消耗费用 5 万元/ 月 ,一年 可节约 60 万元的天然气费用 。照充分使用高炉煤气 ,少用或不用天然气的工艺方 表 1 序号 技术参数或技术特征 改 造 前 改 造 后 1 堵塞周期 1,3 个月 ,首次堵塞后 1 月 14 个月未出现堵塞迹象 已 ( ) ( ) 2 至少一周以上 需冷炉2 个小时左右 热炉可清清灰时间 3 清灰难易 炉内清灰 ,效果差 ,劳动强度大 炉外清灰 ,清理彻底 ,劳动强度小 安全系数 4 无火焰监测仪 ,无熄火保护 升有火焰监测仪 ,可监视熄火 升温 升温速度 ,蓄热损失快 ,蓄热损失很小 5 温慢 ,蓄热损失大 每月需停炉一周检修 、清灰等 , 常启 、停炉影响 维修和生产影响情况 在无其它情况下不停炉 ,不给生产造成影响 。 6 生产 3 每台锅炉月天然气耗量为 9. 17 万 m。 3 节能效果 7 每台锅炉月最低耗量为 0. 88 万 m。 该项目技术已推广到其它两座锅炉上运用 ,其 另两台锅炉实施该技术改造所产生的费用共为9 . 48 效益增加两倍 ,三台锅炉每月可节能天然气费用达万元 ,三台锅炉改造总费用仅为 15 . 44 万元 ,可见一 15 万元 ,一年可达 180 万元 。 第一台锅炉改造所发个月就可基本回收改造投资 ,其经济效益非常显著 。 () 下转第 12 页生的费用只有 5 . 96 万元 , 四川冶金 第 27 卷 ?12 ? () 2根据新的孔型系统进行轧制参数的计算 。 ,就能达 通过适当缩短活套起套延时 、增加落套延时 () 3修改热钢卡板的加工 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 并组织人员按新 到改善成品头尾尺寸稳定性 ,提高负偏差率的效果 。 的加工制度加工热钢卡板 。 粗中轧机组机架间转速配比不当 ,各机架间轧制张 () 4按新的孔型系统加工孔型样板 。力在精轧机组累积 ,对成品尺寸头尾会造成严重影 () 5根据新的孔型系统制定新的配辊 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ,按新 响 。在未实现自动控制张力的情况下 ,要解决这一 的配辊组织各机架轧辊轧槽加工 。 问题 ,必须通过严格轧机调整工艺制度 ,优化各道次 () 6装配更改后的轧辊 ,组织试生产 ,跟踪生产 型铁尺寸 。同时 ,对各机架轧机转速配比进行核算 , 过程 。 完善连轧关系 ,降低轧制张力 ,实现粗中轧微张力轧 () 7系统整理小规格切分轧制项目实施过程中 制 。进而解决成品头尾尺寸偏大的问题 。 的图纸与参数 。总结本项目事实过程中的经验和教 4 结论 训 。对以上数据与经验进行深层次的思考与分析 , 为后续技术开发和研究工作做好理论准备 。在 2004 年小规格切分负偏差轧制比较顺利 ,小 规格切分轧制的负偏差率达到了 210 % ,2004 年小 分析与讨论3 规格切分产品生产量为 1270921377 吨计算 ,采用负 偏差 轧 制 可 节 约 金 属 量 为 127092 . 377 ×210 % = 通过成品取样表明 ,成品头尾尺寸波动大 。未 能达到负偏差轧制标准的要求 ,严重的甚至出现尺 2541185 吨 ,取得了显著的 社 会 效 益 。2004 年 小 规 () 寸超差 ,而影响成材率 。在连续轧制过程中 ,轧制张 格螺纹钢平均销售价 不含税为 2993 元 ,社会效益 ( ) 力是导致轧件头尾尺寸波动的主要因素 。精轧机组 = 产量 ×负偏差率 ×2004 年平均销售价 不含税, M 机架间通过活套调节 ,实现无张力轧制 。粗中轧机 = 1270921377 ×210 % ×2993 = 760178 万元 。 这一系列数据表明 ,实行负偏差轧制符合建设组实行微张力轧制 。目前 ,我公司棒材连轧生产线 粗中轧机组尚未达到微张力轧制的自动控制 ,必须 节约型社会的发展要求 。不仅大量节约了金属这一 不可再生资源 ,也为社会主义建筑事业的发展创造 靠人工调节来控制张力 ,随意性较大 。 了效益 。在今后的生产实践中 ,还将不断的发挥作 活套是调节精轧机组机架间堆拉关系的重要设 用 ,继续为国家和社会的发展作出更大的贡献 。 备 ,控制系统通过调节活套高度来保证活套连接的 收稿日期 :2005 . 10 . 20机架间金属流量相等 ,从而实现无张力轧制 。活套 的起落延时就成为影响成品头尾尺寸的关键因素 , ())(上接第 32 页 增产效益 :646 . 7 + 5850 = 6496 . 7 吨 以攀 钢 集 团 成 都 钢 铁 有 限 责 任 公 司 棒 材 厂另外 ,由于减少了钢与辊子间的相对摩擦 ,降低 了辊身磨损 ,节约了能源与备件消耗 。 2004 年轧制切分规格 12 . 9337 万吨计算 , 预计本年 度可增加定尺钢 12 . 9337 万吨 ×20 % = 2 . 59 万吨 , 综上所述 ,本文所述改进设计后的齐头辊道不 增加产量 12 . 9337 万吨 ×0 . 5 % = 646 . 7 吨 ,增加工仅大大改善冷床齐头效果 ,而且能为生产厂带来实 时 45 小时 ,可多增加产量 5850 吨 。际经济效益 。 ( 收稿日期 :2005 . 10 . 20定尺效益 :25900 吨 ×200 元/ 吨 定尺和非定尺 ) ()差价= 518 万元 33 )(上接第 42 页 三台锅炉共 3000 万 m/ 年 ,即每年有 3000 万 m的 ) 2按 照 已 达 到 的 最 低 天 然 气 节 约 量 8 . 29 万 高炉煤气少排入大气 ,减少了对环境的污染 ,具有显 3m/ 台 . 月折算 ,同等热值情况下可多回收利用高炉 著的社会效益 。 33 煤气量约 83 万 m/ 台 . 月 , 一年可达近 1000 万 m, 收稿日期 :2005 . 10 . 20