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摘 要：本文介绍了XX钢铁集团有限公司110t/h高炉煤气锅炉工程的概况及技术特点，本工程不仅能消耗钢铁厂剩余的高炉煤气，而且产生了巨大的经济效益和环保效益。
关键词：高炉煤气 锅炉 经济性
一、概述
根据XX钢铁集团有限公司存在部分高炉煤气放散的现状，为充分利用煤气资源，保护环境，建设了该公司首台全烧高炉煤气锅炉，产生蒸汽送至汽轮发电机组发电。从运行效益看，产生了巨大的经济效益。
二、110t/h高炉煤气锅炉工程概况
1.主要工艺参数
本工程高炉煤气锅炉的出口压力定为6.87MPa（表），设计温度为468℃，本工程锅炉额定耗量107120Nm3/h，锅炉额定蒸发量为110t/h，锅炉热效率>86%.
2.工艺流程
2.1点火燃料设施
煤气锅炉点火、助燃采用焦炉煤气。
2.2燃烧系统
采用全烧高炉煤气的燃气锅炉，也可混烧高炉煤气和焦炉煤气，根据燃气锅炉的特点和配置，锅炉燃烧系统由供气系统、炉内燃烧系统以及烟风系统组成。燃烧系统主要工艺流程如下：
①供气系统
锅炉煤气管道上均设置有电动蝶阀+眼镜阀、流量测量装置、快速切断阀、检查门、吹扫管及排气管等必要的管件及安全附件。
②炉内燃烧系统
高炉煤气燃烧器分层布置，高炉煤气燃烧器可单独使用任何一层燃烧器，且燃烧稳定，即最低稳燃负荷为30%额定负荷。
本系统装有自动点火装置，点火燃料采用焦炉煤气，点火采用二级点火系统，由高能点火器点燃焦炉煤气点火枪，再点燃高炉煤气主燃烧器。底层各主燃烧器配备有高能电子点火枪，点火枪配备有气动或电动推进装置，以便实现程控。
2.3烟风系统
空气经送风机加压，由空气预热器加热为热风送入炉膛助燃。锅炉尾部排出的烟气经引风机升压后送至烟囱排出，排烟温度小于150℃。
3.主要热力系统简介
3.1主蒸汽系统
高炉煤气锅炉产生的蒸汽送入汽轮机进行发电。
3.2除氧、主给水系统
新建除氧器、给水泵等，给水母管采用单母管制，给水温度为162℃。
3.3锅炉补给水系统
110t/h高炉煤气锅炉需要补充水量5.5t/h（排污率按锅炉蒸发量5%考虑），公司现有除盐水制备能力可满足要求，无需增加设备。
4.主要辅机技术参数
4.1送风机
型号：G4-73-11 D型
数量：1台
流量：116150m3/h
全压：5253 Pa
配电机功率：315kW，10kV
4.1引风机
型号：Y4-73-11 D型
数量：1台
流量：388000m3/h
全压：3000Pa
配电机功率：500kW，10kV
三、本工程采用的新技术
常规高炉煤气锅炉有以下特点
①高炉煤气锅炉火焰长，温度低，易造成脱火。
②高炉煤气锅炉炉膛下部温度低，易造成锅炉熄火，对生产和设备产生不利影响。
③焦炉煤气底火的存在易造成锅炉尾部烟道的腐蚀，同时排烟温度高，锅炉尾部热量利用率下降。
④煤气燃烧火焰成放射状，喷射线路较为单一，一旦火焰喷嘴有偏差将造成炉膛火焰偏心，进而锅炉炉膛温度产生偏差。
为解决以上问题，本工程采用了稳燃堆技术，提高局部空间锅炉炉膛温度，以达到稳定高炉煤气火焰燃烧的目的，同时消除焦炉煤气底火。
1.稳燃装置构造
锅炉底部利用耐火材料堆砌单层环形结构，内部为中空。并在堆砌过程中采用异型耐火砖，在环形稳燃堆外部形成扰流区。
采用复合混凝异型耐火砖结构，一次性投入成本较低，维护成本较低。在炉膛底部形成局部高温区域，稳燃效果良好。焦炉煤气底火完全消除，减少烟道腐蚀，同时锅炉尾部烟气利用空间加大，为烟气利用创造条件。底火操作控制消除，避免人为操作失误，属于防错类设施。
2.稳燃装置工作原理
锅炉到达一定负荷后，火焰在稳燃堆外侧形成旋转火焰，对稳燃堆直接辐射加热，并且烧红稳燃堆，在锅炉负荷超过30%时形成锅炉底部中间区域局部稳定区域，并在锅炉某支管突发性灭火情况下，可再次投用该支路，对锅炉炉膛及水冷壁冲击较小。因火焰位置温度较高，能够直接达到点燃高炉煤气的温度，因此直接避免火焰脱火问题。
四、节能效益
根据对高炉煤气锅炉平稳运行前10个月统计（272天），累计消耗高炉煤气33463.8万m3，焦炉煤气1445万m3，未出现一次紧急停炉。平均负荷83.2t/h，蒸汽累计产生543129.6t高温次高压蒸汽。折合发电14292.8MW·h，若煤气不算成本则折合经济效益7146.4万元（电价按0.5元/KW·h）。
五、结语
110t/h高炉煤气锅炉投用后大大缓解了该公司高炉煤气放散压力，同时在焦炉煤气富裕时能够消耗部分焦炉煤气。有较强的煤气峰值调节能力。通过实验验证在30%-100%负荷时，能够采用纯高炉煤气燃烧。
经过近一年的实际运行，证明该项目实施效果良好，运行稳定。高炉煤气锅炉技术在该公司属于首次应用，对以后该兄弟钢铁公司煤气锅炉工程有一定借鉴价值。
关键词：高炉煤气 锅炉 经济性
一、概述
根据XX钢铁集团有限公司存在部分高炉煤气放散的现状，为充分利用煤气资源，保护环境，建设了该公司首台全烧高炉煤气锅炉，产生蒸汽送至汽轮发电机组发电。从运行效益看，产生了巨大的经济效益。
二、110t/h高炉煤气锅炉工程概况
1.主要工艺参数
本工程高炉煤气锅炉的出口压力定为6.87MPa（表），设计温度为468℃，本工程锅炉额定耗量107120Nm3/h，锅炉额定蒸发量为110t/h，锅炉热效率>86%.
2.工艺流程
2.1点火燃料设施
煤气锅炉点火、助燃采用焦炉煤气。
2.2燃烧系统
采用全烧高炉煤气的燃气锅炉，也可混烧高炉煤气和焦炉煤气，根据燃气锅炉的特点和配置，锅炉燃烧系统由供气系统、炉内燃烧系统以及烟风系统组成。燃烧系统主要工艺流程如下：
①供气系统
锅炉煤气管道上均设置有电动蝶阀+眼镜阀、流量测量装置、快速切断阀、检查门、吹扫管及排气管等必要的管件及安全附件。
②炉内燃烧系统
高炉煤气燃烧器分层布置，高炉煤气燃烧器可单独使用任何一层燃烧器，且燃烧稳定，即最低稳燃负荷为30%额定负荷。
本系统装有自动点火装置，点火燃料采用焦炉煤气，点火采用二级点火系统，由高能点火器点燃焦炉煤气点火枪，再点燃高炉煤气主燃烧器。底层各主燃烧器配备有高能电子点火枪，点火枪配备有气动或电动推进装置，以便实现程控。
2.3烟风系统
空气经送风机加压，由空气预热器加热为热风送入炉膛助燃。锅炉尾部排出的烟气经引风机升压后送至烟囱排出，排烟温度小于150℃。
3.主要热力系统简介
3.1主蒸汽系统
高炉煤气锅炉产生的蒸汽送入汽轮机进行发电。
3.2除氧、主给水系统
新建除氧器、给水泵等，给水母管采用单母管制，给水温度为162℃。
3.3锅炉补给水系统
110t/h高炉煤气锅炉需要补充水量5.5t/h（排污率按锅炉蒸发量5%考虑），公司现有除盐水制备能力可满足要求，无需增加设备。
4.主要辅机技术参数
4.1送风机
型号：G4-73-11 D型
数量：1台
流量：116150m3/h
全压：5253 Pa
配电机功率：315kW，10kV
4.1引风机
型号：Y4-73-11 D型
数量：1台
流量：388000m3/h
全压：3000Pa
配电机功率：500kW，10kV
三、本工程采用的新技术
常规高炉煤气锅炉有以下特点
①高炉煤气锅炉火焰长，温度低，易造成脱火。
②高炉煤气锅炉炉膛下部温度低，易造成锅炉熄火，对生产和设备产生不利影响。
③焦炉煤气底火的存在易造成锅炉尾部烟道的腐蚀，同时排烟温度高，锅炉尾部热量利用率下降。
④煤气燃烧火焰成放射状，喷射线路较为单一，一旦火焰喷嘴有偏差将造成炉膛火焰偏心，进而锅炉炉膛温度产生偏差。
为解决以上问题，本工程采用了稳燃堆技术，提高局部空间锅炉炉膛温度，以达到稳定高炉煤气火焰燃烧的目的，同时消除焦炉煤气底火。
1.稳燃装置构造
锅炉底部利用耐火材料堆砌单层环形结构，内部为中空。并在堆砌过程中采用异型耐火砖，在环形稳燃堆外部形成扰流区。
采用复合混凝异型耐火砖结构，一次性投入成本较低，维护成本较低。在炉膛底部形成局部高温区域，稳燃效果良好。焦炉煤气底火完全消除，减少烟道腐蚀，同时锅炉尾部烟气利用空间加大，为烟气利用创造条件。底火操作控制消除，避免人为操作失误，属于防错类设施。
2.稳燃装置工作原理
锅炉到达一定负荷后，火焰在稳燃堆外侧形成旋转火焰，对稳燃堆直接辐射加热，并且烧红稳燃堆，在锅炉负荷超过30%时形成锅炉底部中间区域局部稳定区域，并在锅炉某支管突发性灭火情况下，可再次投用该支路，对锅炉炉膛及水冷壁冲击较小。因火焰位置温度较高，能够直接达到点燃高炉煤气的温度，因此直接避免火焰脱火问题。
四、节能效益
根据对高炉煤气锅炉平稳运行前10个月统计（272天），累计消耗高炉煤气33463.8万m3，焦炉煤气1445万m3，未出现一次紧急停炉。平均负荷83.2t/h，蒸汽累计产生543129.6t高温次高压蒸汽。折合发电14292.8MW·h，若煤气不算成本则折合经济效益7146.4万元（电价按0.5元/KW·h）。
五、结语
110t/h高炉煤气锅炉投用后大大缓解了该公司高炉煤气放散压力，同时在焦炉煤气富裕时能够消耗部分焦炉煤气。有较强的煤气峰值调节能力。通过实验验证在30%-100%负荷时，能够采用纯高炉煤气燃烧。
经过近一年的实际运行，证明该项目实施效果良好，运行稳定。高炉煤气锅炉技术在该公司属于首次应用，对以后该兄弟钢铁公司煤气锅炉工程有一定借鉴价值。