全燃高炉煤气高温高压锅炉的运行特性
锅炉的工作原理及工作特性

锅炉的工作原理及工作特性锅炉是一种用于产生蒸汽或热水的设备,广泛应用于工业和家庭供暖系统中。
它的工作原理基于燃烧燃料产生热能,通过传递热能给水来产生蒸汽或热水。
一、锅炉的工作原理锅炉的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 燃料燃烧:锅炉中的燃料(如煤、油、天然气等)在燃烧室中被点火。
燃料的燃烧产生的热能将会转化为热气流。
2. 热气流传递:热气流经过锅炉内的烟道,将热量传递给水管内的水。
烟道通常是由管子组成的,以增加热交换的表面积,提高热效率。
3. 水的加热:热气流通过烟道时,会使水管内的水温升高。
热气流的温度和流量决定了水的加热速度和温度。
4. 蒸汽或热水产生:当水被加热到一定温度时,它会转化为蒸汽或热水。
蒸汽可以用于动力发电和工业生产,而热水可以用于供暖和热水供应。
二、锅炉的工作特性1. 热效率:锅炉的热效率是指燃料转化为热能的比例。
高效率的锅炉可以最大限度地利用燃料的热能,减少能源浪费。
热效率通常以百分比表示,越高越好。
2. 蒸汽产量:锅炉的蒸汽产量是指单位时间内产生的蒸汽量。
蒸汽产量取决于锅炉的尺寸、热交换表面积、燃料燃烧速度等因素。
通常以吨/小时或千克/小时表示。
3. 压力和温度:锅炉产生的蒸汽或热水的压力和温度取决于锅炉的设计和工作条件。
高压锅炉可以产生高温高压的蒸汽,用于动力发电和工业生产。
4. 安全性:锅炉的安全性是指在正常运行和异常情况下的安全性能。
锅炉应具备过热保护、低水位保护、压力保护等安全装置,以防止发生爆炸、泄漏和其他事故。
5. 控制系统:锅炉通常配备有自动控制系统,用于监测和调节锅炉的工作状态。
控制系统可以根据需求调整燃料供给、风量、水位和压力等参数,以保持锅炉的稳定运行。
6. 环保性:锅炉的环保性是指锅炉在燃烧过程中对环境的影响。
现代锅炉通常采用先进的燃烧技术和排放控制装置,以减少废气中的污染物排放,保护环境。
总结:锅炉的工作原理是通过燃料燃烧产生热能,将热能传递给水来产生蒸汽或热水。
锅炉的工作原理及工作特性

锅炉的工作原理及工作特性一、引言锅炉是一种将水加热转化为蒸汽或者热水的设备,广泛应用于工业生产、供暖和发电等领域。
了解锅炉的工作原理及工作特性对于正确使用和维护锅炉至关重要。
本文将详细介绍锅炉的工作原理及工作特性。
二、锅炉的工作原理1. 燃烧系统锅炉的燃烧系统是实现燃料燃烧的关键部份。
燃料经过供给系统进入燃烧器,在适当的空气供给下进行燃烧。
燃烧产生的高温燃烧气体通过锅炉的炉膛,将水加热并转化为蒸汽或者热水。
2. 加热表面锅炉的加热表面是水与燃烧气体进行热交换的部份。
常见的加热表面包括锅筒、炉膛、管束等。
燃烧气体通过这些表面时,将热量传递给水,使水温升高。
3. 蒸汽系统或者热水系统锅炉产生的蒸汽或者热水通过相应的系统传输和利用。
蒸汽系统通常包括蒸汽管道、汽轮机或者其他设备,用于产生动力或者进行加热。
热水系统则将热水输送到需要加热的地方,例如供暖系统。
三、锅炉的工作特性1. 热效率热效率是衡量锅炉能量利用效率的指标,通常以百分比表示。
热效率越高,锅炉的能量利用效率越高。
提高锅炉的热效率可以降低能源消耗和运行成本。
2. 蒸汽产量或者热水产量蒸汽产量或者热水产量是衡量锅炉工作能力的指标。
不同类型的锅炉具有不同的蒸汽产量或者热水产量范围。
根据需求选择合适的锅炉型号和规格可以确保供暖或者生产过程的正常进行。
3. 压力和温度范围锅炉的工作压力和温度范围取决于具体的应用场景和要求。
不同的锅炉类型和规格能够适应不同的压力和温度要求。
在选择锅炉时,需要考虑所需的压力和温度范围,以确保锅炉能够正常工作并满足生产或者供暖的需求。
4. 控制系统锅炉的控制系统对于保证锅炉的安全运行和性能稳定至关重要。
常见的控制系统包括燃烧控制系统、水位控制系统、压力控制系统等。
这些系统通过监测和调节锅炉的工作参数,确保锅炉在安全范围内运行。
5. 燃料适应性不同的锅炉可以适应不同类型的燃料,包括煤炭、天然气、油料等。
根据实际情况选择合适的燃料类型和供给方式,可以提高锅炉的工作效率和经济性。
锅炉的工作原理及工作特性

锅炉的工作原理及工作特性锅炉是一种常见的热能转换设备,用于将水加热为蒸汽或热水。
它在许多工业和家庭应用中起着重要作用,如发电厂、供暖系统、工业加热等。
了解锅炉的工作原理和工作特性对于正确使用和维护锅炉至关重要。
一、锅炉的工作原理锅炉的工作原理基于热能传递和能量守恒定律。
当燃料(如煤、天然气、石油等)在锅炉燃烧室中燃烧时,产生的热能会被传递给锅炉内的水。
燃料燃烧产生的高温燃烧气体通过锅炉的烟道和烟囱排出,而水则吸收了热能并转化为蒸汽或热水。
具体来说,锅炉主要由燃烧室、烟道、烟囱、水循环系统和控制系统等组成。
燃料在燃烧室中燃烧时,产生的热能通过锅炉内的烟道传递给水。
水在锅炉内循环流动,通过与烟道内的热能交换,水被加热并转化为蒸汽或热水。
蒸汽或热水可以通过管道输送到需要的地方,如发电机、供暖系统等。
同时,锅炉的控制系统可以监测和调节锅炉的工作状态,以确保安全和高效运行。
二、锅炉的工作特性1. 热效率:锅炉的热效率是衡量锅炉能源利用效率的重要指标。
热效率越高,锅炉消耗的燃料越少,能源利用效率越高。
提高锅炉的热效率可以通过改善燃烧效果、减少烟气排放损失等方式实现。
2. 蒸汽产量:锅炉的蒸汽产量取决于锅炉的设计和工作参数。
不同类型的锅炉具有不同的蒸汽产量能力,可以根据实际需求选择合适的锅炉。
3. 压力和温度:锅炉内的水或蒸汽通常具有一定的压力和温度。
锅炉的压力和温度范围取决于锅炉的设计和用途。
高压锅炉主要用于发电厂等大型工业应用,而低压锅炉适用于家庭供暖等小型应用。
4. 燃料适应性:不同类型的锅炉可以使用不同种类的燃料,如煤、天然气、石油等。
选择适合的燃料可以根据成本、环境影响和可用性等因素进行考虑。
5. 安全性:锅炉的安全性是至关重要的。
锅炉应具备防爆、过热保护、水位控制等安全装置,以确保锅炉的安全运行。
6. 维护和清洁:定期维护和清洁锅炉是保持其正常运行和延长使用寿命的重要措施。
这包括清除燃烧室和烟道内的积灰、检查和更换磨损的部件等。
高温高压燃气锅炉

高温高压燃气锅炉高温高压燃气锅炉文档一、引言高温高压燃气锅炉是一种先进的能源设备,它以高温高压的燃烧方式为工业领域提供热能。
高温高压燃气锅炉具有热效率高、能源利用率高、运行稳定等优点,广泛应用于化工、医药、制药、纺织、电力、食品等行业。
二、工作原理高温高压燃气锅炉的工作原理是通过燃烧室将燃气与空气混合并燃烧,产生热量。
燃烧产生的高温燃烧气体通过锅炉管道中的换热器传热给水,使水在管道中加热并转化为蒸汽。
蒸汽经过蒸汽减压器降温和减压后,进一步传递给工业设备,用于加热、蒸馏或发电。
三、特点与优势1. 高效节能:高温高压燃气锅炉采用优化燃烧技术和高效换热器,燃烧效率高达98%以上,可大幅减少能源损耗,提高能源利用率。
2. 热负荷范围广:高温高压燃气锅炉的热负荷范围广,可快速调节燃料用量和燃烧强度,适应不同工艺要求和负荷变化。
3. 运行稳定可靠:高温高压燃气锅炉采用先进的自动控制系统,具有温度、压力、燃烧气体浓度等多重保护措施,能够实现安全稳定的长时间运行。
4. 制造工艺先进:高温高压燃气锅炉的核心部件使用优质材料制造,经过先进的加工工艺,保证了锅炉的稳定性和可靠性。
5. 环保节能:高温高压燃气锅炉采用先进的燃烧技术和尾气处理设施,尾气排放符合环保要求,锅炉本身也具有低噪音、低污染等特点。
四、应用领域1. 化工工业:高温高压燃气锅炉可用于化工工业中的加热、蒸馏、反应及干燥等工艺。
2. 制药工业:高温高压燃气锅炉可用于制药工业中对物料及介质的高温烘干、蒸化、煮沸和杀菌等。
3. 纺织工业:高温高压燃气锅炉可用于纺织加工过程中的定型、烘干等工艺。
4. 电力工业:高温高压燃气锅炉可用于电力工业中的热电联产系统,提供蒸汽来驱动发电机。
5. 食品工业:高温高压燃气锅炉可用于食品工业中的杀菌、清洗和加热等工艺。
五、发展趋势随着工业生产对能源的需求不断增长,高温高压燃气锅炉市场前景广阔。
未来,高温高压燃气锅炉将进一步发展,其关键技术将更加成熟,燃烧效率和能源利用率将不断提高。
纯燃高炉煤气锅炉特点及运行

纯燃高炉煤气锅炉特点及运行发表时间:2016-08-29T11:15:56.543Z 来源:《电力设备》2016年第12期作者:何天[导读] 高炉煤气为炼铁的产物,内含一氧化碳,具有可燃性、低热值的特点。
何天(广东韶关钢铁集团有限公司 512123)摘要:高炉煤气在生产中可以充当动力燃料,优势体现在热值低且一般情况下不会着火,但由于其同时还具有燃烧及气源不够稳定等局限性,纯燃高炉煤气锅炉在运行中体现出了与燃煤锅炉明显不同的特点。
而要想使此种锅炉更好的服务于生产,就必须要掌握影响其运行的关键因素。
本文以某纯燃高炉煤气锅炉为例,对此种锅炉的特点及运行作了阐述。
关键词:纯燃高炉煤气锅炉;特点;运行1 前言高炉煤气为炼铁的产物,内含一氧化碳,具有可燃性、低热值的特点,在生产中经常被作为动力燃料,在冶金行业应用较广。
但由于此种燃料本身具有燃烧无法保持稳定等缺陷,再加上目前围绕燃气锅炉展开的研究不多,关于纯燃高炉煤气锅炉的运行还有很多问题需要进一步探讨。
2 纯燃高炉煤气锅炉特点及运行2.1关于高炉煤气结合高炉煤气的构成成分来看,其主要包括四种气体:第一,一氧化碳;第二,氢气;第三,氮气;第四,二氧化碳。
其中,第一种气体具有可燃性,第二种气体量比较少,第三种与第四种均属于惰性气体。
高炉煤气的特点包括:首先,其理论燃烧温度变化范围为1100℃至1300℃之间,明显低于其他燃料。
其次,在热负荷一样的前提下,其燃烧烟气量约比其他燃料高三到六成,排烟损失同样大于其他燃料。
最后,其具有不稳定性,这一点是由其来源决定的。
高炉煤气的参数热值受到高炉运行的影响极为明显,比如,当后者出现变化的时候,其热值就会出现大幅波动,波幅最大在30%以上。
在正常生产中,此种波动势必会产生一些不良影响。
2.2纯燃高炉煤气锅炉的特点纯燃高炉煤气锅炉对于钢铁企业生产有着重要的影响,为了使此种锅炉发挥出更大的优势,就必须在掌握其特点的基础上,将其合理应用于生产中。
锅炉的工作原理及工作特性

锅炉的工作原理及工作特性锅炉是一种用于产生蒸汽或加热水的设备,广泛应用于工业、商业和家庭领域。
它通过燃烧燃料产生热能,然后将热能转移到工质(通常是水)中,使其升温或变为蒸汽。
以下将详细介绍锅炉的工作原理及工作特性。
一、工作原理锅炉的工作原理可以分为燃烧系统、传热系统和控制系统三个方面。
1. 燃烧系统燃烧系统是锅炉的核心部分,它负责将燃料和空气混合并点燃。
燃料可以是天然气、石油、煤炭等。
当燃料与空气混合后,引燃装置会点燃混合物,产生高温的火焰。
燃烧释放出的热能会传递给锅炉的传热系统。
2. 传热系统传热系统是将燃烧释放出的热能传递给工质的部分。
传热系统通常由锅炉壳体、烟管、水管等组成。
烟气在燃烧室内部通过烟管或水管,使烟气与水或蒸汽进行热交换,从而将热能传递给水或蒸汽。
烟气在传热过程中逐渐降温,最终排出锅炉外部。
3. 控制系统控制系统用于监测和调节锅炉的工作状态,确保其安全、高效运行。
控制系统通常包括温度、压力、流量等传感器,以及自动调节阀、燃料供给系统等设备。
通过监测和调节这些参数,控制系统可以实现锅炉的自动启停、温度控制、压力控制等功能。
二、工作特性1. 高效节能现代锅炉采用先进的燃烧技术和传热技术,具有高效节能的特性。
通过优化燃烧过程和传热效率,锅炉可以最大限度地利用燃料的热能,减少能源浪费。
2. 安全可靠锅炉在设计和制造过程中,严格遵守相关的安全标准和规范。
锅炉配备了多种安全保护装置,如过热保护装置、过压保护装置、燃烧器自动控制装置等,以确保锅炉的安全可靠运行。
3. 灵活多样根据不同的应用需求,锅炉可以采用不同的燃料和工作方式。
例如,燃料可以是固体燃料、液体燃料或气体燃料,工作方式可以是蒸汽锅炉、热水锅炉等。
这种灵活性使得锅炉可以适应不同场景的需求。
4. 环保节能锅炉在燃烧过程中会产生废气和废水。
现代锅炉通过采用先进的燃烧技术和排放控制装置,可以有效减少废气中的污染物排放,达到环保要求。
同时,锅炉的高效节能特性也可以减少对能源的消耗,降低对环境的影响。
锅炉的工作原理及工作特性

锅炉的工作原理及工作特性锅炉是一种将水加热转化为蒸汽或热水的设备,广泛应用于工业生产和居民生活中。
它的工作原理基于热能传递和能量转化的原理。
1. 工作原理:锅炉的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1.1 燃料燃烧:锅炉内部燃烧室中的燃料(如煤、油、天然气等)被点火燃烧,产生高温燃烧气体。
1.2 热能传递:燃烧产生的高温燃烧气体通过锅炉的炉壁和烟管,将热能传递给锅炉内部的水。
1.3 水转化:热能传递使水温升高,当水温达到沸点时,水转化为蒸汽或热水。
1.4 蒸汽或热水产生:转化后的蒸汽或热水从锅炉中排出,供应给相关的生产设备或供暖系统。
2. 工作特性:2.1 高效能:锅炉通过燃烧燃料将能量转化为热能,利用热能生产蒸汽或热水,具有高效能的特点。
锅炉的热效率是衡量其能源利用效率的重要指标,通常通过燃料的热值和产生的蒸汽或热水的热值之比来表示。
2.2 稳定性:锅炉在运行过程中能够保持稳定的工作状态,保证蒸汽或热水的供应稳定性。
锅炉的控制系统能够根据需求调整燃烧器的燃料供给、风量和排烟温度等参数,以保持锅炉的稳定运行。
2.3 安全性:锅炉在设计和制造过程中考虑到安全因素,采取了多种保护措施。
例如,锅炉配备了安全阀,当锅炉内部压力超过设定值时,安全阀会自动打开释放压力,以保证锅炉的安全运行。
2.4 灵活性:锅炉可以适应不同的燃料类型和工作条件。
根据需要,锅炉可以使用煤、油、天然气等多种燃料,并且可以根据生产需求进行调整,以满足不同的工作要求。
2.5 节能环保:现代锅炉在设计和制造过程中注重能源的节约和环境保护。
通过采用高效燃烧技术、余热回收装置等措施,锅炉的能源利用效率得到提高,同时减少了燃料的消耗和环境污染。
总结:锅炉是一种将水加热转化为蒸汽或热水的设备,其工作原理基于热能传递和能量转化的原理。
锅炉具有高效能、稳定性、安全性、灵活性和节能环保等特点。
在工业生产和居民生活中,锅炉发挥着重要的作用,为各个领域提供热能供应。
超高温超高压燃气锅炉

超高温超高压燃气锅炉超高温超高压燃气锅炉是一种高效、安全的加热设备,广泛应用于工业生产和民用领域。
本文将介绍超高温超高压燃气锅炉的原理、特点、应用和优势。
一、原理超高温超高压燃气锅炉利用燃气的高温高压产生蒸汽,通过传热将热能转移给工艺介质,实现加热目的。
其运行依靠燃气的燃烧反应,将燃料中的化学能转化为热能,然后将热能传递给水,使其产生蒸汽。
二、特点1.高温高压:超高温超高压燃气锅炉具有远超常规锅炉的工作温度和压力,可达到1000℃以上和100MPa以上,相比之下,其传热效果更好,加热速度更快。
2.安全可靠:超高温超高压燃气锅炉配备了多重安全保护装置,如超温保护、超压保护、缺水保护等,能够有效地避免事故的发生,保证工作安全。
3.节能环保:超高温超高压燃气锅炉具备高效的传热效果和燃烧效率,能够最大限度地利用燃料的热能,大幅度降低能源损耗。
同时,其燃烧过程中没有明显的烟尘和污染物排放,减少了对环境的影响。
4.占地面积小:相比传统锅炉,超高温超高压燃气锅炉体积小、结构紧凑,占地面积较小,适合在空间有限的场合使用。
三、应用超高温超高压燃气锅炉广泛应用于以下领域:1.工业领域:超高温超高压燃气锅炉可用于化工、石油、制药、船舶等领域的加热和蒸汽驱动设备,满足高温高压的工艺需求。
2.民用领域:超高温超高压燃气锅炉可用于供暖系统,如居民区、学校、医院等大型建筑群。
其高效快速的加热能力能够满足大范围的供热需求。
四、优势超高温超高压燃气锅炉相较于传统锅炉具有以下优势:1.高效节能:传热效率高,燃烧效率高,能源利用率高,大幅度降低了燃料消耗和能源成本。
2.安全可靠:配备了多重安全保护装置,在使用过程中保证了工人和设备的安全。
3.环保节能:燃烧途中几乎无烟尘和污染物排放,对环境的影响小。
4.占地面积小:体积小,结构紧凑,更加适合空间有限的场所使用。
总结:超高温超高压燃气锅炉是一种高效、安全、节能、环保的加热设备,广泛应用于工业和民用领域。
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全燃高炉煤气高温高压锅炉的运行特性朱宇翔秦小东(上海交通大学工程硕士上海威钢能源公司)0前言高炉煤气是钢铁行业在高炉炼铁过程中的一种副产品,高炉煤气作为一种动力燃料具有热值低,不易着火,燃烧不稳定的缺点而且气源不稳定。
每生产一吨生铁约可得1600-2000立方米高炉煤气,产量很大。
作为二次能源,钢铁企业内部主要作为热风炉和工业锅炉的燃料使用,但仍有大量富余被排放掉。
同时随着高炉的大型化,使高炉煤气的产生量成倍增加。
中、低参数燃用高炉煤气的工业锅炉在容量和能源利用方面已不能适应高炉煤气产量的增加。
将高炉煤气作为电站的一种动力燃料既可减少高炉煤气的排放,减少污染同时也可减少电站对动力用煤的需求。
因而大型电站锅炉掺烧高炉煤气以及高炉煤气的燃气轮机,全燃高炉煤气的高温高压电站锅炉应运而生。
高炉煤气作为锅炉的完全燃料因为其所具有的某些特性,使锅炉的结构和运行都具有其特有的特性。
本文主要以上海威钢公司的一台220T/H的全燃高炉煤气的高温高压锅炉为例,介绍了全燃高炉煤气高温高压锅炉的特点,并阐述了高温高压全燃高炉煤气锅炉的运行特性。
1高炉煤气的特性1.1高炉煤气的成分及发热量高炉煤气是在高炉生产的过程中焦炭经气化后转变而得的.高炉煤气中含有大量的N2和CO2,其主要可燃成分为CO,与其它动力燃料相比它是一种低热值燃料。
高炉煤气成分高炉煤气的热值约为3000KJ/M3,根据高炉的运行工况热值将会有所波动。
高炉煤气的理论燃烧温度比高发热量的燃料低得多,各种燃料的理论燃烧温度见下表通过上表,可发现高炉煤气的理论燃烧温度较其它燃料相比要低很多,即使将其预热至180℃其理论燃烧温度也仅有1300℃,而火焰的热辐射力又与其绝对燃烧温度的四次方成正比,因而,燃用高炉煤气所产生的火焰辐射力较低,同时燃用高炉煤气时与燃用煤和油时不同,烟气中不含有碳黑和灰粒,仅依靠烟气中的三原子气体传递辐射热,因而高炉煤气燃烧后所产生的烟气自身的辐射力弱,与燃用烟煤的锅炉相比全燃高炉煤气的锅炉的传热能力下降60%左右。
1.2高炉煤气燃烧的稳定性在常压下,高炉煤气着火温度为530℃-650℃,在室温及常压下着火浓度极限为35-71%。
高炉煤气的着火浓度随温度升高其范围会变宽。
由于其火焰温度较低,而且高炉煤气中含有大量惰性气体使火焰传播速度减慢,着火和稳定燃烧都比较困难。
但一旦达到着火稳燃的条件,燃烧还是相当迅速的。
1.3高炉煤气燃烧烟气量全烧高炉煤气锅炉烟气量大,下表为产生1MJ燃烧热燃料燃烧烟气量。
从上表可以看出,相同热负荷情况下,高炉煤气燃烧所产生的烟气量比其它燃料燃烧所产生的烟气量多30-60%。
燃用高炉煤气产生的烟气量多,因而烟气的流速加快,对流换热量正比与烟气流速的0.8幂,对流加热面的换热强度势必加强,易引起对流过热器超温同时排烟损失也较大。
1.4安全性高炉煤气是一种有毒气体,一旦泄露聚集会引起中毒,甚至爆炸事故,因此高炉煤气的输送系统及燃烧设备等要求严格密封。
高炉煤气常温常压下着火浓度为35-71%,在此范围内高炉煤气存在爆炸的可能,所以一般规定输送管道中的氧浓度小于5%。
2高温高压全燃高炉煤气锅炉简介因为高炉煤气与众不同燃烧特性,所以为了组织好高炉煤气的燃烧,全燃高炉煤气锅炉必燃有其相应特点。
目前国内高温高压纯燃高炉煤气的锅炉大部分由杭州锅炉厂承担制造,先后已在首钢,上海威钢公司等单位投入运行。
2.2基本结构高炉煤气属于气体燃料,所以全燃高炉煤气锅炉在一定程度上带有燃气锅炉的属性,但它也有因高炉煤气热值低所带来的特有的结构特点。
结构简图如下:结构特点:1、炉膛采取双缩腰结构,将燃烧区与非燃烧区分隔开,燃烧区敷设卫燃带,保证燃烧区域局部高温。
2、省煤器采用两级省煤器非沸腾式省煤器加上沸腾式省煤器,以补充炉膛蒸发量不足。
3、高炉煤气和助燃空气同时预热,提高锅炉效率,强化燃烧。
另外韶钢松山钢铁公司高温高压全燃高炉煤气锅炉的结构与上述锅炉略有不同,其结构简图如下:该锅炉未将燃烧区单独隔开,但在燃烧中心区加入蓄热稳燃器,其目的也是为了加强稳定高炉煤气燃烧的稳定性。
2.3燃烧装置高温高压全燃高炉煤气的锅炉选择的高炉煤气燃烧器基本都是双旋流燃烧器。
布置方式多选前后墙对冲布置,也有选择四角布置的。
双旋流燃烧器能够在大燃烧负荷下保证高炉煤气和助燃空气均匀混合稳定燃烧。
高炉煤气和空气分别进入内外套管。
该燃烧器的特点:1、着火性能良好,燃烧稳定;2、阻力特性好,总阻力水平低,能够适应高炉煤气压力在一定范围的波动;3、单只燃烧器的功率大,负荷调节性好;3高温高压全燃高炉煤气锅炉的运行特性3.1低负荷运行高炉煤气虽燃发热量低,理论燃烧温度低,着火、稳定燃烧困难,但一旦具备着火和稳燃的条件,燃烧相当迅速,火炬很短。
高温高压全燃煤气的锅炉采用了双旋流燃烧器,单独分隔开的燃烧区(或高温蓄热稳燃装置),空气和燃料同时预热来强化、稳定高炉煤气的燃烧。
达到了良好的效果,具有很强的低负荷运行适应能力。
尤其是双旋流燃烧器——高炉燃气和空气在环行通道中作螺旋运动,离开燃烧器时,在离心力的作用下进行紊流扩散形成环行气流,并从内外两侧卷吸周围介质。
两股气流之间存在相对速度混合强烈。
尽管扩散燃烧的火焰温度不高,但较均匀,火焰稳定性好。
由于两股气流离开燃烧器后均存在切向速度。
气流的扩散角增大,有利于中心回流区卷吸高温烟气,利于高炉煤气的点燃和增加了火焰稳定性。
使得在高炉煤气量骤减时,锅炉在低负荷(20-30%)仍能不用辅助燃料稳定运行。
以上海威钢公司的全燃高炉煤气高温高压锅炉为例作简单估算,锅炉在满负荷运行时共有15只燃烧器投用,高炉煤气的用量约为200000M3/H,单只燃烧器的高炉煤气用量1.3M3/H,燃烧器的直径D=670mm,燃烧器的截面积A=∏0.672/4=0.3526M2,高炉煤气的流速V=Q/A=13000/3600/0.3526=10.24m/s,高炉煤气的雷诺数Re=V*D/υ(其中υ为运动粘度mm2/s)υ=14.3mm2/s=14.3×10-6m2/sRe=48×104>2300----瑞流根据湍流火焰传播速度V与层流火焰传播速度V的比值与Re有关,可通过查图求得比值约为55;层流火焰传播速度V为(0.2-1.3m/s),取0.2m/s则此高炉煤气火焰传播速度V=55*0.2=11m/s>10.24m/s故不会发生熄火;在高炉煤气管道内无氧气,故又不会发生回火。
可见在正常运行时,此燃烧器燃烧很稳定。
负荷分配与燃烧器使用数的关系如下:从上表可以看出,无论负荷为多少,其燃烧器的出力基本维持不变。
即当负荷减少至20%MCR时,可通过减少投入燃烧器的只数,来调节每只燃烧器的出力维持基本不变。
这样就能保证湍流燃烧时,保持较高的雷诺数Re,也就保证了较高的湍流火焰传播速度,只要湍流火焰传播速度不小于燃烧器出口高炉煤气的气流速度,就不会产生脱火现象,燃烧就是稳定的。
对上述计算的最好证明莫过于在实践,上海威钢公司锅炉在负荷减至20-30%MCR时,仍能不需要投油助燃,高炉煤气燃烧依然稳定。
韶钢松山钢铁公司高温高压全燃高炉煤气锅炉也能达到30%MCR的低负荷运行能力。
不过需要注意的是低负荷运行时应尽量保证单只燃烧器的负荷亦即燃料量和燃料浓度以保证燃烧的稳定性。
3.2燃烧风量的控制高炉煤气中的可燃物的含量较少,每M3(标准状态)高炉煤气的理论空气量仅0.6M3。
高炉煤气燃烧时火焰的传播速度是决定燃烧工况是否稳定的一个重要参数。
对于不同组分的高炉煤气火焰的传播速度不同,火焰的传播速度除与燃料特性,实际燃烧温度等有关,还与燃料燃烧时的空气系数有关。
根据有关实验结果,它们的关系如下:上图说明高炉煤气火焰传播速度在过剩空气系数0.6-1.0左右达到最大.气体燃料的浓度在化学当量比处或稍富侧火焰传播速度最快,稳定性最强。
同时空气量还对锅炉的温度有一定影响,助燃空气量过大反而会降低锅炉温度,同时会增加排烟损失。
所以高炉煤气锅炉在运行时从稳定燃烧的角度宜采用低过量空气系数燃烧方式。
一般建议控制在不超过1.05。
实际运行中还可通过观察火焰的颜色及尾部CO的含量的变化来控制空气量,在确保燃料完全燃烧的前提下尽量降低空气量。
这对于在低负荷时稳定运行,满负荷时减少排烟损失都极有益处。
(全燃高炉煤气的锅炉烟气量是燃煤锅炉1.8倍)。
3.3高炉煤气压力热值对锅炉运行的影响高炉炉况及高炉煤气的用户的波动将会导致高炉煤气压力\热值产生一定幅度的波动,当热值上扬,锅炉的汽压变化大于汽温变化;而热值下降锅炉汽温的变化比汽压更敏感。
高炉煤气压力突然变化也会对锅炉运行产生巨大的影响,有时会导致灭火。
针对煤气压力波动问题,目前比较好的解决方法是在锅炉前增加设立压力式储气罐以达到气压稳定的目的。
对于高炉煤气热值波动问题,诸如热值突升应注意及时减少每个燃烧器的热负荷,保持炉膛的负压以免燃烧器过负荷损坏。
若热值突降应做好炉膛突然熄火的准备。
3.4锅炉运行的安全性由于高炉煤气是无色、无味、有毒的可燃气体。
高炉煤气中大概含有25%的一氧化碳(CO),其主要毒性也来源于此,如泄漏出来,极易引起中毒事件。
含N2和CO2之和在70%会给人造成喘息(氧含量很低)和窒息。
高炉煤气与空气混合到一定比例,遇明火或700℃左右的高温就会发生爆炸。
这一点是我们在使用高炉煤气时,必需加以注意的。
大致总结如下:1、在日常巡检时,运行人员必须配备高灵敏度的煤气报警仪,并能正确使用。
2、在运行中,严格执行高炉煤气输送装置氮气置换及吹扫制度,避免高炉煤气中含有氧气,防止爆炸的发生。
3、对高炉煤气水封阀一定要加强监视,确保无高炉煤气泄露;尤其在检修插堵板前,必须封上大水封,并用煤气报警仪认真检测,确定无煤气泄漏时方可插盲板。
4、由于高炉煤气是高炉的副产品,它的参数取决于高炉运行工况,高炉煤气压力及热值会有较大幅度的变化,所以必须严格执行运行规程,禁止随意解除煤气高低压力、高低热值保护。
这对于防止煤气爆炸来说,尤为重要。
5、大部分事故皆来源于麻痹大意,同样麻痹大意也是高炉煤气锅炉安全运行的最大敌人,我们必须时刻提醒自己:高炉煤气是无色、无味、有毒的可燃气体同时也容易发生爆炸。
结束语:全燃高炉煤气的高温高压锅炉已先后在首钢,上海威钢公司等投入运行,取得了巨大的经济效益和社会效益。
总之,掌握高炉煤气特点,安全高效应用高炉煤气,在电力缺乏、煤炭市场紧张及高环保要求的今天,全燃高炉煤气锅炉的存在极具价值。
参考文献:1、220T/H高温高压纯燃高炉煤气锅炉设计动力工程1996.10(黄新毅赵剑云)2、浅谈220T/H高温高压高炉煤气锅炉设计能源与环境2006.3(焦志武王小平)3、全燃高炉煤气锅炉特性分析冶金动力2005.4(王铁民)4、50MW高压锅炉全燃高炉煤气的研究热能动力工程2001.5(庄正宁曹子栋唐桂华沈月芬)5、《实用锅炉手册》林宗虎、徐通模主编化学工业出版社6、《工厂煤气安全与防护技术》姜家标编上海冶金工业局摘要:高炉煤气是钢铁冶金行业生产过程的副产品,是一种低热值燃料。