全烧高炉煤气锅炉燃烧稳定性影响因素分析.doc

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1、全燃高炉煤气锅炉燃烧稳定性影响因素分析摘要：高炉煤气的特性和燃烧环境对全燃高炉煤气锅炉的稳定燃烧起重要作用，高炉煤气的着火及稳定燃烧与燃烧环境是影响全燃高炉煤气锅炉燃烧稳定性的主要因素，对锅炉的安全运行有着重要影响。从高炉煤气和燃烧环境两个方面出发，对全燃高炉煤气锅炉燃烧稳定性因素进行了详细分析。关键词：全燃高炉煤气锅炉；燃烧稳定性；影响因素；0前言高炉煤气作为冶金行业的副产品被再次利用作为蒸汽锅炉的动力燃料极具意义，既可减少污染又可节约资源，减少锅炉对动力用煤的要求。随着冶金行业的高炉大型化，高炉煤气的产量成倍增加。纯燃高炉煤气的锅炉已由中低压向

2、高压锅炉迈进，并有向大型化发展的趋势。锅炉的安全运行主要表现为燃烧的稳定性。纯燃高炉煤气的锅炉与燃煤锅炉所使用的燃料不同，所以不但在锅炉的结构有它的特点而且影响锅炉燃烧稳定性的因素也有所不同。分析纯燃高炉煤气锅炉燃烧不稳定的原因，找出该类锅炉燃烧不稳定的症结所在，对大力推广高炉煤气锅炉，指导运行人员进行正确操作，寻找合适的燃烧优化方案具有重要意义。1影响因素分析燃烧的稳定性直接影响锅炉的安全性，即锅炉是否稳定持续的燃烧是关系燃烧安全的重要因素。锅炉燃烧是一个复杂而多变的过程。锅炉的燃烧稳定性既反映了过来着火的难易程度又体现了着火后的燃烧状况。合理的

3、燃烧工况应该是迅速着火，快速的火焰转播，强力的燃烧和充分的燃尽。着火阶段是整个燃烧过程的关键。要使燃烧在较短的时间完成，必须强化着火过程，即要保证着火过程能够稳定迅速的进行。稳定的着火是燃烧过程良好的开端，而充分燃烧且燃尽是实现锅炉稳定经济燃烧所必须的。要组织良好的燃烧过程其标志就是尽量接近完全燃烧。保证燃烧在炉膛内完全燃烧的条件是：着火要及时稳定；适合的燃烧速度并使燃烧完全。高炉煤气是一种低热值气体燃料，其主要成分CO、CO2、N2和少量的H2、H2O等，热值约为3000KJ/Nm。所以纯燃高炉煤气的锅炉在组织燃烧时采用了一些强化燃烧的措施如：采

4、用双缩腰炉膛将燃烧区单独隔开并在燃烧器处敷设卫燃带，燃烧区加设蓄热器，燃料、空气同时预热，双旋流平焰燃烧器、新型钝体隙缝式燃烧器等。对于全燃高炉煤气锅炉的稳定完全燃烧主要体现在形成稳定的火炬和尾部烟道CO的含量接近于0。影响锅炉燃烧稳定性的因素除与锅炉本身结构有关，燃料本身的因素与燃烧条件对锅炉的稳定运行起着重要的作用。全燃高炉煤气的锅炉燃料由冶金行业的高炉运行工况决定。高炉煤气成分、压力、热值随之波动。有时高炉煤气的供应量也会波动，这些对于全燃高炉煤气的锅炉安全经济运行有着重要的影响。本文主要讨论高炉煤气本身因素和燃烧环境变化对锅炉燃烧稳定性的影

5、响。通过高炉煤气的着火机理的研究和对现场实际运行状况的了解，可以知道影响全燃高炉煤气锅炉的燃烧稳定性的主要因素为：高炉煤气成分变化（高炉煤气热值变化）；高炉煤气压力变化；高炉煤气入炉初温；助燃空气量和空气温度；锅炉负荷。1.1高炉煤气成分、热值变化高炉煤气时一种低热值的气体燃料，其主要可燃成份为CO和少量的H2，其余大部份是惰性气体CO2、和N2，还有少量的水。当高炉煤气成分发生变化时热值也随之变化。当高炉煤气可燃成份减少，高炉煤气的热值随之下降，同样的燃料量所产生的燃料热少了很多，炉膛温度下降。而且高炉煤气中随着可燃成份的减少，不可燃成份的相对增

6、加，要吸收大量的燃烧热，着火热相对增加，造成燃烧不稳定、不完全甚至会发生灭火事故。因此高炉煤气的热值较低时，着火相对更困难些。高炉煤气中H2含量的增加有利于提高高炉煤气的热值，因为H2是一种高热值气体燃料，它的含量的增加对于高炉煤气的燃烧稳定是有利的。高炉煤气中的含水量增加时，将会吸收部分燃烧热，着火热也随之增大，这对着火显然是不利的。所以在高炉煤气进入炉膛前的应尽量将水过滤尽。但可燃气体的反应都是链反应，少量的水分会强化CO和O2的反应。CO和O2之间的反应机理相当复杂，通过试验已经证明干燥的CO和空气的混合物在<7000C不起化学反应。而温度〉

7、7000C时也只是在容器壁上有缓慢反应，但当混合物种引入少量的水分或H2，就会使整个容器中的混合物产生反应，在火焰中出现OH，O和H的活化中心。用H2O催化的CO燃烧反应过程归纳起来如下：1、H2O+CO=CO2总之，高炉煤气成分的变化将会在高炉煤气的热值上得到反映，热值降低，锅炉的燃烧稳定性将会受到影响。1.2高炉煤气压力高炉煤气时一种低热值的气体燃料，随着压力的变化气体的浓度会发生变化。在一相对密闭的容器中体积与压力成反比，参与反应的燃料的摩尔浓度随相对体积减少而增加，燃烧反应的速度与参与反应的浓度n次幂成正比。当高炉煤气的压力升高时相对来说高

8、炉煤气的浓度增加，而其高炉煤气流速增加，扩散能力加强，对增加燃烧反应的速度是有利的。但实际运行中高炉煤气压力的变化往往是突