高炉煤气锅炉结构对比及性能分析

1 概 述 　　高炉煤气作锅炉燃料，既节约了能源，又保护了环境。张店钢铁总厂（简称张钢）两台以高炉煤气为燃料的锅炉参数一样，均为20t蒸汽锅炉，型号分别为QC22—20—2.45/400和SHS20—2.5/400。在实际运行过程中发现，这两台锅炉的结构各有不同，性能各有优缺点。 2 结构性能对比分析 　　（1）炉膛及燃烧器。虽然两台锅炉型号不同，但其主要结构一样，均为双锅筒横置式室燃炉，燃烧器均为四角切向布置，其中心线按同方向与炉膛中心切圆（直径300mm）相切。这样在燃烧时火焰在炉膛中心形成旋流，从而使得炉膛中心温度分布均匀，有利于煤气的稳定燃烧。因高炉煤气热值较低，两台锅炉均采用多管式燃烧器，并采用经空气预热器加热的热风，燃烧较为稳定。在运行中发现，使用1台燃烧器也能稳定燃烧，燃烧器结构合理。 　　1#锅炉布置了8台燃烧器，分上下两层，每层4个；2#锅炉布置了4个，只是管径略大。由于高炉煤气含尘量较大，随着运行时间的延长，燃烧器逐渐堵塞，进入炉膛的煤气流量逐渐下降，造成锅炉出力下降，严重时需停炉检修。因此，1#锅炉8个燃烧器的布置比较合理。4个燃烧器既能达到额定出力，在燃烧器堵塞的情况下，还可以再开上层4个燃烧器，以维持锅炉负荷不变，可延长锅炉的运行周期。 　　（2）过热器。1#锅炉过热器共有3个集箱，从上锅筒引出的饱和蒸汽先进入过热气入口集箱，经一级过热器管加热后进入中间集箱，在中间集箱减温，再进入二级过热器管，最后进入出口集箱。可以通过调节减温水的流量来调节过热蒸汽的温度。这种方式比较合理，既可以调节过热蒸汽的温度，又保护了过热器（过热器上限工作温度为450℃）。2#锅炉过热器只有1个集箱，从上锅筒引出的饱和蒸汽经过过热器管后到达出口集箱，同时在出口集箱减温。这种方式的减温只能调节过热蒸汽的温度，未能起到保护过热器的作用，在负荷较轻或烟温较高时，容易造成过热器管壁超温。 　　（3）紧急排气阀安装位置的合理性。张钢两台20t锅炉并列运行，生产的蒸汽供给汽轮鼓风机，当停用锅炉启动时，须达到额定温度和压力后才能与运行锅炉并列，这就要求锅炉在并炉前要达到一定的炉膛温度和负荷。此时为防止锅炉超压需开启紧急排汽阀进行排汽，1#锅炉锅筒上装有1只DN50的紧急排汽阀，因其安装在锅筒上，大量的蒸汽由此排除，而过热器本身的疏水阀又较小（DN20），流经过热器的蒸汽流量较小，造成过热器的蒸汽温度较高，有时甚至达到500℃，超过了过热器的允许工作温度。2#锅炉的DN50紧急排汽阀安装在过热器的出口集箱上，因在并炉前排汽时，流经过热器的蒸汽流量较大，从而避免了上述问题，因而更合理。 　　（4）尾部受热面布置。1#锅炉尾部布置有两级空气预热器，一级省煤器，其省煤器布置在两级空气预热器之间，这样布置可提高热风温度（可达270℃），对煤气的稳定燃烧非常有利，同时省煤器处的温度又不是太高，避免了省煤器汽化的问题。但2#锅炉是省煤器布置在两级空气预热器前面，造成省煤器内水易汽化，不利于省煤器的安全运行，且因空气预热器烟温较低，热风温度也较低，对锅炉的燃烧不利。 3 结 语 　　通过以上分析对比可知，两台锅炉的结构大同小异，在运行中各有利弊。若能设计时稍做变更，将两台锅炉的优点结合在一起，则更有利于锅炉的安全及经济运行。 信息来源于：山东冶金