鍋爐摻燒焦?fàn)t煤氣知識講課

1、鍋爐摻燒焦?fàn)t煤氣講座第一部分：焦?fàn)t煤氣知識焦?fàn)t煤氣 定義： 煤炭煉焦過程中產(chǎn)生的煤熱解氣態(tài)產(chǎn)物。主要含有烴類、氫等可燃物。一、焦?fàn)t煤氣的產(chǎn)生 焦?fàn)t煤氣，又稱焦?fàn)t氣。是指用幾種煙煤配制成煉焦用煤，在煉焦?fàn)t中經(jīng)過 高溫干餾后，在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時所產(chǎn)生的一種可燃性氣體，是煉焦工 業(yè)的副產(chǎn)品。焦?fàn)t氣是混合物，其產(chǎn)率和組成因煉焦用煤質(zhì)量和焦化過程條件不 同而有所差別，一般每噸干煤可生產(chǎn)焦?fàn)t氣 300350m3 （標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）。其主要成 分為氫氣（ 55%60% ）和甲烷（ 23%27% ），另外還含有少量的一氧化碳（ 5% 8% ）、C2 以上不飽和烴 （2%4% ）、二氧化碳 （ 1.5%3%）

2、 、氧氣 （0.3%0.8%） 、 氮?dú)?（3%7%） 。其中氫氣、甲烷、一氧化碳、 C2 以上不飽和烴為可燃組分，二氧 化碳、氮?dú)狻⒀鯕鉃椴豢扇冀M分。焦?fàn)t氣屬于中熱值氣，其熱值為每標(biāo)準(zhǔn)立方米 1719MJ ，適合用做高溫工業(yè) 爐的燃料和城市煤氣。焦?fàn)t氣含氫氣量高，分離后用于合成氨，其它成分如甲烷 和乙烯可用做有機(jī)合成原料。焦?fàn)t氣為有毒和易爆性氣體，空氣中的爆炸極限為 6%30% 。二、焦?fàn)t煤氣有哪些特點(diǎn)？焦?fàn)t煤氣的特點(diǎn)：1、焦?fàn)t煤氣發(fā)熱值高 16720 18810KJ/m³ ，可燃成分較高（約 90% 左右）；2、焦?fàn)t煤氣是無色有臭味的氣體；3、焦?fàn)t煤氣因含有 CO 和少量

3、的 H2S 而有毒；4、焦?fàn)t煤氣含氫多，燃燒速度快，火焰較短；5、焦?fàn)t煤氣如果凈化不好，將含有較多的焦油和萘，就會堵塞管道和管件， 給調(diào)火工作帶來困難；6、著火溫度為 600650 C。7、焦?fàn)t煤氣含有 H2（5560% ），CH4（2327% ），CO（58% ），CO2 （1.53.0% ），N2（37%），O2（0.5% ），cmhn（24%）; 密度為 0.450.50 Kg/Nm3 。三、我公司使用焦?fàn)t煤氣的參數(shù)：燃?xì)夥N類：焦?fàn)t煤氣煤氣成分：H2：58%；CH4：26%；CO：6.2%；N2:4.5%;CO:2.2%;C2H4:2.5%；Q:0.6%;雜質(zhì)（g/ m3）:NH:6；H

4、S:6；HCN 1.5 ；焦油：0.05 ；煤氣溫度：常溫煤氣流量（單臺爐最大）：22500 Nm3/h燃燒器數(shù)量：4臺/爐單臺燃燒器出力：5625Nm3/h爐膛背壓：23Kpa燃?xì)鈮毫Γ?gt; 20Kpa （燃燒器前）燃?xì)鉄嶂担?7MJ/Nm3二次風(fēng)壓力：2.55.0Kpa儀表用壓縮空氣：0.40.7Mpa第二部分：鍋爐摻燒焦?fàn)t煤氣的設(shè)備系統(tǒng)布置方式（見系統(tǒng)圖）系統(tǒng)主要設(shè)備清單：序號名稱型號單位數(shù)量1就地控制柜（一控四，含DCS接口）DHK-II臺12焦?fàn)t煤氣燃燒器本體JRSQ-5625臺43燃燒器金屬軟管JR300X 1000支44氣動快關(guān)碟閥（防爆）JQDF-16-500,DN500;

5、PN1.6臺25氣動調(diào)節(jié)閥（防爆）JQDF-16-300,DN300;PN1.6臺46手動閘閥Z41H-16QN500臺27手動閘閥Z41H-16QN300臺48手動閘閥Z41H-16QN100臺89手動截止閥J41H-16QN25臺410阻火器DN300;PN1.6臺411壓力表組0-40KPa套412溫度表組0-500 C套513壓力開關(guān)設(shè)定值40KPa套114燃燒風(fēng)通風(fēng)閥DN300,PN1.6臺415鍋爐設(shè)備讓管套116燃燒器罩殼三、燃燒設(shè)備說明1燃?xì)馊紵鞅倔w燃?xì)馊紵鞅倔w具有以下特點(diǎn)：噴頭采用耐熱不銹鋼材質(zhì)，使用壽命長；采用比例調(diào)節(jié)燃燒器，燃燒器的操作彈性大；燃燒器燒咀采用耐熱不銹鋼

6、材質(zhì)，大大延長了燃燒器使用壽命；噴嘴雙旋流結(jié)構(gòu)，因而很好地解決了噴嘴堵塞、結(jié)焦問題；火焰剛性強(qiáng)，火焰噴射速度高；燃燒風(fēng)采用旋流式，是燃?xì)饣旌暇鶆颍紵浞?；燃燒充分不冒黑煙，燃燒產(chǎn)物中污染物少，低于國家環(huán)保局規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo); 安裝方便：安裝時將燃燒器通過連接法蘭與爐壁罩殼對接即可；燃料類型焦?fàn)t煤氣耗氣量20006700NMh 可調(diào)額定耗氣量5625 NlM/h調(diào)節(jié)范圍35%120%火焰長度24m火焰直徑1.5m額定燃?xì)鈮毫?0KPa燃燒風(fēng)風(fēng)壓6-10KPa燃燒頭壓力損失1000Pa燃盡率99.9%設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)：73年熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),燃?xì)夤こ碳夹g(shù)手冊第三部分：鍋爐摻燒焦?fàn)t煤氣的優(yōu)缺點(diǎn)，如何優(yōu)化一、

7、鍋爐摻燒煤氣可行性1. 通過對鍋爐進(jìn)行改造，使鍋爐能夠大比例的摻燒焦?fàn)t煤氣，同時保證增加的焦?fàn)t煤 氣燃燒器能夠適應(yīng)循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)，在保證額定負(fù)荷的情況下，能安全穩(wěn)定 的燃燒焦?fàn)t煤氣，并節(jié)省燃煤。2. 每臺鍋爐床上設(shè)置4套焦?fàn)t煤氣摻燒燃燒器，布置在鍋爐左右側(cè)墻，每側(cè)兩只。為了 保證膨脹順暢焦?fàn)t煤氣燃燒器與焦?fàn)t煤氣管道采用金屬軟管連接。將二次風(fēng)管道引 出一路接到燃燒器上進(jìn)行混合后噴入爐膛燃燒，同時冷卻燃燒器。焦?fàn)t煤氣燃燒器噴嘴采用耐熱的不銹鋼制作，保證使用和使用安全性。焦?fàn)t煤氣燃燒器設(shè)有觀火孔， 以便觀察火焰狀況。3. 焦?fàn)t煤氣燃燒器運(yùn)行時，二次風(fēng)即對焦?fàn)t煤氣具有助燃作業(yè)，又對噴口具有冷卻作

8、 用。焦?fàn)t煤氣燃燒器不運(yùn)行時，二次風(fēng)具有防爆密封作用。由于焦?fàn)t煤氣燃燒器沒 有設(shè)計(jì)獨(dú)立的點(diǎn)火和火焰監(jiān)測裝置，焦?fàn)t煤氣燃燒器必須在鍋爐燃煤達(dá)到一定負(fù)荷 后才允許投入。焦?fàn)t煤氣燃燒器投運(yùn)數(shù)量應(yīng)根據(jù)鍋爐負(fù)荷變化逐漸增加。二、必要性1. 通過焦?fàn)t煤氣的摻燒可以進(jìn)一步做實(shí)公司綜合利用工作，實(shí)現(xiàn)龍固園區(qū)資源的綜合 利用和循環(huán)利用，拓寬企業(yè)的生存空間和生存質(zhì)量。2. 通過摻燒焦?fàn)t煤氣可以降低對龍固礦煤炭的依存關(guān)系，拓寬燃料供應(yīng)渠道，增加煤 炭采購議價能力，降低煤炭采購成本。3. 由于焦?fàn)t煤氣含硫量極低，可以減少污染物的排放，實(shí)施清潔生產(chǎn)。三、鍋爐摻燒煤氣后的運(yùn)行特點(diǎn)分析：（一）摻燒焦?fàn)t煤氣可能獲得的收益：1

9、. 鍋爐燃用焦?fàn)t煤氣屬于低品位能源的循環(huán)利用和綜合利用，屬于國家政策鼓勵的項(xiàng)目，有利于解決公司生存問題，同時便于爭取政策扶持。2. 焦?fàn)t煤氣低位發(fā)熱量和單位熱值價格與龍固礦供應(yīng)的煤炭相當(dāng)，有利于改善公司燃 料供應(yīng)結(jié)構(gòu)，增加公司燃料議價能力，便于平衡煤價，降低燃料成本。3. 焦?fàn)t煤氣成分中90%為可燃?xì)怏w，容易燃燒。鍋爐摻燒煤氣后，鍋爐燃燒效率可以進(jìn)4. 灰渣量降低，灰、渣物理熱損失降低。5. 灰渣輸送設(shè)備損耗降低，節(jié)約檢修費(fèi)用。6. 鍋爐排渣量減少，爐渣在爐內(nèi)停留時間增加，降低爐渣含碳量。7. 鍋爐燃用煤氣后，系統(tǒng)上煤量減少，降低上煤、碎煤耗電量，節(jié)約廠用電。同時降 低上煤碎煤系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)時間

10、和費(fèi)用。8. 焦?fàn)t煤氣含硫量低，降低尾部受熱面低溫腐蝕程度。9. 通過在二次風(fēng)支管內(nèi)設(shè)置焦?fàn)t煤氣燃燒器，可以減少二次風(fēng)支管通流面積，提高出 口二次風(fēng)初速度，增強(qiáng)二次風(fēng)穿透能力，可以有效降低飛灰含碳量。（二） 摻燒焦?fàn)t煤氣可能存在的問題：1. 由于焦?fàn)t煤氣的主要成份為氫氣、甲烷、乙烷，焦?fàn)t煤氣燃燒后，將生成大量的水 蒸氣，導(dǎo)致煙氣水蒸氣份額增加， 造成尾部煙道受熱面 （主要是下一次風(fēng)空氣預(yù)熱 和二次風(fēng)空氣預(yù)熱器下部）低溫腐蝕情況加劇。2. 煙氣水蒸氣份額增加后，灰塵粘度增大，鍋爐受熱面的積灰可能性增大。3. 鍋爐大量摻燒焦?fàn)t煤氣后，由于爐內(nèi)循環(huán)灰料濃度降低，一方面影響鍋爐水汽系統(tǒng) 吸熱份額，造成

11、水系統(tǒng)吸熱降低，汽系統(tǒng)吸熱增加，造成主蒸汽溫度超溫；另一方 面可能對系統(tǒng)物料循環(huán)有影響，導(dǎo)致循環(huán)倍率降低，造成床溫升高。四、鍋爐摻燒煤氣后出現(xiàn)問題的解決方案1. 針對空氣預(yù)熱器低溫腐蝕問題：龍固公司通過咨詢和考察，決定對空氣預(yù)熱器進(jìn)行 改造。改造方案為：對下一次風(fēng)空預(yù)熱器全部和二次風(fēng)空預(yù)器下部的管道材質(zhì)進(jìn)行 調(diào)整，用耐腐蝕的不銹鋼（ 304）和烤鐙鋼組合管代替原來的普通鋼管。2. 針對受熱面積灰加劇現(xiàn)象：龍固公司擬對鍋爐吹灰器進(jìn)行改造，改造方案采用燃?xì)?激波吹灰器代替原有老式聲波吹灰器，為了加深焦?fàn)t煤氣的利用程度，我公司正在 與激波吹灰器廠家溝通使用焦?fàn)t煤氣替代燃?xì)獾目尚行浴?. 針對爐內(nèi)循環(huán)

12、灰料濃度降低，導(dǎo)致床溫升高問題：龍固公司擬對鍋爐分離器中心筒 進(jìn)行改造，以提高分離器工作效率，增加循環(huán)灰料濃度，減輕和消除鍋爐摻燒煤氣 對床溫的影響。我公司 #2爐中心筒已經(jīng)進(jìn)行改造且效果明顯。4. 針對爐內(nèi)循環(huán)灰料濃度降低，導(dǎo)致主蒸汽溫度升高問題：目前鍋爐運(yùn)行時主蒸汽溫 度本來就比設(shè)計(jì)值偏低 10度左右，爐內(nèi)循環(huán)灰料濃度降低導(dǎo)致主蒸汽溫度升高正好 可以解決這個問題。同時龍固公司鍋爐蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)有兩級利用高加出水的噴水減 溫器，能夠有效控制主蒸汽溫度，且不會降低熱效率。綜合上述分析，說明鍋爐摻燒煤氣是可行的，且能夠做大揚(yáng)長避短。 第四部分：焦?fàn)t煤氣的摻燒和退出總則：鍋爐摻燒煤氣系統(tǒng)投入使用條件

13、：鍋爐爐膛正常燃燒，二次風(fēng)投入運(yùn)行，二 次風(fēng)壓力高于1.5Kpa，爐膛中部溫度在鍋高于700C。系統(tǒng)退出要求：鍋爐停運(yùn)前必須 提前將煤氣系統(tǒng)退出運(yùn)行方可進(jìn)行停爐操作。一、煤氣系統(tǒng)投入：1 、系統(tǒng)投入具備條件：1）首先在啟動燃燒器前先確認(rèn)所有設(shè)備均正常工作（可以做啟動試驗(yàn)） ，2）鍋爐摻燒煤氣系統(tǒng)投入使用條件：鍋爐爐膛正常燃燒，二次風(fēng)投入運(yùn)行，二次風(fēng)壓力高于1.5Kpa，爐膛中部溫度在鍋高于700 Eo2 煤氣系統(tǒng)投入操作：1 ）投運(yùn)前吹掃 : 先打開蒸汽吹掃手動閥門（主管路閥門、疏水閥均保持關(guān)閉狀態(tài)， 其他所有閥門打開），放散吹掃管路10分鐘左右，然后關(guān)閉所有吹掃放散閥門。2）燃燒器投入：先開

14、啟燃燒器二次風(fēng)手動門，投入二次風(fēng)。其次打開焦?fàn)t煤氣管 路所有手動閥門，確定主管焦?fàn)t煤氣壓力及溫度是否正常，正常情況下打開主管氣動快 關(guān)蝶閥，調(diào)整煤氣調(diào)節(jié)閥，將焦?fàn)t煤氣投入鍋爐爐膛，可通過觀火孔查看焦?fàn)t煤氣燃燒 情況。投入時燃燒器對稱投入，防止產(chǎn)生熱偏差。3）調(diào)節(jié)負(fù)荷操作： 根據(jù)鍋爐負(fù)荷調(diào)整需要，加負(fù)荷時先現(xiàn)增加二次風(fēng)，再增加煤氣量，控制過熱器氧量在3 5%降低負(fù)荷時先減少煤氣量，待氧量升高后再調(diào)整二次風(fēng)。2、燃燒器停止運(yùn)行：1）降低煤氣系統(tǒng)出力，將煤氣調(diào)節(jié)閥逐步降低到 10%。2）關(guān)閉煤氣母管氣動閥及母管手動閥 ,2）打開吹掃閥吹掃管路 10分鐘，3）關(guān)閉吹掃閥，4）關(guān)閉煤氣調(diào)節(jié)閥5）關(guān)閉燃燒器前手動閘閥2、焦?fàn)t煤氣快關(guān)閥要考慮以下閉鎖：二次風(fēng)壓力高于一定值后方可打開；滅火保護(hù)功能實(shí)現(xiàn) : 當(dāng)燃燒