关键字：高炉煤气锅炉；爆炸原因；防范措施
1高炉煤气锅炉燃烧技术难点
由于锅炉需要同时满足全烧煤和掺烧高炉煤气的工况，这对锅炉设备提出了特殊的技术要求。该项目是东锅第一台大比例掺烧高炉煤气的大容量亚临界锅炉机组，最大掺烧高炉煤气比例为30%BMCＲ，属于全新设计，在技术上存在一定难度，设计中主要存在以下困难:
1.1锅炉全烧煤工况和掺烧高炉煤气工况时燃料特性差异极大
锅炉设计时需要综合考虑在全烧煤工况和掺烧高炉煤气工况。由于锅炉炉膛理论燃烧温度差异极大，导致炉膛出口烟温变化很大，需要保证两种极限工况下炉内稳定燃烧和炉膛水冷壁吸热在合理范围以内。
1.2锅炉掺烧高炉煤气量为目前国内最大比例掺烧量
由于高炉煤气热值较低且成分中含有相当大比例的惰性气体(N2)，锅炉大量掺烧高炉煤气进入炉膛后，会导致炉膛理论燃烧温度降低，对于煤粉的稳定燃烧不利;同时燃烧后产生的烟气量增大，燃烧所需的空气量减少，导致风、烟比失调，如采用常规布置方案，排烟温度将急剧升高，造成锅炉效率大幅降低。
1.3常规受热面匹配难以兼顾
该项目需要满足全烧煤工况和掺烧高炉煤气工况下的排烟温度均控制在合理范围内，当大量掺烧高炉煤气时，烟气量差别较大，锅炉受热面换热温压发生变化，故常规布置受热面无法同时兼顾两种工况下的传热需要。
1.4锅炉排烟温度要求苛刻
该项目不仅需要在掺烧高炉煤气工况下尽量降低排烟温度，以提高锅炉效率，同时还要兼顾锅炉全烧煤工况下，排烟温度在酸露点温度以上，以避免低温腐蚀。
经过调研，宝钢集团已投运的引进日本三菱公司同类型掺烧高炉煤气锅炉，在掺烧20%比例的高炉煤气时，锅炉排烟温度均在180℃以上。本工程要求最大掺烧30%比例的高炉煤气时，锅炉排烟温度不大于160℃。并且锅炉在全烧煤40%BMCＲ负荷时，锅炉排烟温度不小于100℃。
因此对于全烧煤工况以及掺烧高炉煤气工况，锅炉需要布置不同面积的受热面积，才能满足两种不同燃烧工况下的性能要求，即锅炉受热面能够在不同工况下进行调节，以适应掺烧高炉煤气的特殊要求，成为了该项目设计上的最大技术难点。
2分析高炉煤气锅炉爆炸的原因
高炉煤气锅炉在进行点火的过程中，爆炸的情况可能会产生。曾经某钢厂在将锅炉安装完以后，在点火进行冲管时，发生了巨大的爆炸事故，造成了严重的损失。
2.1爆炸力和煤气充满时间计算
焦炉煤气热值为16457千焦立方纳米，理论完全燃烧的空气量为每分钟(标准状态)3．81立方米，理论燃烧以后的温度为1985摄氏度，如此这样，1(标准状态)立方米的焦炉煤气混合于足够的空气以后，在密闭的容器中进行燃烧，所产生的压力就可以达到0．784帕斯卡，与容器承内压达的0．6615帕斯卡基本相等。
对于焦炉的煤气所规定的爆炸下限设为4．78%，混合比较良好时，煤气的浓度可以达到21．3%，锅炉的本体到烟囱和烟道容积大约可以达到980立方米。进行点火时，先将一个燃烧器点燃，并且将焦炉煤气阀微开时进行点火，整个的容积需要达到爆炸的下限时间为29．4分钟，混合良好的浓度时间需要达到131分钟。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就可以判定，在对高炉煤气锅炉进行点火以前，炉膛内由于所关闭的阀门不严，具有煤气泄漏，从而使空气和焦炉煤气的混合气体充满了炉膛，对炉膛内气体进行置换时，将空气和焦炉煤气的混合气进行了抽吸，由于焦炉煤气轻于空气，在炉膛内就会积聚在上部分，炉膛的压力是负压，气流的流场就会向上弯曲，点火以后，火焰就会将炉膛燃气点燃，还有尾部烟囱和烟道的气体也会被点燃，爆炸就会产生了。
2.2高炉煤气锅炉管理情况
高炉煤气发电的项目，是一项既复杂又大型的系统工程，涉及的面也比较广泛，不但涉及到锅炉和燃气，而且，还涉及了控制设备和电气等。所涉及到的工作方面，有些是需要交叉进行施工的，因此，就应该有一个专业的工作组织对这些工作进行协调，互相进行协作，统一进行管理。
对于高炉煤气锅炉进行点火运行时，有一些管道的保温还没有完全的结束，调试安装电控设备也没有完全地结束。在这种状态下，对高炉煤气锅炉进行点火，没有最基本地保护和监视高炉煤气锅炉各个系统运行的情况，对于煤气的泄漏情况也没有及时地发现。
2.3高炉煤气锅炉运行的操作不得当
在对高炉煤气锅炉进行点火时，如果煤气的调节阀稍微有漏气的情况，对于煤气混合气体的浓度是不会达到爆炸浓度发生的程度，因此，很多从都没有重视起来。该高炉煤气锅炉在进行点火时，是人工进行的点火。第一次给高炉煤气锅炉点火，没有成功，而点火的人员没根据操作的规程，就进行吹扫;然后二次进行高炉煤气锅炉点火，又失败了;再次三次高炉煤气锅炉点火，这时，刚将火把伸入到锅炉的炉膛，煤气的爆炸就发生了。
3高炉煤气锅炉爆炸的防范措施
高炉煤气、焦炉煤气锅炉的燃料虽然为易燃、易爆危险气体，但只要系统设计合理，严格按操作规程进行操作，锅炉就可以安全运行。
3.1建立工程施工中的有效工程管理
发电项目为复杂的系统工程，在建设过程中，建立一个有效的工程管理指挥机构，不仅能够编制一个合理可执行的进度计划，能够协调好各方面的工作，同时还能起到将工程有条不紊进行，很好地把握好工程的各项进度的作用。这个工程指挥机构应能独立于其他部门，他的职责为对整个工程的质量、安全及合理的工程进展负责，应避免野蛮地赶工期，不能在各方面条件尚未成熟时而强行调试运行。
3.2严格遵循操作规范
对于煤气锅炉，在1次点火不成功后，要分析不成功的原因，解决问题后方可进行第2次点火，点火时还需要置换炉膛的空气。同时在点火前还需对煤气管道进行吹扫。吹扫方法如下:
(1)盲板阀未开启的管道，在打开盲板前要用惰性气体(氮气或蒸汽)对盲板阀以后的管道进行吹扫，使管道内充满惰性气体，同时在吹扫的后期做一次气密性试验，确定燃烧前的调节阀的阀位是否在全关位置。
(2)管道吹扫完毕后，方可打开盲板阀，送入煤气，此时应打开燃烧器前的放散阀，放散掉管内的惰性气体。
(3)在点火前还要对管内的煤气进行爆炸试验。即从点火管中用一个特制的容器抽取少量的待点火煤气，然后在该容器口部点火，看是否会出现爆炸现象。如出现爆炸现象，则说明管道中还有空气，还得继续吹扫，以确保煤气的纯度。爆炸试验连续3次合格后方可进行点火工作。
(4)对于停用时间较短的管理系统，在盲板阀之后设计有水封，用它来隔断煤气，此时放掉水封的水就可直接送入煤气，但应检查燃烧器前的阀门是否关闭和打开放散阀，做煤气的爆炸试验。
锅炉在停炉时，应先关闭燃烧器前的调节阀，以确保火焰不回火和在下次点火运行时阀门是关闭的。
总之，高炉煤气锅炉在进行点火运行以前，对于锅炉煤气管道和燃烧器等每一个阀门阀位，必须要进行检查，检查合格后，才能够进行高炉煤气锅炉点火。
参考文献：
[1]冯俊凯.锅炉原理及计算[M].北京:科学出版社，1992.
[2]赵钦新，惠世恩.燃油燃气锅炉西安[M].西安:西安交通大学出版社，2000.
[3]高炉煤气一塔式多级除氯工艺及装备的研究与应用[J].中国冶金.2017(09)
论文作者:梅杰刚
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
标签：煤气论文; 高炉论文; 锅炉论文; 工况论文; 炉膛论文; 焦炉论文; 温度论文; 《科技中国》2018年4期论文;