低压锅炉全烧高炉煤气改造研究

【摘要】： 本文从低压锅炉燃烧工况着手研究,对BFG自身特性、锅炉燃烧机理、燃烧设备、换热系统、空气系统、点火系统、保安系统以及控制系统等方面进行深入研究,开发低热值燃烧工艺技术,对锅炉燃烧系统设备、点火设备、保安设备以及控制系统实施技术改造,并根据锅炉辅助设备额定功率优化锅炉负荷,实现了4#低压锅炉100%燃烧BFG的稳定运行。主要研究内容包括: (1)目前的低压锅炉都是燃烧较高热值燃料,具备0～100%焦炉煤气、0～65%高炉煤气、0～90%转炉煤气以及0～100%重油的燃烧能力,所有气体工况均需要焦炉煤气的点火和保安。文中研究了煤气锅炉燃烧机理,对锅炉设备进行改造可行性进行了具体分析,包括热平衡分析、配风系统分析、设备状态和特点分析、全烧BFG能力分析、控制系统分析。 (2)对全烧BFG稳燃进行深入分析,提出了全烧BFG燃烧器改造设想。BFG高炉煤气是高炉冶炼过程中产生的混合气体,主要可燃成份为CO,H2和CH4很少,其中不可煤气体占75%左右,BFG因为燃料热值低,在大气环境下离开明火就熄火,BFG理论燃烧温度在1400～1500℃,难以独立燃烧,为解决低压锅炉安全稳燃烧,本文提出了双旋流气体燃烧器。 (3)BFG热值低,燃烧火焰很暗,紫外线弱,锅炉现用的火焰监测器不能检测到BFG燃烧火焰的稳定信号,影响的锅炉燃烧安全保护联锁可靠性。通过对各种火焰监测器的选型分析,采用了最新型的可调节紫外线火焰监测器,保证能够检测到低压锅炉全烧BFG燃烧火焰。目前对于多种燃料、燃料热值区间大的低压锅炉研究分析较少,而利用该锅炉进行全烧低热值高炉煤气的技术改造尚属首例。 (4)在锅炉受热面不作调整,BFG和燃烧空气不进行再预热的的情况下,对燃烧器进行改造,提高BFG燃烧能力。对燃烧配风系统以及炉膛火焰检测装置改造,以满足稳定燃烧需要,实现低压锅炉100%燃烧BFG的目的。该项技术改造为企业年创效超过800万元。 【关键词】：锅炉 高炉煤气 燃烧器 火焰检测
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK223.2
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 改造背景12-14
• 1.2 课题研究对象14
• 1.3 课题要解决的问题14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 低压锅炉燃料特性及热平衡分析16-43
• 2.1 低压锅炉概况16-17
• 2.2 锅炉燃料特性分析17-19
• 2.3 低压锅炉设备概况19-31
• 2.3.1 锅炉结构特点19-20
• 2.3.2 主要设备简介20-29
• 2.3.3 锅炉装配特点29-31
• 2.4 低压锅炉工艺特点31-33
• 2.5 低压锅炉热平衡计算33-42
• 2.5.1 单位燃料带入热量Q_r34
• 2.5.2 锅炉有效利用热量Q_134-35
• 2.5.3 机械未完全燃烧损失q_435
• 2.5.4 化学未完全燃烧损失q_335-40
• 2.5.5 排烟热损失q_240-41
• 2.5.6 散热损失q_541-42
• 2.5.7 其它热损失q_642
• 2.6 本章小结42-43
• 第三章 改造可行性分析及主要改造内容43-56
• 3.1 煤气的互换性和燃烧器的适应性43-44
• 3.1.1 煤气的互换性43
• 3.1.2 燃烧器的适应性43-44
• 3.2 煤气改变对燃烧器影响分析44-46
• 3.2.1 自然供风式燃烧器的影响分析44-45
• 3.2.2 鼓风式燃烧器的影响分析45-46
• 3.3 锅炉保护连锁及控制系统分析46-49
• 3.3.1 给水自动控制系统46-47
• 3.3.2 主蒸汽压力控制系统47
• 3.3.3 燃烧控制系统47-48
• 3.3.4 蒸汽温度控制系统48
• 3.3.5 锅炉集中控制系统48-49
• 3.4 改造前锅炉燃烧试验及改造内容分析49-52
• 3.4.1 改造前锅炉燃烧试验及数据收集分析49-50
• 3.4.2 全烧BFG 能力分析50-52
• 3.5 主要改造内容分析52-55
• 3.5.1 全烧BFG 稳燃分析及燃烧器改造52-55
• 3.5.2 燃烧空气配风55
• 3.5.3 炉膛燃烧安全保护联锁改造55
• 3.6 本章小结55-56
• 第四章 改造效果试验及分析56-60
• 4.1 改造效果试验56-57
• 4.1.1 第一次试验56-57
• 4.1.2 第二次试验57
• 4.2 试验结果及效果分析57-58
• 4.3 存在问题原因分析58-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 结论、创新点及进一步展望60-62
• 5.1 结论60-61
• 5.2 创新点61
• 5.3 进一步工作展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文66

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