高炉、炼焦炉科技进步奖申报材料

内容提要（限600-800字）：
燃高炉煤气、焦炉煤气35t/h蒸汽锅炉由锅炉本体、高效预混式燃烧器、省煤器、空气预热器、控制系统等部分组成。锅炉采用单锅筒、纵置式、膜式水冷壁和高效螺旋翅片管相结合的先进结构设计思路，尾部受热面采用高效螺旋翅片管省煤器和喷流式空气预热器，可将冷空气加热至85℃供高炉煤气、焦炉煤气充分燃烧，将锅炉水加热至193℃饱和蒸汽供生产生活使用。
该产品结构紧凑，换热效率高，达到国内领先水平。
该产品采用了蓄热式稳定燃烧、高效预混式燃烧等技术，燃烧稳定可靠；在结构设计上采用了全膜式水冷壁、高效螺旋管束、喷流换热等技术，热效率达到92%以上；输出蒸汽的各项参数能满足设计及生产生活用汽要求，具有显著的经济、社会效益，符合国家节能减排政策。
该产品于2008年10月进行产品试制，制造出样机，经先后几次测试、调整，达到了设计目的，现已进入批量生产阶段。产品投入市场使用后，用户反映良好，既减少了资源浪费和大气污染，又为企业创造了显著的经济效益。
该产品结构形式和热效率均达到国内先进的技术水平。该项目技术成熟、性能稳定，产品应用前景广阔。
在钢铁企业中高炉、炼焦炉在生产过程中会产生高炉煤气(BFG)、焦炉煤气(COG)。高炉煤气、焦炉煤气综合利用一直是钢铁企业能源利用的难点，直接焚烧排放到大气中，造成对大气的污染。高炉煤气和焦炉煤气 ,由于发热量低、发生量变化大、气压不稳定等原因 ,常给回收利用带来困难。目前 ,这些高炉煤气、焦炉煤气除部分用于冶金加热炉外 ,大都考虑在蒸汽锅炉或电站锅炉中燃烧 ,但回收利用多余的高炉煤气、焦炉煤气给安全性和稳定性要求极高的电厂带来较多技术难题。探讨这些技术难题 ,设计适应不同特点燃烧的锅炉 ,满足实际生产要求 ,是摆在人们面前的一个理论与实践、设计与制造的紧迫课题。
中小高炉及炼焦工艺逐渐淘汰，6～20t/h中小吨位锅炉难以满足实际需求，设计开发35t/h燃高炉焦炉煤气锅炉具有相当的市场前景。
 

 
 
 
 

四、申报项目的详细内容及申报理由





1、项目的主要技术内容




A、采用的技术原理
将高炉煤气、焦炉煤气收集起来，经处理后送入燃高炉煤气、焦炉煤气锅炉燃烧，产生蒸汽，供生产、生活用汽，则可变废为宝，再利用能源、减少污染的同时还可产生显著的经济效益。
 




B、关键技术及创新点：
一、关键技术
燃高炉煤气、焦炉煤气35t/h蒸汽锅炉结构紧凑、设计合理，性能稳定可靠，安装施工方便，运行中操作、检修方便，热效率达到92%以上，较同类燃煤锅炉效率提高5～7%，技术上与同类产品相比具有明显的优势。该产品采用了多项关键技术，在结构设计上采用了炉体组散装、全膜式水冷壁等结构，在换热上采用高效螺旋管束、喷流换热器等新技术，燃烧上采用了蓄热式燃烧室稳定燃烧、高效预混式燃烧器等新技术，每项新技术都经过严格论证、设计和实践检验。
1、炉体结构设计先进
  燃高炉煤气、焦炉煤气35t/h蒸汽锅炉设计为单锅筒纵置式全膜式水冷壁结构。与普通锅炉不同，该锅炉采用较大炉膛空间、炉膛气流对冲扰动混合、燃烬室旋涡分离等多项技术的组合。
大炉膛空间适宜于高炉煤气的燃烧特性，使高炉煤气炉膛容积热负荷qV在合理取值范围内；膜式水冷壁结构则使锅炉有较大的辐射受热面积，同时减少了炉膛及对流管束的漏风系数，保证了锅炉额定出力；炉膛气流对冲扰动混合则加强了燃气的混合，强化了高炉煤气的燃烧，大大减少了气体不完全燃烧损失；燃烬室旋涡分离的结构使高炉煤气燃烧后进行一次烟尘分离，降低了锅炉初始排放浓度，并且平均了进入对流管束的烟气温度，使对流管束烟气进口段水循环工作更加可靠。
2、高炉煤气的稳定燃烧技术           
  高炉煤气热值热值较低，一般在3560kJ/Nm3左右，着火点不高，但在实际燃烧过程中，受各种因素的影响，混合气体的温度必须远大于着火点，才能确保燃烧的稳定性。高炉煤气的理论燃烧温度低，参与燃烧的高炉煤气的量很大，导致混合气体的升温速度很慢，温度不高，燃烧稳定性不好。钢厂在生产过程中高炉煤气的压力、流量、成分都很不稳定，波动很大，这也加重了燃烧的不稳定性。燃高炉煤气、焦炉煤气35t/h蒸汽锅炉采用高效喷流式空气预热器和蓄热式燃烧室两项技术来稳定燃烧。高效喷流式空气预热器可将冷空气温度预热至85℃左右，在提高锅炉热效率约2.5%的同时，提高了混合气体的温度，使燃烧更加稳定；在燃烧器出口、火焰进入炉膛空间之前处，设计有蓄热式燃烧室，蓄热式燃烧室起到对混合气体的加热和稳定温度的作用，燃烧室用耐高温蓄热材料制成，高炉煤气经过高温燃烧室通道后马上被引燃，有效的防止了高炉煤气波动时燃烧不稳定的可能性。
 3、锅炉高效换热新技术
  燃高炉煤气、焦炉煤气35t/h蒸汽锅炉在结构上采用了组散装结构，并与高效换热的新技术紧密结合。为保证锅炉热效率和制造质量及安装施工方便，锅炉管束设计为组装高效螺旋翅片管束，螺旋翅片管的翅片参数按照高炉煤气、焦炉煤气的烟气特性而特殊设计，炉膛设计为全膜式水冷壁结构，省煤器设计为分体式钢管高效螺旋翅片省煤器，空气预热器采用先进的高效喷流换热器结构形式。省煤器及空气预热器的换热采用全逆向换热的方式。锅炉整体尺寸非常紧凑，是同类燃气锅炉的外形尺寸的2/3；因采用高效换热元件及全逆向换热方式，锅炉排烟温度很低，锅炉热效率高出同类燃煤锅炉产品5～7%左右。
4、预混式燃烧技术
高效预混式燃烧器是***市锅炉制造厂结合多年实践，经不断完善改进并研制的高性能燃烧器。该燃烧器具有燃烧速度高，燃烧强度大的特点，还具有调节煤气喷口速度的功能。煤气经喷管后以30—50m/s的速度喷出后，与四周旋转的预热空气充分混合，再经二次扰流，形成强烈混合后进入炉膛燃烧。燃气有充足的空间展开，在炉膛内部两组燃烧器形成的燃烧气流再次交叉混合，使燃烧更加充分彻底。燃烧器以一定角度错开布置，高炉煤气燃烧产生的高温火焰与炽热气流在炉膛充分混合，布满整个炉膛。这一过程延长了炉膛内烟气停留时间，促进燃烧与火焰稳定，提高燃烧效率，大大降低了锅炉初始烟尘排放浓度。燃烧器还配备了自动调节的功能电动调节调可以通过燃烧器内气体压力信号、温度信号，自动调节，并具有自动保护和切断的功能，使燃烧更加安全。
5、设置多道的安全保护装置
高炉煤气、焦炉煤气为有毒、易燃易爆气体，与空气混合后，在一定比例范围内将发生爆燃。燃高炉煤气、焦炉煤气35t/h蒸汽锅炉配备了以下保护系统：
①燃气低压保护：当高炉煤气或焦炉煤气的产气量不足，压力低于一定的压力时，燃烧就就可能中断从而造成危险。为此，锅炉的燃烧系统设置了燃气低压保护装置，当燃气压力低于或高于某一设定值时，自动切断主燃气阀，同时发出报警信号。
②切断空气保护：锅炉送风机或引风机停机会造成煤气燃烧缺氧，使炉膛内存有煤气并有与空气混合气体爆燃的危险。为此在燃烧器前煤气管路上设有电动调节阀，当锅炉送、引风机断电时，电动蝶阀迅速关闭以切断高炉煤气、焦炉煤气。
③煤气报警装置：为防止煤气泄漏造成人员中毒事故，锅炉房内安装了煤气报警系统，当煤气浓度超标时，报警系统发出报警信号，以便运行人员及时发现和处理。
④炉膛熄火保护：当炉膛发生熄火时，自动切断燃气供应，燃烧器进入保护程序工作状态，炉膛吹扫的同时发出报警信号。
⑤泄压保护：锅炉两侧、尾部烟道都设有防爆门装置，保证了万一爆燃时的安全泄压。
二、本产品的创新点：
1. 结构设计上采用了炉体组散装、全膜式水冷壁等结构；
2. 换热上采用高效螺旋管束、喷流换热器等新技术；
3.燃烧上采用了蓄热式燃烧室稳定燃烧、高效预混式燃烧器等新技术。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 





                                      





2、项目的重要技术参数与国内外已有同类先进技术全面对比情况




项目水平：A、国际先进B、国内先进C、行业先进




一、产品主要性能指标
燃高炉煤气、焦炉煤气35t/h蒸汽锅炉主要技术规范：
1、额定蒸发量：35t/h ；
2、额定蒸汽压力：1.25Mpa ;
3、额定蒸汽温度：193℃ ；
4、给水温度：105℃
5、适用燃料：高炉煤气、焦炉煤气
6、燃料消耗量：22380m3高炉煤气/h或5000m3焦炉煤气/h
7、设计热效率：92.2% ；
DZS35-1.25-Q燃高炉煤气、焦炉煤气蒸汽锅炉较同类燃煤35t/h锅炉产品，热效率高出5～7%。按平均6%计算，一台DZS35-1.25-Q燃高炉煤气、焦炉煤气蒸汽锅炉每年节约燃煤量1176吨标准煤，节约燃料费用118万元。
项目水平为B、国内先进。





 
                                    





3、项目的经济效益和社会效益情况




重点说明项目鉴定后产生的经济效益和社会效益（主要包括经济规模、成本构成、节能降耗、年新增产值、年实现利润和税收、经济、社会、环境综合效益、市场需求预测及推广应用前景等）。
该产品于2008年10月进行产品试制，制造出样机，经先后几次测试、调整，达到了设计目的，现已进入批量生产阶段。产品投入市场使用后，用户反映良好，既减少了资源浪费和大气污染，又为企业创造了显著的经济效益。
该产品结构形式和热效率均达到国内先进的技术水平。该项目技术成熟、性能稳定，产品应用前景广阔。
1、经济效益分析：按生产DZS35-1.25-Q锅炉200台套计算，每套锅炉240万元，可实现销售收入4.8亿元，新增利润5640万元，新增税收1440万元。
2、社会效益分析：以200台DZS35-1.25-Q燃高炉煤气、焦炉煤气锅炉按平均60%的负荷计算，每年可减少SO2排放量11.6万吨，减少烟尘排放量34.7万吨，节约燃煤量416万吨标准煤，节约燃料费用41.6亿元。