張生凱，張喜慶，劉 吉吉

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司能源動(dòng)力廠，山東萊蕪 271104）

1 現(xiàn)狀描述

山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司能源動(dòng)力廠鍋爐車間的9#130t/h的燃?xì)忮仩t，以高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣為主要燃料，燃燒器分高爐煤氣燃燒器和焦?fàn)t煤氣燃燒器兩部分。高爐煤氣燃燒器呈正四角分三層布置，與爐膛下部蓄熱穩(wěn)燃裝置相配合，形成切圓燃燒，保證全燒高爐煤氣所需溫度場(chǎng)及燃燒工況。

為加強(qiáng)煤氣與空氣的混合，燃燒器設(shè)計(jì)為旋流式，在燃燒器端部設(shè)置穩(wěn)燃旋流葉片裝置，燃?xì)鈧?cè)葉片與軸線夾角45°，空氣側(cè)葉片夾角為30°，煤氣側(cè)與空氣側(cè)旋向一致，且和切向進(jìn)風(fēng)在燃燒器內(nèi)旋向一致，以達(dá)最佳燃燒效果。因煤氣含雜質(zhì)等因素，9#鍋爐燃燒器在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)燃燒器高爐煤氣側(cè)堵塞的問題（圖1），進(jìn)而影響鍋爐帶負(fù)荷能力，堵塞嚴(yán)重時(shí)甚至被迫停爐。

圖1 高爐煤氣燃燒器堵塞情況

2 高爐煤氣燃燒器堵塞的原因分析及解決思路

車間組織對(duì)燃燒器堵塞原因進(jìn)行深入分析，經(jīng)分析主要原因如下：

（1）雜質(zhì)主要來源于高爐煤氣，與高爐煤氣一起輸送至鍋爐燃燒器區(qū)域。

（2）高爐煤氣在經(jīng)過旋流葉片時(shí)，氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生沿管道徑向的速度，氣流撞擊旋流葉片，部分雜質(zhì)粘附在旋流葉片上。

（3）高爐煤氣燃燒器旋流葉片設(shè)計(jì)不合理，未充分考慮燃料雜質(zhì)的影響。高爐煤氣在經(jīng)過旋流葉片時(shí)節(jié)流明顯，且葉片數(shù)量多、葉片間通道太小，加劇了雜質(zhì)的積聚。

（4）旋流葉片不耐腐蝕，而高爐煤氣有酸性腐蝕性，旋流葉片腐蝕后產(chǎn)生凹坑，加劇了雜質(zhì)的粘附積聚。

（5）旋流葉片靠近爐膛，雜質(zhì)被高溫?zé)Y(jié)。

（6）高爐煤氣壓力偏低，有雜質(zhì)積聚時(shí)不易靠煤氣自身動(dòng)能吹除，高爐煤氣壓力越低越容易積聚雜質(zhì)。

3 減少高爐煤氣燃燒器堵塞的解決思路

針對(duì)導(dǎo)致高爐煤氣燃燒器堵塞的原因，我們總結(jié)出了以下解決思路：

（1）減少燃燒器的堵塞須減少進(jìn)入鍋爐燃燒器處的高爐煤氣的含雜質(zhì)量。

（2）減少燃燒器的堵塞可以考慮對(duì)燃燒器旋流葉片進(jìn)行改造，在不影響煤氣與風(fēng)的混合效果的前提下，減少其對(duì)雜質(zhì)積聚的影響。

（3）制作燃燒器的板材應(yīng)采用耐熱耐腐蝕材質(zhì)。

（4）投用鍋爐高爐煤氣燃燒器時(shí)一層一層投燒，防止多層燃燒器微量投燒，調(diào)節(jié)閥門節(jié)流導(dǎo)致煤氣流速低加劇雜質(zhì)積聚。

（5）煤氣自身動(dòng)力不足以吹除的積聚在旋流葉片的雜質(zhì)，可以考慮使用外接較強(qiáng)的動(dòng)力源將積聚的雜質(zhì)吹除。

4 減少高爐煤氣燃燒器堵塞的措施實(shí)施

針對(duì)高爐煤氣燃燒器堵塞的原因分析和解決思路，我們主要實(shí)施了如下措施：

（1）要改善煤氣質(zhì)量、減少煤氣含雜質(zhì)量必須增加或改進(jìn)煤氣的除塵凈化設(shè)施,但這必須要有較大的資金投入。我們只需要減少到鍋爐燃燒器處的雜質(zhì)，因此我們考慮在煤氣總管道的垂直管段的下端改用粗管道，利用離心力、重力作用使雜質(zhì)沉淀至管道底部，停爐時(shí)對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行清理。

（2）對(duì)旋流葉片進(jìn)行改造，將旋流葉片輪由原先的一組改為串聯(lián)的兩組，每只旋流葉輪上的葉片數(shù)由原先的18只減少為9只（圖2），兩只葉輪的葉片插空安裝，間距間隔20c m。

圖2 旋流葉輪改造示意圖

（3）利用鍋爐定修時(shí)機(jī)，用耐高溫的不銹鋼0 G r 18 N i 9制作新燃燒器。其耐氧化溫度達(dá)到850℃，耐腐蝕性能也較強(qiáng)，防止了因燃燒器旋流葉片腐蝕出現(xiàn)凹坑對(duì)雜質(zhì)粘附的加劇作用。

（4）在高爐煤氣燃燒器旋流葉片處增設(shè)蒸汽吹掃裝置，吹掃蒸汽從鍋爐過熱器集汽集箱引出，引至爐膛上層后分至爐膛四角，每只旋流葉片對(duì)應(yīng)一個(gè)吹掃裝置，吹掃裝置由蒸汽管道、電動(dòng)閥門、蒸汽噴口組成，蒸汽噴口環(huán)形布置4只?6的吹掃口，蒸汽從吹掃口高速吹出，利用高溫?zé)崮芘c高壓動(dòng)能“先烘烤軟化，后吹掃”，吹除積存的雜質(zhì)。每半月吹掃一次，吹掃時(shí)采取先疏水暖管、逐只噴燃器逐層清掃的措施，先退出該只燃燒器燒嘴再進(jìn)行清投。

（5）運(yùn)行調(diào)整時(shí)，投用鍋爐高爐煤氣燃燒器一層一層投燒，防止多層燃燒器投運(yùn)，閥門開度過小節(jié)流導(dǎo)致改造煤氣流速低加劇雜質(zhì)積聚。

5 效果評(píng)價(jià)

通過實(shí)施燃燒器和旋流裝置優(yōu)化改造、大管徑的沉降作用和每半月進(jìn)行一次蒸汽吹灰等措施，鍋爐運(yùn)行安全高效，大幅減少了鍋爐燃燒器的堵塞，使鍋爐燃燒器能滿足一個(gè)定修周期不影響鍋爐出力。在保證鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)減少了鍋爐停爐檢修次數(shù)，年可節(jié)約停爐費(fèi)用及維修成本50余萬元。