CN104791843B - 一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，属于煤气锅炉领域。其主要步骤如下：(1)、前后下层焦炉煤气点火枪点火；(2)、检查并确认液压阀、高炉煤气阀处于关闭状态；(3)、打开手动放散阀和液压阀，将调节阀的流量调至50％，为氮气清扫置换做准备；(4)、打开氮气阀；(5)、打开取样阀，取样化验，直至氮气含量合格；(6)、高炉煤气置换氮气；(7)、关闭手动放散阀；(8)、开启液压阀，调节调节阀，高炉煤气点火成功。本发明克服现有技术中置换方法存在的危险性大和启动时间长的问题，省略了煤气化验步骤，缩短了吹扫置换所需要的时间，简化了高炉煤气吹扫置换操作步骤，提高了置换的效率。

Description

一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法

技术领域

本发明涉及煤气锅炉领域，更具体地说，涉及一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法。

背景技术

冶金行业高炉煤气高效回收利用，正逐步成为新的效益增长点，全燃煤气锅炉发电机组以其节能、环保的优势得以广泛使用。鉴于高炉煤气易燃、易爆、易中毒的物理特性及对环境影响大的特点，国家颁布有专项“GB6222—2005工业企业煤气安全规程标准”，实际应用中各企业都十分谨慎，分别制定有企业内部标准，如“煤气安全操作规程”等，对煤气的安全作业予以规范和指导。

目前国内煤气锅炉燃烧器布置形式有两种形式：前后墙布置和四角布置，无论何种布置，至少有一层燃烧器中心有点火枪作为值班火焰。行业内，根据“GB6222—2005”规范要求，全燃煤气锅炉启动阶段，点火步骤进行之前，高炉煤气***必须进行两次吹扫及化验，化验结果合格后方能进行点火操作。两次吹扫与化验分别为：(1)用氮气置换管道***内的空气，直至氮气含量化验合格；(2)高炉煤气置换管道***内的氮气，直至高炉煤气含量化验合格，锅炉方可开始点火。就步骤(2)而言，对于高炉煤气小时消耗量在10万立方米以上的锅炉，放散口至少有二处、其口径通常大于DN80mm，且置换、放散时间在0.5小时以上。基于上述因素，在步骤(2)的操作过程中生产现场往往会出现煤气浓度达到报警值以上，不可避免成为危险源(点)，更严重的情况会发生煤气中毒事故，造成人身伤害；此外，该操作过程还延长了锅炉点火启动时间，造成资源浪费。

中国发明专利，授权公告号：CN 101792831 B，授权公告日：2011.08.31，公开了一种高炉煤气能量回收***管网内煤气置换氮气的自动吹扫方法，该方法采用可编程控制器PLC或集散控制***DCS对高炉煤气能量回收***管网内煤气置换氮气的自动吹扫配置的各单元进行控制，由可编程控制器PLC或集散控制***DCS依照本发明的自动吹扫流程顺序，逐一对相应设备进行监测及控制，最终完成对高炉煤气能量回收***管网内煤气置换氮气的自动吹扫功能。该发明是用在高炉煤气能量回收***管网内，具有煤气置换氮气远程自动吹扫功能，并具有降低用户运营成本及人身危险的特点。其不足之处是，该方案在设计时需增加控制***，使得成本增加，需增加一定数量的电动控制阀门且在生产运行过程中对阀门的严密性有很高的要求，以防氮气或煤气泄漏。

中国发明专利，申请号201410007331.8，申请日2014.01.06，公开了一种连续退火炉的点火起炉方法，包括以下步骤：1)对NOF炉、RTF炉、SF炉、RJC炉试漏、管路试漏；2)确认管路和炉前各阀门关闭、零阀关闭；3)首先抽取氮气零阀盲板，依次打开管路各阀门；4)对炉内氧含量进行测量；5)依次打开氮气零阀和煤气管路管路各阀门；6)关闭氮气吹扫煤气管路的阀门，堵氮气吹扫煤气盲板；7)煤气置换后做爆鸣试验；8)炉前点火要逐个烧嘴开启，逐个烧嘴点火。该发明的有益效果是：有效的防止了由于阀门泄露或是盲板不严等造成的煤气泄漏，从防错角度彻底避免了连退炉起炉过程中造成的煤气泄漏到炉内，甚至***等隐患，保证了起炉的安全和炉内为保护性气氛。其不足之处是，该发明是针对连续退火炉的点火起炉方法的描述，对于煤气置换操作，在步骤5)和步骤6)中，均无关于氮气吹扫和煤气吹扫过程中的压力控制，根据《GB6222—2005工业企业煤气安全规程标准》，对管道内压力有明确要求，保持合适的管道压力利于工业安全生产，该发明关于各个阀门开合度的控制均无详细描述。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中置换方法存在的危险性大、启动时间长和浪费资源的问题，本发明提供了一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，目的是优化高炉煤气置换氮气的操作，减少高炉煤气和氮气的消耗量，降低煤气放散对环境影响，缩短锅炉启动时间，降低成本，提高企业效益。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其步骤为：

(A)、打开焦炉煤气点火枪点火；

(B)、检查并确认第一液压阀、第二液压阀、第三液压阀、第四液压阀、高炉煤气阀处于关闭状态；

(C)、打开手动放散阀和第五液压阀，并将第一调节阀I、第一调节阀II、第一调节阀III和第一调节阀IV打开且流量调至50％，为氮气清扫置换做准备；

(D)、打开氮气阀，将氮气通入高炉煤气管道内进行吹扫、置换空气，控制压力在0.7kPa以上；

(E)、打开取样阀，取样化验，直至氮气含量达98％以上；

(F)、缓慢开启高炉煤气阀，进行高炉煤气置换氮气，缓慢关闭氮气阀、第一调节阀I、第一调节阀II、第一调节阀III和第一调节阀IV；

(G)、在管道混合气体压力和煤气压力相当时，关闭手动放散阀，吹扫工作结束；

(H)、开启第二液压阀和第四液压阀，调节第一调节阀II和第一调节阀IV的流量至5％，高炉煤气推动氮气沿着管道流动，高炉煤气逐渐着火正常，点火成功。

优选地，在所述的步骤(E)中氮气取样化验时，取三个以上不同位置的样品，而且当每个位置样品氮气含量均大于98％为合格，化验采用的设备为便携式氧量表，化验方法为从三个不同的取样阀处直接取样分析。

优选地，在所述的步骤(G)中管道混合气体压力和煤气压力相当的持续时间为4-6分钟。

优选地，所述的手动放散阀设置在管道的末端，盲段长度不大于0.5米。

优选地，所述的步骤(F)中，在高炉煤气置换氮气后要始终保持管道内的氮气压力大于0.7kPa。

优选地，所述的步骤(F)中，在高炉煤气引入管道后，观察管道内部气体压力，管道压力在2kPa时，逐步关闭氮气阀、第一调节阀I、第一调节阀II、第一调节阀III和第一调节阀IV，直到完全关闭为止。

优选地，所述步骤(A)中的焦炉煤气点火枪全部点燃，其目的是为了确保煤气输送过程中的安全。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的步骤(G)中，在管道混合气体压力和煤气发生炉的煤气压力相当时，持续时间为4-6分钟，关闭手动放散阀，吹扫工作结束，省略了煤气化验步骤，缩短了吹扫置换所需要的时间，缩短锅炉点火启动时间，简化了高炉煤气吹扫置换操作步骤，提高了煤气置换的效率；

(2)本发明的步骤(A)中，打开焦炉煤气点火枪点火，焦炉煤气点火枪全部点燃后再打开煤气阀，防止在送气过程中可燃气体进入炉膛发生***，提高了操作过程的安全性，降低了风险发生的概率；

(3)本发明安装有放散阀，增加了氮气化验步骤，氮气含量达98％以上，再进行煤气置换氮气的操作，减少了煤气放散对环境产生的影响；

(4)本发明优化高炉煤气置换氮气的操作，减少高炉煤气和氮气的消耗量，降低煤气放散对环境影响，缩短锅炉启动时间，降低成本，提高企业效益。

附图说明

附图1为本发明的锅炉管路示意图。

示意图中的标号说明：

1、第一液压阀；2、第二液压阀；3、第三液压阀；4、第四液压阀；5、高炉煤气阀；6、第五液压阀；7、第一调节阀I；8、第一调节阀II；9、第一调节阀III；10、第一调节阀IV；11、取样阀；12、手动放散阀；13、焦炉煤气阀；14、氮气阀；15、焦炉煤气点火枪。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

以某钢的400t/h全燃煤气锅炉为例，高炉煤气是一种有毒气体，一旦泄露聚集会引起中毒，甚至***事故，因此高炉煤气的输送***及燃烧设备等要求严格密封。高炉煤气常温常压下着火浓度为35％-71％，在此范围内存在***的可能，所以一般规定输送管道中的氧浓度小于5％。

锅炉蒸发量：400t/h，热风温度：380℃，过热蒸汽压力：13.7MPa，冷空气温度：20℃，过热蒸汽温度：540℃，排烟温度：143℃，给水温度：238℃，锅炉设计热效率：88.14％，锅炉的燃料：高炉煤气。管道中各部件的连接关系如图1所示，在对锅炉进行冷态点火前煤气置换的操作前，要确保其他部位处于安全状态，一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其步骤为：

(A)、打开焦炉煤气点火枪15点火；焦炉煤气点火枪15全部点燃，其目的是为了确保煤气输送过程中的安全。

(B)、检查并确认第一液压阀1、第二液压阀2、第三液压阀3、第四液压阀4、高炉煤气阀5处于关闭状态；

(C)、打开手动放散阀12和第五液压阀6，并将第一调节阀I7、第一调节阀II8、第一调节阀III9和第一调节阀IV10打开且流量调至50％，为氮气清扫置换做准备；所述的手动放散阀12设置在管道的末端，盲段长度不大于0.5米。根据《GB6222-2005工业企业煤气安全规程》7.3.1.1，煤气设备和管道隔断装置前，管道网隔断装置前后支管闸阀在煤气总管旁0.5m内，可不设放散管，但超过0.5m时，应设放气头。

(D)、打开氮气阀14，将氮气通入高炉煤气管道内进行吹扫、置换空气，控制压力在0.7kPa以上；通过压力表观测压力，采用的方法是通过调整整风板或阀门开启度来调节管道压力。

(E)、打开取样阀11，取样化验，直至氮气含量达98％以上，氮气取样化验时，取三个以上不同位置的样品，而且当每个位置样品氮气含量均大于98％为合格，化验采用的设备为便携式氧量表，化验方法为从三个不同的取样阀11处直接取样分析，取样应有代表性；

(F)、缓慢开启高炉煤气阀5，进行高炉煤气置换氮气，缓慢关闭氮气阀14、第一调节阀I7、第一调节阀II8、第一调节阀III9和第一调节阀IV10；在高炉煤气置换氮气后要始终保持管道内的氮气压力大于0.7kPa。在高炉煤气引入管道后，观察管道内部气体压力，管道压力在2kPa时，逐步关闭氮气阀14、第一调节阀I7、第一调节阀II8、第一调节阀III9和第一调节阀IV10，直到完全关闭为止。

(G)、在管道混合气体压力和煤气发生炉的煤气压力相当时，持续时间为4-6分钟，关闭手动放散阀12，吹扫工作结束，通过压力表判断管道混合气体压力和煤气发生炉的煤气压力相当；

(H)、开启第二液压阀2和第四液压阀4，调节第一调节阀II8和第一调节阀IV10的流量至5％，高炉煤气推动氮气沿着管道流动，高炉煤气逐渐着火正常，点火成功。

实施例2

以某钢高温高压全燃高炉煤气锅炉为例，额定蒸发量：220t/h，过热器出口温度：540℃，过热器出口压力：9.81Mpa，给水温度：220℃，锅炉连续排污率：〈3％，冷风温度：20℃，煤气进口温度：20℃。锅炉的燃料：焦炉煤气和高炉煤气。

由于高炉煤气中的不可燃成分较多，其理论燃烧温度较低，仅为l250℃～1300℃，是煤的理论燃烧温度的60％左右，其火焰中心温度低，化学反应速度慢，因此在设计锅炉时应考虑高炉煤气需要有足够的燃尽时间，还要解决燃烧火焰不稳定、易产生脉动、易脱火等问题，高炉煤气的着火温度比较高，为(530～660)℃，因此燃烧高炉煤气的锅炉通常应采用其他热值较高的点火燃料(天然气或者焦炉煤气)，高炉煤气燃烧为气气单相燃烧，一旦具备了着火和稳燃条件，燃烧就非常迅速，且火炬很短，高炉煤气中的CO和H₂为易燃易爆气体，CO为有毒气体，高炉煤气在空气中的***极限浓度为35％～71％，因此高炉煤气的安全稳定燃烧也是非常重要的。

高炉煤气燃烧器为双旋流型，燃烧器为前后墙布置，前墙布置3层，后墙布置2层，每层布置4个燃烧器，共计20个，这种布置方法相对灵活，前后墙燃烧器层数不必相同，而且可以根据钢厂的实际情况增加其他气体的燃烧器。其中，前墙上层中间的2个为焦炉煤气燃烧器，其余18个均为高炉煤气燃烧器，前墙上层中间的2个焦炉煤气燃烧器均配备焦炉煤气点火枪15。为了保证燃烧安全，每只燃烧器上配有火焰检测装置。另外，由于煤气是一种劣质气体燃料，为了保证燃烧的稳定性，炉膛燃烧器区和炉底敷有卫燃带，以保证锅炉低负荷时的稳定燃烧。

管道中各部件的连接关系如图1所示，在对锅炉进行冷态点火前煤气置换的操作前，首先要确保其他部位处于安全状态，然后通入空气将锅炉内的可燃气体吹扫干净，一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其步骤为：

(A)、打开焦炉煤气点火枪15点火；焦炉煤气点火枪15全部点燃，其目的是为了确保煤气输送过程中的安全；

(B)、检查并确认第一液压阀1、第二液压阀2、第三液压阀3、第四液压阀4、高炉煤气阀5处于关闭状态；

(C)、打开手动放散阀12和第五液压阀6，并将第一调节阀I7、第一调节阀II8、第一调节阀III9和第一调节阀IV10打开且流量调至50％，为氮气清扫置换做准备；所述的手动放散阀12设置在管道的末端，盲段长度不大于0.5米。根据《GB6222-2005工业企业煤气安全规程》7.3.1.1，煤气设备和管道隔断装置前，管道网隔断装置前后支管闸阀在煤气总管旁0.5m内，可不设放散管，但超过0.5m时，应设放气头；

(D)、打开氮气阀14，将氮气通入高炉煤气管道内进行吹扫、置换空气，控制压力在0.7kPa以上；通过压力表观测压力，采用的方法是整风板或阀门开启度来调节管道压力。

(E)、打开取样阀11，取样化验，直至氮气含量达98％以上；氮气取样化验时，取三个以上不同位置的样品，而且当每个位置样品氮气含量均大于98％为合格，化验采用的设备为便携式氧量表，化验方法为从三个不同的取样阀11处直接取样分析，取样应有代表性；

(F)、缓慢开启焦炉煤气阀13，进行焦炉煤气置换氮气，缓慢关闭氮气阀14、第一调节阀I7、第一调节阀II8、第一调节阀III9和第一调节阀IV10；在焦炉煤气置换氮气后要始终保持管道内的氮气压力大于0.7kPa。在焦炉煤气引入管道后，观察管道内部气体压力，管道压力在2kPa时，逐步关闭氮气阀14、第一调节阀I7、第一调节阀II8、第一调节阀III9和第一调节阀IV10，直到完全关闭为止；

(G)、在管道混合气体压力和焦炉煤气压力相当时，持续时间为4-6分钟，关闭手动放散阀(12)，吹扫工作结束；通过压力表判断混合气体压力和焦炉煤气压力相当；

(H)、开启第二液压阀2和第四液压阀4，调节第一调节阀II8和第一调节阀IV10的流量至5％，焦炉煤气推动氮气沿着管道流动，焦炉煤气逐渐着火正常；

(I)、焦炉煤气燃烧稳定，在炉膛中部温度达到600℃以上时，投入高炉煤气，同时启动灭火保护***，缓慢开启高炉煤气阀5，进行高炉煤气置换焦炉煤气，高炉煤气逐渐着火正常，点火成功。

Claims (7)

1.一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其步骤为：

(A)、打开焦炉煤气点火枪(15)点火；

(B)、检查并确认第一液压阀(1)、第二液压阀(2)、第三液压阀(3)、第四液压阀(4)、高炉煤气阀(5)处于关闭状态；

(C)、打开手动放散阀(12)和第五液压阀(6)，并将第一调节阀I(7)、第一调节阀II(8)、第一调节阀III(9)和第一调节阀IV(10)打开且流量调至50％，为氮气清扫置换做准备；

(D)、打开氮气阀(14)，将氮气通入高炉煤气管道内进行吹扫、置换空气，控制压力在0.7kPa以上；

(E)、打开取样阀(11)，取样化验，直至氮气含量达98％以上；

(F)、缓慢开启高炉煤气阀(5)，进行高炉煤气置换氮气，缓慢关闭氮气阀(14)、第一调节阀I(7)、第一调节阀II(8)、第一调节阀III(9)和第一调节阀IV(10)；

(G)、在管道混合气体压力和煤气压力相当时，关闭手动放散阀(12)，吹扫工作结束；

(H)、开启第二液压阀(2)和第四液压阀(4)，调节第一调节阀II(8)和第一调节阀IV(10)的流量至5％，高炉煤气推动氮气沿着管道流动，高炉煤气逐渐着火正常，点火成功。

2.根据权利要求1所述的一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其特征在于：在所述的步骤(E)中氮气取样化验时，取三个以上不同位置的样品，而且当每个位置样品氮气含量均大于98％为合格，化验采用的设备为便携式氧量表，化验方法为从三个不同的取样阀(11)处直接取样分析。

3.根据权利要求1或2所述的一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其特征在于：在所述的步骤(G)中管道混合气体压力和煤气压力相当的持续时间为4-6分钟。

4.根据权利要求1所述的一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其特征在于：所述的手动放散阀(12)设置在管道的末端，盲段长度不大于0.5米。

5.根据权利要求1或4所述的一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其特征在于：所述的步骤(F)中，在高炉煤气置换氮气后要始终保持管道内的氮气压力大于0.7kPa。

6.根据权利要求1所述的一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其特征在于：所述的步骤(F)中，在高炉煤气引入管道后，观察管道内部气体压力，管道压力在2kPa时，逐步关闭氮气阀(14)、第一调节阀I(7)、第一调节阀II(8)、第一调节阀III(9)和第一调节阀IV(10)，直到完全关闭为止。

7.根据权利要求1或4所述的一种全燃煤气锅炉冷态点火前煤气置换操作方法，其特征在于：所述步骤(A)中的焦炉煤气点火枪(15)全部点燃。