锅炉燃烧器改造
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**吨燃气锅炉燃烧器的改造
作者 单位
摘要：本文介绍了鞍钢第二发电厂煤气锅炉燃烧器结构改造的情况。
改造后运行结果表明：燃烧器结构改造，增加了燃烧焦炉煤气的能力，平衡了公司的能源结构；在锅炉蒸发量相同情况下，改造后平均少投入热量18.62 GJ/h ，相当于节省5557 m 3/h 的高炉煤气，提高了能源利用率。
同时，可节约输送空气的风机耗能29.3%，具有明显的经济效益。
关键词：燃烧器；改造；能源平衡；
Technical transformation of ** tons boiler gas burner
作者 单位
Abstract: The structure transformation details of gas burners in NO.2 power plant in Ansteel was introduced in this paper. The practice results after transformation indicated that the ability of burning coke oven gas was enhanced and the energy structure in corporation was balanced. Under the situation of the same boiler evaporation capacity, 18.62GJ/h energy was saved after transformation which equal to 5557m3/h BF gas. The utilization rate of energy was increased. At the meantime, 29.3% energy consumption of air fan for transporting air was saved, the economy benefit was obvious.
Key words ：burner; transformation; energy balance
鞍钢第二发电厂CCPP 投产运行以来，中央电站高炉煤气供给量始终不足，难以满足煤气锅炉的生产需求，与此同时，夏季公司焦炉煤气尚存部分放散现象，造成了能源的极大浪费，还污染了环境。
根据这一生产实际，同时考虑股份公司整体煤气平衡，能源动力总厂决定对两台煤气锅炉燃烧器进行改造，以增加锅炉燃烧焦炉煤气的能力，充分利用现有设备挖掘生产潜力提高经济效益。
1、改造方案
原有燃烧器结构如图1所示，为三筒套筒燃烧器；改造后燃烧器如图2所示，为四筒套筒燃烧器，取消了观察孔，增加了焦炉煤气通道，为便于煤气和空气充分混合，在最内和最外通道同时进风。
改造后燃烧器不能完全停止燃烧高炉煤气，主要原因为： 第一、该燃烧器分为四层（如图2），从外向内依次为二次风、焦炉煤气、高炉煤气、
二次风
焦炉煤气 高炉煤气
二次风
图2 改造后燃烧器主视图
图1 改造前燃烧器主视图
观察孔
二次风 高炉煤气
二次风。
如不燃烧高炉煤气，则高炉煤气调节阀门关闭，在高炉煤气管道内形成Φ0.9m×15m （管道直径0.9m ，调节阀门至燃烧器煤气喷口15m ）的死区，由于焦炉煤气在炉膛内燃烧，在燃烧器出口形成微正压，未完全燃烧的CO 易扩散至该死区内，容易累计至爆炸极限，发生爆炸。
第二、煤气锅炉尾部有高炉煤气预热器，利用锅炉尾部高温烟气预热高炉煤气，使高炉煤气进入炉膛时具有较高的温度，提高锅炉效率。
如停止高炉煤气的投入，则换热器内高炉煤气不流动，易造成预热器受热面过热损坏，并造成煤气锅炉高温烟气余热资源的浪费。
第三、考虑公司高炉煤气和焦炉煤气的供需平衡，煤气锅炉必须保留燃烧高炉煤气的能力，以便对高炉煤气管网平衡进行调节。
燃烧器高炉煤气蜗壳内径大，需一定流量才能保持高炉煤气不回火，经试验每支燃烧器高炉煤气最低流量为3000m 3/h ，12支燃烧器共需12×3000m 3/h=36000m 3/h ，由于煤气炉供气系统为一个调节阀门控制3个燃烧器，末端燃烧器保持3000m 3/h ，则另2个燃烧器流量必高于3000m 3/h ，所以锅炉运行时，高炉煤气最低流量定为50000m 3/h 。
2、改造效果
2.1燃烧情况
图3、图4为锅炉燃烧器改造前后高炉煤气和焦炉煤气流量随锅炉蒸发量变化的曲线。
由图可见，改造后高炉煤气流量明显降低，由原来平均13.63万m 3/h ，降为6万m 3/h ，降幅
高炉煤气流量 万
m 3/h 锅炉蒸发量 t/h
图3 高炉煤气流量随锅炉蒸发量的变化
锅炉蒸发量 t/h
图4 高炉煤气流量随锅炉蒸发量的变化
焦炉煤气流量 万
m 3/h
为55.98%。
而焦炉煤气用量由原来平均0.115万m 3/h ，增加到1.42万m 3/h ，增幅更是高达11.35倍，表明，此次改造达到了预期目标。
改造前后锅炉烟气温度随锅炉蒸发量的变化见图5。
由图可见，锅炉燃烧器改造后，在相同锅炉蒸发量的情况下，换热器前锅炉烟气温度明显降低，由原来的平均219.5℃，降到176.5℃，而换热器后烟气温度相差不多，改造前平均为126℃，改造后平均为123.3℃。
煤气锅炉新增燃烧焦炉煤气后，锅炉最大负荷能达到190t/h 左右，汽温、汽压满足蒸汽产品质量要求，炉膛火焰充满度较好，排烟温度低于150℃，高于120℃，尾部烟气含氧量高于2.6%，在设计范围内。
基于以上情况，此次改造较为成功。
2.2效益分析
2.2.1输送空气的风机耗能分析
锅炉燃烧器改造后，燃烧器所需空气量由原来平均21.36万m 3/h ，降为19.03万m 3/h 。
输送空气的变频调速风机会根据流量的改变，自动调节风机转数，此时，有关公式[1]如下：
()
3
//M M N N Q Q =
其中，N M ，N 分别为燃烧器改造前后的风机功率；Q M ，Q 分别为燃烧器改造前后空气流量。
将燃烧器改造前后的流量带入公式可知，N=0.707N M ，也就是说，燃烧器改造后可节约29.3%的风机耗能。
2.2.2相同锅炉蒸发量的能量投入分析
由图3、图4知道，燃烧器改造后高炉煤气流量，由原来平均13.63万m 3/h ，降为6万m 3/h 。
焦炉煤气用量由原来平均0.115万m 3/h ，增加到1.42万m 3/h 。
其中，高炉煤气热值为3350KJ/m 3，焦炉煤气热值为18182KJ/m 3，因此，燃烧器改造后平均少投入热量18.62 GJ/h ，相当于少投入5557 m 3/h 的高炉煤气。
以锅炉蒸发量132t/h 为例，燃烧器改造后每小时少投入19.18GJ 热量，相当于每小时节省5725 m 3高炉煤气，提高了能量利用率，具有明显的经济效益。
同时，燃烧器的改造消耗了一定量的焦炉煤气，减少焦炉煤气的排放，为整个公司范围内的能源平衡和调配做出了贡献。
3、结论
3.1锅炉燃烧器改造后，在相同蒸发量下，能量投入减少，锅炉蒸发量为132t/h 时，燃烧器改造后每小时减少能量投入19.18GJ ，相当于每小时节省5725 m 3高炉煤气，具有明显的经济效益。
同时，燃烧器改造可减少高品位能源放散，为焦炉煤气平衡做出贡献。
3.2锅炉燃烧器改造后，输送空气的风机流量减小，耗电减少，可节约29.3%的风机耗
图5 烟气温度随锅炉蒸发量的变化
预热器前烟气温度 ℃
锅炉蒸发量 t/h
能。
参考文献
[1] 周谟仁主编. 流体力学泵与风机[M]. 北京：中国建筑工业出版社. 1984. 276-281.。
