[发明专利]一种适用不同热值煤气双蓄热燃烧系统设计及改造方法

说明书

技术领域

本发明属于工业炉技术领域，特别涉及一种适用不同热值煤气双蓄热燃烧系统设计及改造方法。

背景技术

蓄热式技术是国际上90年代迅速发展的新一代先进燃烧技术，具有高效、优质、节能和低污染排放等诸多优点，被誉为21世纪的关键技术之一，又被称为环境协调型燃烧技术。早在19世纪中期就开始应用于高炉、热风炉、焦炉等规模大且温度较高的炉子，但传统的蓄热室采用格子砖为蓄热体，热效率低，蓄热室体积庞大，换向周期长，限制了在其它工业炉上的应用。

1982年英国Hot Work Development公司和British Gas研究合作，成功开发第一座使用陶瓷小球作为蓄热体的新型蓄热式加热炉，节能效果显著。

20世纪90年代以来，国际上蓄热式燃烧技术的研究和应用方面取得了很大的进步，提升为“高温空气燃烧技术”（HTAC:High Temperature Air Combustion),目前投入的蓄热式加热炉已有上百座，但番禺珠江钢管（连云港）有限公司高性能管线钢板材工程是国内第1座适用不同热值煤气双蓄热燃烧技术的加热炉，由于钢铁基地各工序建设先后关系以及资金投入的制约，项目建设先期先上轧钢工序，轧钢工序之前的冶炼工序滞后2-3年建设，因此轧钢加热炉设计煤气选择成为研究课题，考虑到整个钢铁基地建设和基地建成后能源平衡，基地建设先期配套轧钢工程新建煤气发生炉，加热炉采用2230Kcal/Nm³煤制气作为燃料，将来冶炼工序投产后，关闭煤气发生炉，采用750Kcal/Nm³高炉煤气作为燃料，降低企业能源支出成本，实现企业自身的能源平衡。加热炉先后不同阶段采用不同热值煤气作为燃料，采用何种燃烧技术使将来煤气热值变换时，燃烧系统的改造费用最低、改造工期最短、改造前后燃烧系统控制精度不受影响。因此综合考虑加热炉煤气热值的变化，加热炉燃烧系统的设计成为一个全新的课题。

由于钢铁基地各个工序建设先后步骤关系以及项目投资的制约，钢铁基地能源结构不断的变化，导致作为钢铁基地钢铁厂轧钢车间加热炉燃料也在阶段性的变化，在轧钢车间新建加热炉设计时，综合考虑燃料热值变化对燃烧系统的影响，以及不同热值煤气对应燃烧系统的相同点和不同点，把相同点和不同点综合考虑，建立静态和动态联系，以达到煤气热值变换时，加热炉燃烧系统只作局部改造，就能适用燃料变化对燃烧系统的影响，这正是本发明的内容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用不同热值煤气双蓄热燃烧系统设计及改造方法。解决了传统加热炉在不同阶段采用热值煤气，当煤气热值变化时，加热炉燃烧方式需要改变，项目改造存在投产高、周期长等问题。

该改造方法包括煤气系统、空气系统、空烟系统、煤烟系统及双蓄热烧嘴5的设计及改造。其中，由于空气系统本身具有1:5的调节比，因此，煤气热值变换后，空气量变化幅度小，空气系统不需进行改造；同时，由于空烟系统本身具有1:5的调节比，因此，煤气热值变换后，进入空气蓄热箱14的烟气量几乎没有变化，空烟系统不需进行改造。

为解决上述技术问题，具体方法如下：

（1）煤气系统设计以及煤气热值变换后改造方法：新建加热炉煤的煤气管道2口径按照低热值高炉煤气选型设计，预热段、加热段和均热段的流量计3和调节阀4按照先期投入使用的高热值煤制气选型设计，同时在煤气总管设置压力调节阀1，对煤气系统压力进行调节，压力控制范围为7900～8100Pa。投产后，当煤气热值降低时，对预热段、加热段和均热段的流量计3和调节阀4再重新按照低热值高炉煤气进行选型设计，满足煤气热值降低后调节阀4在20%～60%开度范围调节，流量计3在20%～90%量程范围内计量。

（2）煤烟系统设计以及煤气热值变换后改造方法：新建加热炉的煤烟管道7口径和煤烟系统中的排烟风机6按照低热值高炉煤气选型设计，且排烟风机6采用变频风机，预热段、加热段和均热段的排烟调节阀8的口径按先期投入使用的高热值煤制气参数设计。投产后，当煤气热值降低时，预热段、加热段和均热段的排烟调节阀8再重新按照低热值高炉煤气进行选型设计。