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京唐熱扎工程利用VKR燃燒技術(shù)在加熱爐情況及改造方案

來源:www.cztkwl.cn瀏覽量:載入中...發(fā)布時間:2023.07.10


京唐熱扎工程利用VKR燃燒技術(shù)在加熱爐情況及改造方案,下面上?;⒉┬【幘徒o大家來講解一下具體流程。


現(xiàn)有工況

①爐型:步進(jìn)式板坯加熱爐

②軌距:2250mm

③標(biāo)準(zhǔn)板坯尺寸(厚mm×寬mm×長mm):250×1650×10000

④爐子尺寸(外形尺寸:長mm×寬mm):500000×13000

⑤爐膛尺寸(外形尺寸:長mm×寬mm):500000×11700

⑥爐墻厚度:500mm

⑦煙道中安裝有空氣換熱器:

⑧加熱爐共有預(yù)熱段(16只)、第一加熱段(10只)、第二加熱段(10只)、均熱段(30只),

⑨燒嘴布置:上層側(cè)燒嘴12只(雙側(cè)24)、下層側(cè)燒嘴17只(雙側(cè)34只)、均熱段頂裝平焰燒嘴(30只),合計燒嘴數(shù)量:88只。

⑩鼓風(fēng)機銘牌:

?燃料:混合煤氣熱值:2000kcal/Nm3

?混合煤氣壓力:10kPa

?空燃比:1.0(燃?xì)猓?.7(煙氣):1.9(空氣)

?理論空氣量:85000÷1.2=70833.33 Nm3/h

?理論燃?xì)饬浚?0833.33 Nm3/h÷1.9=44270 Nm3/h

?平均每只燒嘴的負(fù)荷:503 Nm3/h

?每只燒嘴負(fù)荷:100×104 kcal/h(約1000KW)

?熱風(fēng)溫度:450℃

?煤氣預(yù)熱溫度:250℃(波動范圍:200~280)

?煙道設(shè)有,空氣預(yù)熱器和煤氣預(yù)熱器。

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現(xiàn)狀及要求:

目前是外置換熱器的雙預(yù)熱直燃式的燒嘴,煙道加裝了脫硫、脫硝裝置;脫硝要求在煙氣溫度大于300攝氏度的情況下濕還原Nox,將Nox降到50mg達(dá)標(biāo)后排放;

煙道上安裝了2路列管式換熱器可以將熱風(fēng)預(yù)熱至450度,混合煤氣預(yù)熱至250度左右,總的排煙溫度控制在350度左右;

該項目運行良好,爐子的熱效率較高;但在實際的使用過程中,隨著國家政策及市場濟(jì)的發(fā)展,也發(fā)現(xiàn)了一些問題并提出相應(yīng)的要求如下:

熱軋加熱爐目前采用通過煙道安裝兩套獨立的換熱器加熱風(fēng)及燃料后用傳統(tǒng)的燒嘴直接燃燒,一方面換熱溫度受限,不能做到充分的節(jié)能;另一方面燃燒形成的火焰溫度高,會生大量的Nox,這樣在煙氣后期的處理過程中,脫硝的運行費用高;

集中換熱必須考濾換熱器的承載溫度,加之熱風(fēng)的傳輸距離長,燒嘴本身的特性等,這就決定了助燃空氣換熱后最高為450度左右,即便增加了混合煤氣的另一路換熱,但脫硝工藝要求的的煙氣溫度也必須要求大于300度;

  進(jìn)一步的要求如下:

A:降低脫硝裝置運行費用,在現(xiàn)有的運行狀態(tài)及設(shè)備前題下,脫硝設(shè)備能低負(fù)荷下運行甚至是暫停運行;

B:進(jìn)一步降低爐子能耗,實現(xiàn)極限節(jié)能,減少碳排放;


方案:(VKR先進(jìn)燃燒技術(shù)介紹)

VKR先進(jìn)燃燒技術(shù)核心為:

無焰燃燒LowFlox

多級換熱ExChange+

1,采用VKR雙級自身預(yù)熱式燒嘴,利用爐膛1200度的高煙氣回抽,將冷空氣預(yù)熱至最高1000度左右后送入爐膛助燃。

2,燒嘴燃料管路設(shè)有獨立的換熱裝置,可將煤氣加熱至最高450度左右,并在燒嘴頭部預(yù)混后燃燒;

3,VKR燒嘴配有兩路燃料入口,風(fēng)道入口可二檔調(diào)節(jié)分別實現(xiàn)兩種燃燒模式。烘爐及加熱降段采用正常燃燒有焰模式A;當(dāng)爐溫加熱至850度以上可切換為高溫?zé)o焰燃燒模式B;

如下圖示:

A:混合煤氣通入燒嘴換熱器內(nèi)側(cè),通入量為額定200標(biāo)方/h,壓力為10Kpa,在進(jìn)氣口處安裝孔板及壓力變送器,通入前可用壓力變送器標(biāo)定并測量流量,記入PLC參照,在孔板前安裝電動伺服馬達(dá)+蝶閥控制流量大小,標(biāo)定或調(diào)整輸入功率。

B:爐膛煙氣從燒嘴換熱器外側(cè)負(fù)壓回流,排煙口安裝引射器形成負(fù)壓-5Kpa左右回抽煙氣,排煙口安裝伺服馬達(dá)+蝶閥,根據(jù)排煙溫度調(diào)節(jié)回抽煙氣量的大??;確保換熱量以及煤氣被加熱的溫度;

C:高溫模式下中心孔通入混合煤氣,壓力10Kpa,通過節(jié)流閥后直接通入爐膛中心;通入量為額定300方每小時:

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VKR燒嘴工作示意圖

燃料管路:混合煤氣分兩路進(jìn)入,一路進(jìn)入燒嘴預(yù)熱后同空氣混合后燃燒,另一路直接噴入爐膛;烘爐階段燃料A進(jìn)入進(jìn)行有焰模式燃燒;在加熱及高溫階段燃料B進(jìn)入,實現(xiàn)無焰模式燃燒。

在調(diào)溫及高負(fù)荷工作時,可同時打開燃料A+B,以及空氣蝶閥全部打開增大流量,可全功率輸出;

風(fēng)機管路:分兩路,一路進(jìn)入爐膛助燃,另一路用于引射煙氣回流。助燃風(fēng)采用執(zhí)行器+蝶閥雙位調(diào)節(jié),加熱階段助燃風(fēng)進(jìn)風(fēng)量為500標(biāo)方左右,燃?xì)鉃?50方左右調(diào)節(jié)位;在切換為高溫模工后通入1000方空氣,并同高溫模式的燃料入口同時打開;進(jìn)入爐膛形成高溫加熱模式,可通過調(diào)節(jié)風(fēng)量進(jìn)入量來調(diào)節(jié)膛爐氣氛;

燃 燒:正常加熱工作階段的燃嘴只相當(dāng)于一個多級換熱器的作用,燃燒反應(yīng)都在爐膛內(nèi)部完成,,由于助然空氣同燃?xì)舛急患訜嶂两咏鼱t膛的溫度,當(dāng)達(dá)到設(shè)定的流速就會形成穩(wěn)定的無焰燃燒反應(yīng),爐膛內(nèi)無高溫區(qū),無藍(lán)色火焰,燃嘴設(shè)計噴出的氣流可以在高溫下充分的形成無焰燃燒模式;整個爐膛看不到火焰,Nox排放降低;如下圖所示B:

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烘爐或啟動狀態(tài)(有焰模式燃燒A)加熱                                                      烘爐或啟動狀態(tài)(有焰模式燃燒A)加熱狀態(tài)(無焰模式燃燒B)


烘爐預(yù)熱啟動階VKR是正常的預(yù)混燃燒方式,助燃風(fēng)及燃無預(yù)熱,但是采用嘴前預(yù)混的方式可以有效的加長火焰,提高流速以點火效率;有焰模式的燃燒方式,有藍(lán)色長火焰。煤氣通過燃料A通入,功率負(fù)荷Max 50%;如上圖A:

溫度及爐膛氣氛調(diào)節(jié):采用脈沖方式調(diào)節(jié)溫度工作時的溫度,控制風(fēng)門位置大小調(diào)節(jié)爐膛氣氛;

安全及控制:燒嘴燃燒安全控制在有焰及低溫模式下;配置有德國krom//schroeder公司的燃嘴控制器BCU370,離子及電眼點火及紫外線火焰監(jiān)測UVS10D0D1,采用大功率的鐵芯式點火變壓器,確保點火能量;燃?xì)忾y門為雙A級德國DUNGS氣動安全切斷閥(防腐),空氣管路安裝DUNGS執(zhí)行器及蝶閥三位控制調(diào)節(jié)(關(guān)閉,小火位,大火位);

爐膛溫度高于850度后,轉(zhuǎn)大功率無焰模式燃燒后BCU370燃燒控制器關(guān)閉,交由PLC做脈沖控制;

燒嘴布置及設(shè)計:VKR每只燒嘴燃均含兩級換熱器,在爐膛溫度1250度時,預(yù)熱助燒風(fēng)可在1000度以上,排煙溫度在350C左右;本方案還需在煙道上增加輔助換熱器用于預(yù)熱混合煤氣,可將混合煤氣預(yù)熱至450攝氏度以上確保節(jié)能效果以為實現(xiàn)無焰模式燃燒。最終的排煙溫度可在100度左右;實現(xiàn)極限節(jié)能,由于助然風(fēng)及燃料雙雙預(yù)熱至很高的溫度,加之燒嘴的特殊設(shè)計,可確保實現(xiàn)高質(zhì)量的無焰模式工作,同時也進(jìn)一點的節(jié)能增效;本方案采用VKR DS-250型號的燒嘴,每只燒嘴標(biāo)定的功率為250KW,用4只燒嘴并聯(lián)安裝后可達(dá)到1000KW輸出;

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VKR燒嘴的特殊設(shè)計可確保兩種燃燒模式的切換

改造步驟:

第一步:在加熱區(qū)拆掉現(xiàn)在燒嘴一臺套,用一體化裝配好的1000KW的燒嘴換上,要求10Kpa DN100冷風(fēng)送風(fēng)管接至嘴前,混合煤氣(未加熱)10Kpa DN80接至嘴前;

第二步:在前面的嘴正常運行后一段時間后,再單獨改一個區(qū);增加一條負(fù)壓排煙管路:排煙管設(shè)引風(fēng)機;

第三步:整體全部改造,關(guān)閉現(xiàn)在煙道及集中換熱器;采用集中負(fù)壓排煙,檢測并爭取實現(xiàn)最小限度的脫硝處理,實現(xiàn)Nox排放達(dá)標(biāo),達(dá)到節(jié)能效果;


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