纯燃高炉煤气锅炉热值对运行的影响

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1、纯燃高炉煤气锅炉热值变化对运行的影响秦小东　朱宇翔摘要：本文通过对高炉煤气特性的分析，以及三台高温高压锅炉受热面比较，得出高炉煤气热值变化对锅炉运行的影响。关键字：纯燃高炉煤气锅炉吸热特点运行EffectofHeatingValueChanginginPureBurningBFGBoilerQinXiao-dong,ZhuYu-xiangAbstract:AsperanalysisofBFG(blasterfurnacegas)characteristicproperty,aswellasthreeboilerscomparison,obtainheat

2、ingvaluechangingeffecttheboileroperation.Keywords:PurefiringBFGboiler;Charactersofabsorbingheat;Operation.0.前言高炉煤气是冶金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。相对于燃煤锅炉，燃气锅炉的研究与设计要薄弱得多，特别由于高炉煤气作为锅炉的完全燃料，使锅炉的结构和运行都具有其特有的特性。本文以三台高温高压锅炉受热面数据比较（一台燃煤，两台燃高炉煤气），上海威钢能源公司的一台22

3、0T/H的纯然高炉煤气的为例，介绍了全然高炉煤气高温高压锅炉的特点，并着重阐述分析燃料热值下降对锅炉运行的影响。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其主要可燃成分是CO和少量的H2，其余为惰性气体N2和CO2,与其它动力燃料相比它是一种低热值燃料。表1为上海威钢利用的高炉煤气具体成分指标。表1高炉煤气各成分的体积分数%燃料成分COCO2H2N2含尘量含水量变化范围21-2519-251-450-57≤50mg/m3＜10g/m3根据CO及H2的低位发热量可计算出高炉煤气的低位发热量，见表2。表2CO、H2低位发热量及高炉煤气的低位发热量

4、COH2高炉煤气低位发热量kJ/Nm312644107942763-3592-4-一般说来，理论燃烧温度随着燃气低位发热量的增大而增大。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3表3各种燃料理论燃烧温度对比燃料类别烟煤燃油天然气高炉煤气理论燃烧温度1900-2100℃2000-2200℃1800-2000℃1100-1300℃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

5、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％。1.2高炉煤气燃烧烟气量纯烧高炉煤气锅炉烟气量大，下表4为产生1MJ燃烧热燃料燃烧烟气量。表4产生1MJ燃烧热各种燃料燃烧产生烟气量对比燃料热值产生烟气量COAL25080KJ/Kg0.34M3COAL20900KJ/Kg0.37M3COG16720KJ/M30.3M3BFG3380KJ/M0.48M3从上表可以看出，相同热负荷情况下，高炉煤气

6、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。1.３高炉煤气不稳定性　　由于高炉煤气是高炉炼铁过程中的一种副产品，其主要参数热值及压力受制于高炉运行工况。当高炉工况发生变化时会引起高炉煤气热值、压力大幅变化，在笔者从事的七年高炉煤气锅炉运行生涯中，这种高炉煤气热值、压力大幅变化时有发生，热值最大波动幅度超过３０％多，这一点与燃煤锅炉有着很大区别。2.锅炉受热面及吸热比较2.1220T/H

7、威钢、首钢高压纯燃高炉煤气锅炉与燃烟煤锅炉受热面对比(比较数据来自文献[1])。以下表格中以（高炉煤气*）表示威钢锅炉数据。2.1.1炉膛表6为炉膛热力计算数据。高炉煤气理论燃烧温度比烟煤低600℃左右，火焰黑度约比烟煤弱45%，使得炉膛辐射换热量大大减少，比烟煤降低了31.6-39.3%。而炉膛辐射受热面需增加15.9-23.6%，同时炉膛出口温度下降34.4-46℃。表6炉膛计算数据燃料种类辐射受热面积m2理论燃烧温度℃炉膛出口温度℃吸热量MW烟煤756.91995102795.2高炉煤气877.4134798157.8-4-高炉煤气*9361418

8、992.665.12.1.2过热器一般的说，过热器的汽温特性主要受到受热面布置的