高爐、煉焦爐科技進步獎申報材料

內容提要（限600-800字）：
燃高爐煤氣、焦爐煤氣35t/h蒸汽鍋爐由鍋爐本體、高效預混式燃燒器、省煤器、空氣預熱器、控制系統等部分組成。鍋爐採用單鍋筒、縱置式、膜式水冷壁和高效螺旋翅片管相結合的先進結構設計思路，尾部受熱面採用高效螺旋翅片管省煤器和噴流式空氣預熱器，可將冷空氣加熱至85℃供高爐煤氣、焦爐煤氣充分燃燒，將鍋爐水加熱至193℃飽和蒸汽供生產生活使用。
該產品結構緊湊，換熱效率高，達到國內領先水平。
該產品採用了蓄熱式穩定燃燒、高效預混式燃燒等技術，燃燒穩定可靠；在結構設計上採用了全膜式水冷壁、高效螺旋管束、噴流換熱等技術，熱效率達到92%以上；輸出蒸汽的各項參數能滿足設計及生產生活用汽要求，具有顯著的經濟、社會效益，符合國家節能減排政策。
該產品於2008年10月進行產品試製，製造出樣機，經先後幾次測試、調整，達到了設計目的，現已進入批量生產階段。產品投入市場使用後，用戶反映良好，既減少了資源浪費和大氣污染，又爲企業創造了顯著的經濟效益。
該產品結構形式和熱效率均達到國內先進的技術水平。該項目技術成熟、性能穩定，產品應用前景廣闊。
在鋼鐵企業中高爐、煉焦爐在生產過程中會產生高爐煤氣(BFG)、焦爐煤氣(COG)。高爐煤氣、焦爐煤氣綜合利用一直是鋼鐵企業能源利用的難點，直接焚燒排放到大氣中，造成對大氣的污染。高爐煤氣和焦爐煤氣 ,由於發熱量低、發生量變化大、氣壓不穩定等原因 ,常給回收利用帶來困難。目前 ,這些高爐煤氣、焦爐煤氣除部分用於冶金加熱爐外 ,大都考慮在蒸汽鍋爐或電站鍋爐中燃燒 ,但回收利用多餘的高爐煤氣、焦爐煤氣給安全性和穩定性要求極高的電廠帶來較多技術難題。探討這些技術難題 ,設計適應不同特點燃燒的鍋爐 ,滿足實際生產要求 ,是擺在人們面前的一個理論與實踐、設計與製造的緊迫課題。
中小高爐及煉焦工藝逐漸淘汰，6～20t/h中小噸位鍋爐難以滿足實際需求，設計開發35t/h燃高爐焦爐煤氣鍋爐具有相當的市場前景。
 

 
 
 
 

四、申報項目的詳細內容及申報理由





1、項目的主要技術內容




A、採用的技術原理
將高爐煤氣、焦爐煤氣收集起來，經處理後送入燃高爐煤氣、焦爐煤氣鍋爐燃燒，產生蒸汽，供生產、生活用汽，則可變廢爲寶，再利用能源、減少污染的同時還可產生顯著的經濟效益。
 




B、關鍵技術及創新點：
一、關鍵技術
燃高爐煤氣、焦爐煤氣35t/h蒸汽鍋爐結構緊湊、設計合理，性能穩定可靠，安裝施工方便，運行中操作、檢修方便，熱效率達到92%以上，較同類燃煤鍋爐效率提高5～7%，技術上與同類產品相比具有明顯的優勢。該產品採用了多項關鍵技術，在結構設計上採用了爐體組散裝、全膜式水冷壁等結構，在換熱上採用高效螺旋管束、噴流換熱器等新技術，燃燒上採用了蓄熱式燃燒室穩定燃燒、高效預混式燃燒器等新技術，每項新技術都經過嚴格論證、設計和實踐檢驗。
1、爐體結構設計先進
  燃高爐煤氣、焦爐煤氣35t/h蒸汽鍋爐設計爲單鍋筒縱置式全膜式水冷壁結構。與普通鍋爐不同，該鍋爐採用較大爐膛空間、爐膛氣流對衝擾動混合、燃燼室旋渦分離等多項技術的組合。
大爐膛空間適宜於高爐煤氣的燃燒特性，使高爐煤氣爐膛容積熱負荷qV在合理取值範圍內；膜式水冷壁結構則使鍋爐有較大的輻射受熱面積，同時減少了爐膛及對流管束的漏風係數，保證了鍋爐額定出力；爐膛氣流對衝擾動混合則加強了燃氣的混合，強化了高爐煤氣的燃燒，大大減少了氣體不完全燃燒損失；燃燼室旋渦分離的結構使高爐煤氣燃燒後進行一次煙塵分離，降低了鍋爐初始排放濃度，並且平均了進入對流管束的煙氣溫度，使對流管束煙氣進口段水循環工作更加可靠。
2、高爐煤氣的穩定燃燒技術           
  高爐煤氣熱值熱值較低，一般在3560kJ/Nm3左右，着火點不高，但在實際燃燒過程中，受各種因素的影響，混合氣體的溫度必須遠大於着火點，才能確保燃燒的穩定性。高爐煤氣的理論燃燒溫度低，參與燃燒的高爐煤氣的量很大，導致混合氣體的升溫速度很慢，溫度不高，燃燒穩定性不好。鋼廠在生產過程中高爐煤氣的壓力、流量、成分都很不穩定，波動很大，這也加重了燃燒的不穩定性。燃高爐煤氣、焦爐煤氣35t/h蒸汽鍋爐採用高效噴流式空氣預熱器和蓄熱式燃燒室兩項技術來穩定燃燒。高效噴流式空氣預熱器可將冷空氣溫度預熱至85℃左右，在提高鍋爐熱效率約2.5%的同時，提高了混合氣體的溫度，使燃燒更加穩定；在燃燒器出口、火焰進入爐膛空間之前處，設計有蓄熱式燃燒室，蓄熱式燃燒室起到對混合氣體的加熱和穩定溫度的作用，燃燒室用耐高溫蓄熱材料製成，高爐煤氣經過高溫燃燒室通道後馬上被引燃，有效的防止了高爐煤氣波動時燃燒不穩定的可能性。
 3、鍋爐高效換熱新技術
  燃高爐煤氣、焦爐煤氣35t/h蒸汽鍋爐在結構上採用了組散裝結構，並與高效換熱的新技術緊密結合。爲保證鍋爐熱效率和製造質量及安裝施工方便，鍋爐管束設計爲組裝高效螺旋翅片管束，螺旋翅片管的翅片參數按照高爐煤氣、焦爐煤氣的煙氣特性而特殊設計，爐膛設計爲全膜式水冷壁結構，省煤器設計爲分體式鋼管高效螺旋翅片省煤器，空氣預熱器採用先進的高效噴流換熱器結構形式。省煤器及空氣預熱器的換熱採用全逆向換熱的方式。鍋爐整體尺寸非常緊湊，是同類燃氣鍋爐的外形尺寸的2/3；因採用高效換熱元件及全逆向換熱方式，鍋爐排煙溫度很低，鍋爐熱效率高出同類燃煤鍋爐產品5～7%左右。
4、預混式燃燒技術
高效預混式燃燒器是***市鍋爐製造廠結合多年實踐，經不斷完善改進並研製的高性能燃燒器。該燃燒器具有燃燒速度高，燃燒強度大的特點，還具有調節煤氣噴口速度的功能。煤氣經噴管後以30—50m/s的速度噴出後，與四周旋轉的預熱空氣充分混合，再經二次擾流，形成強烈混合後進入爐膛燃燒。燃氣有充足的空間展開，在爐膛內部兩組燃燒器形成的燃燒氣流再次交叉混合，使燃燒更加充分徹底。燃燒器以一定角度錯開佈置，高爐煤氣燃燒產生的高溫火焰與熾熱氣流在爐膛充分混合，佈滿整個爐膛。這一過程延長了爐膛內煙氣停留時間，促進燃燒與火焰穩定，提高燃燒效率，大大降低了鍋爐初始煙塵排放濃度。燃燒器還配備了自動調節的功能電動調節調可以通過燃燒器內氣體壓力信號、溫度信號，自動調節，並具有自動保護和切斷的功能，使燃燒更加安全。
5、設置多道的安全保護裝置
高爐煤氣、焦爐煤氣爲有毒、易燃易爆氣體，與空氣混合後，在一定比例範圍內將發生爆燃。燃高爐煤氣、焦爐煤氣35t/h蒸汽鍋爐配備了以下保護系統：
①燃氣低壓保護：當高爐煤氣或焦爐煤氣的產氣量不足，壓力低於一定的壓力時，燃燒就就可能中斷從而造成危險。爲此，鍋爐的燃燒系統設置了燃氣低壓保護裝置，當燃氣壓力低於或高於某一設定值時，自動切斷主燃氣閥，同時發出報警信號。
②切斷空氣保護：鍋爐送風機或引風機停機會造成煤氣燃燒缺氧，使爐膛內存有煤氣並有與空氣混合氣體爆燃的危險。爲此在燃燒器前煤氣管路上設有電動調節閥，當鍋爐送、引風機斷電時，電動蝶閥迅速關閉以切斷高爐煤氣、焦爐煤氣。
③煤氣報警裝置：爲防止煤氣泄漏造成人員中毒事故，鍋爐房內安裝了煤氣報警系統，當煤氣濃度超標時，報警系統發出報警信號，以便運行人員及時發現和處理。
④爐膛熄火保護：當爐膛發生熄火時，自動切斷燃氣供應，燃燒器進入保護程序工作狀態，爐膛吹掃的同時發出報警信號。
⑤泄壓保護：鍋爐兩側、尾部煙道都設有防爆門裝置，保證了萬一爆燃時的安全泄壓。
二、本產品的創新點：
1. 結構設計上採用了爐體組散裝、全膜式水冷壁等結構；
2. 換熱上採用高效螺旋管束、噴流換熱器等新技術；
3.燃燒上採用了蓄熱式燃燒室穩定燃燒、高效預混式燃燒器等新技術。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 





                                      





2、項目的重要技術參數與國內外已有同類先進技術全面對比情況




項目水平：A、國際先進B、國內先進C、行業先進




一、產品主要性能指標
燃高爐煤氣、焦爐煤氣35t/h蒸汽鍋爐主要技術規範：
1、額定蒸發量：35t/h ；
2、額定蒸汽壓力：1.25Mpa ;
3、額定蒸汽溫度：193℃ ；
4、給水溫度：105℃
5、適用燃料：高爐煤氣、焦爐煤氣
6、燃料消耗量：22380m3高爐煤氣/h或5000m3焦爐煤氣/h
7、設計熱效率：92.2% ；
DZS35-1.25-Q燃高爐煤氣、焦爐煤氣蒸汽鍋爐較同類燃煤35t/h鍋爐產品，熱效率高出5～7%。按平均6%計算，一臺DZS35-1.25-Q燃高爐煤氣、焦爐煤氣蒸汽鍋爐每年節約燃煤量1176噸標準煤，節約燃料費用118萬元。
項目水平爲B、國內先進。





 
                                    





3、項目的經濟效益和社會效益情況




重點說明項目鑑定後產生的經濟效益和社會效益（主要包括經濟規模、成本構成、節能降耗、年新增產值、年實現利潤和稅收、經濟、社會、環境綜合效益、市場需求預測及推廣應用前景等）。
該產品於2008年10月進行產品試製，製造出樣機，經先後幾次測試、調整，達到了設計目的，現已進入批量生產階段。產品投入市場使用後，用戶反映良好，既減少了資源浪費和大氣污染，又爲企業創造了顯著的經濟效益。
該產品結構形式和熱效率均達到國內先進的技術水平。該項目技術成熟、性能穩定，產品應用前景廣闊。
1、經濟效益分析：按生產DZS35-1.25-Q鍋爐200臺套計算，每套鍋爐240萬元，可實現銷售收入4.8億元，新增利潤5640萬元，新增稅收1440萬元。
2、社會效益分析：以200臺DZS35-1.25-Q燃高爐煤氣、焦爐煤氣鍋爐按平均60%的負荷計算，每年可減少SO2排放量11.6萬噸，減少煙塵排放量34.7萬噸，節約燃煤量416萬噸標準煤，節約燃料費用41.6億元。