高炉现状和发展趋势研究论文

<鞍钢新2、3号高炉炼铁工艺及工程施工技术研究>孙长明

这个行么？你的表达太简单了，不知道你到底需要什么样的论文

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3．3．3高炉的冷却设备

冷却设备包括炉体冷却设备，炉底冷却设备和风口冷却设备‘251。

冷却设备的寿命是决定高炉寿命最关键的因素之一，特别是炉身下部

及炉腹区域的冷却设备型式是否恰当、结构是否合理、外部水系统的配置

是否有效，是高炉能否长寿的关键[26,271。具体的冷却设备配置如下：

(1)高炉炉底及炉缸

高炉炉底冷却采用在炉底砖下埋设水冷管的形式。炉缸、风口带采用

冷却壁冷却方式，其中风口带以下设5段光面冷却壁，壁厚为160mm，材

质为灰铸铁；铁口周围采用了铜冷却壁冷却。风口区为l段异形光面冷却

壁。壁厚250mm，材质为灰铸铁。

(2)炉腹及炉身中下部

由于炉腹、炉腰及炉身中下部温度波动较大，化学侵蚀严重，热应力

破损作用较大，工作条件最差，对高炉寿命影响较大。设计在封口带的炉

腹第一段冷却壁为铁素体球墨铸铁冷却壁。在炉腹至炉身下部的高热负荷

区域采用当今世界公认的铜冷却壁方案。铜冷却壁的高度约10m。

(3)炉身中上部

由于大量喷吹煤粉，炉身中、上部的热负荷的增加，为了加强冷却，

炉身中上部均采用冷却壁冷却。炉身中部采用了3段镶砖冷却壁，壁厚

340ram，材质为铁素体球墨铸铁；炉身上部采用了3段镶砖水冷壁，壁厚

270mm，材质为铁素体球墨铸铁。

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钢铁工业是基础工业之一，在国民经济中起到举足轻重的作用，同时也是高能耗、高排放行业，因此节能减排一直是钢铁行业技术进步的主旋律。我国是钢铁的生产和消费大国，21世纪以来，我国的钢铁工业迅速发展，2019年我国的粗钢产量为亿吨，占全球粗钢产量的。随着钢铁产量的增加，产生的固体废弃物也越来越多，在高炉炼铁中，每生产一吨生铁就会产生300~500公斤的废渣[1-3]。目前高炉渣的利用方式有很多，包括用于筑路、水泥、混凝土骨料、矿渣棉、和微晶玻璃等。中国有90%以上的高炉渣用于制作水泥[4]。对高炉渣的综合利用不但能减少工业固体废弃物的污染、保护环境，而且能够创造出优质的产品，产生良好的经济效益。因此，对高炉渣的处理和再利用是实现我国钢铁行业绿色发展和循环经济的重要途径之一。高炉渣的处理方式包括水淬法和干渣法两种。水淬法就是将熔融状态的高炉渣倾倒于水中急速冷却，并使其在热应力作用下粒化。经水淬后得到的渣粒绝大部分（95％以上）为非晶态，是优良的水泥掺合料，这一途径实现了高炉渣的大宗消纳。干渣法是利用炉渣与空气等传热介质直接或间接接触，在不消耗新水的条件下进行热交换。目前干渣法还处于试验研究阶段，在世界上还没有形成工业化。二、水淬法高炉渣处理工艺在高炉生产中，水淬法是最简洁、高效的渣处理方法，目前的水淬法包括拉萨法（RASA）、图拉法（TYNA）、明特法（MTC）、底滤法（OCP）、因巴法（INBA）[5]。1. 拉萨法拉萨法的处理工艺是由英国的RASA公司和日本的钢管公司一起研发的，在1967年首次应用于日本福山钢铁的1号高炉（2000m3）。在国内第一家应用该技术的企业是上海宝钢。其工艺流程为高炉渣由渣沟倒入冲制箱进行水淬，之后进入粗分槽；渣浆泵将渣送进脱水槽进行脱水处理，将渣粒送至沉淀池，经沉淀后的渣粒再次送入脱水槽；沉降池中的水经过冷却处理后再返回去进行冲渣处理，以此形成循环利用。2. 图拉法图拉法首次应用在俄罗斯图拉厂的2000m3的高炉上。国内首次应用的厂家是首钢。其工艺流程为采用圆筒形的转鼓对渣进行脱水处理。首先转鼓带动四周的筛板旋转把渣水混合物带上来，在外壁的滤网处进行脱水。然后将落在转鼓内接料罐中的渣通过胶带机传送到渣料场。3. 明特法明特法最早应用于首钢3#高炉（2536m3）上，该工艺是由北京明特克冶金炉技术有限公司和首钢联合研制的。明特法采用螺杆旋转的方式将储渣池底部的渣向上传送，渣的脱水过程通过重力和螺杆片对渣的旋转力和挤压力的共同作用下完成。脱水后的渣被搅拌器的凹槽输送到皮带传送系统上，再到残渣场。渣池中的冲渣水经过过滤器过滤后在排渣泵的作用下回送至渣水系统，实现整个排渣系统中水的闭路循环。4. 底滤法底滤法的工艺流程为：当炉渣进入炉渣沟并落到底部时，高压水流立即将其击碎，矿渣经水淬后被冲到矿渣池，抓斗将矿渣吊起进行脱水，矿渣池中的水经过滤池过滤后经水泵送到冷却塔，形成循环利用。该冲渣工艺中的水压：～；渣水比为 1:10～1:15，水渣含水率为10%～15%[6]。5. 因巴法因巴法是20世纪80年代由比利时西德玛公司与卢森堡公司联合研发的一项熔渣处理工艺。我国于1991年6月首次应用于宝钢2号高炉上。因巴法的工艺流程为：熔渣从渣沟流向重制箱，被里面的高压水水淬后进入渣沟，经分配器、缓冲槽进入滚筒过滤器进行过滤，脱水后的渣经皮带机运出，然后由外部皮带机运送到储渣槽内。因巴法有冷INBA、热INBA和环保型INBA之分。3种因巴法的炉渣粒化、脱水的方法均相同，都是使用水淬粒化，采用转鼓脱水器脱水，不同之处主要在水系统。冷INBA水系统中设有冷却塔，粒化水冷却之后再进行循环；热INBA中没有冷却塔，粒化水直接进行循环；环保型INBA水系统中分粒化水和冷凝水两个系统，冷凝水系统主要用来吸收二氧化硫、蒸汽、硫化氢。与冷、热INBA比较，环保型INBA最大的优点是硫的排放量很低，它把大部分硫转移到循环水系统中。三、干渣法高炉渣处理工艺1. 滚筒法滚筒法分为双滚筒法和单滚筒法。双滚筒法由日本NKK公司研究开发[7]，它的主要技术原理是将1400℃的熔渣倒进两个反向转鼓，经过转鼓的旋转作用将熔渣粒化并同时进行热交换，经冷却后的渣温度约900℃，生成的蒸汽经回收后用于蒸汽发电。NKK在福山4号高炉上进行了工业试验，渣玻璃化率达95%，热回收率达40%。单滚筒法是由日本住友金属公司与石川岛播磨重工于20世纪80年代联合开发的。其工艺原理为：熔渣从一定的高度落下撞击到旋转的滚筒表面而被粒化，之后进入固体介质的流化床进行热交换。此工艺热量回收效率较低，处理能力小，因此至今未能实现工业化应用。2. 风淬法风淬法的技术原理是熔融态的高炉渣在高速的气流冲击下被喷射粒化，粒化渣在余热回收设备里进行换热冷却，收集的显热用于蒸汽发电。此方法在日本、德国、瑞典、韩国等国家均有研究，其中日本新日铁、川崎制铁、住友金属等公司联合进行了高炉渣风淬粒化试验[8-10]。国内也有一些风淬法相关研究。王子兵[11]等人以高炉熔渣为热源，以空气为风淬介质，以空气和水作为换热介质，利用回转式冷渣机，进行高温渣粒余热回收试验。该工艺将粒化与余热回收分开，大大减少动力消耗。研究调质剂比例、风淬压力和喷嘴结构对系统热回收效率的影响。刘振超[12]通过建立数学模型研究了高炉渣的气淬成珠原理，利用热力学模型和实验探究了颗粒在空气中的换热过程和成珠效果。研究表明，喷嘴直径、气体的流量和压力、高炉渣表面张力和粘度等都会影响成珠过程，据此确定了最佳工艺条件。李书磊[13]等人根据高炉熔渣具有巨大显热的特性，设计了一种通过风淬粒化、余热锅炉回收余热的新工艺。该工艺不仅余热回收率高，而且具有结构简单、不消耗新水、有害气体零排放等多种优势。3. 离心法转杯粒化法转杯粒化工艺是由英国的Pickering[14-15]等人在上个世纪80年代提出的。主要工艺流程为：高温熔渣进入高速旋转的转杯，在离心力和表面张力的共同作用下熔渣沿半径被甩出并形成颗粒，同时转杯周围的环形空气射流使渣膜产生不稳定的波动，进一步促进熔渣的破碎粒化。粒化渣撞击粒化室内壁，与水管中的冷却水进行热交换，然后反弹进流化床再次进行热交换。该方法粒化渣玻璃相大于95%，性能优于水淬渣，但设备复杂，控制起来较为困难。Mizuoehi[16]等人研究了转杯形状、转速、熔渣粘度、气流速度等对高炉渣粒化的影响。结果表明，具有浅薄边缘和平缓内壁的转杯更有利于粒化；转杯的转速越大，渣粒的平均尺寸越小，当转速为3000r/min时，渣粒尺寸<1mm，形状多为球形；粘度增大，粒化效果变坏，同时增加气流速度将有利于高炉渣的粒化。转盘粒化法转盘粒化原理与转杯粒化相似，依靠转盘旋转的离心力将熔渣甩出粒化。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)研究了转盘干法粒化的原理[17]，优化了工艺流程。2015年，北京中冶设备研究设计总院有限公司与CSIRO合作进行转盘粒化的工业化试验，目前已经建成了处理量30t/h的粒化设备，运行效果良好。该技术采用两步法工艺，第一步是采用特殊设计的气流旋转式粒化装置，对熔渣进行离心粒化与余热一次回收，即借助转盘的离心力对高炉渣进行干法粒化处理并利用一次冷却风进行快速冷却和一次余热回收；第二步是已凝结的高炉渣粒冷却和二次余热回收，进一步提高余热回收率，既采用特殊设计的具有缓冲功能的回转式逆流余热回收装置进行二次余热回收。转筒粒化法2010年日本京东大学的Kashiwaya[18]等人开发了转筒粒化工艺，其工艺流程为：将高温熔渣从旋转的转筒中心注入筒身，筒身侧面设有喷嘴装置，在离心力作用下熔渣被挤入喷嘴，并以一定的速度喷出。转筒分为双喷嘴和多喷嘴两种形式。此工艺生产的产品多为玻璃相球体，具有较高的球形度。四、高炉渣处理技术的发展趋势目前钢厂对高炉渣普遍采用水淬粒化的“湿法”处理，然后用作生产水泥的原料。但是，这种“湿法”处理存在以下三个突出问题：1）“湿法”处理过程中消耗了大量水资源。为保证渣与水充分接触，对冲渣水的用量有一定要求；同时，在与高温渣的接触过程中，还有水的大量蒸发耗散，需要相应补充新水。据测算，处理1吨渣约需消耗新水1吨，循环用水10吨；2）水淬过程中伴有SO2和H2S等酸性气体污染物的排放。在高温熔渣与水接触的过程中，发生相应的化学反应，产生SO2和H2S等污染物。根据国内高炉渣的水淬处理量估算，每年水淬处理过程中排放气体污染物约40万吨；3）渣所含高值显热得不到有效回收利用，能源浪费巨大。采用水淬工艺处理后，熔渣的高值显热被转化成冲渣水的低温余热，只能用于冬季供暖等方式由此每年造成了熔渣所带大量高品质热能（折合上千万吨标煤）的损失和浪费。“干法”处理是利用空气与高温炉渣进行直接接触和热交换。与水淬法相比较，“干法”处理既节省了大量水资源，又避免了因水与炉渣接触产生有害气体，特别是可以实现熔渣高品质余热的回收。因此，干渣法处理技术是高炉渣处理技术的未来发展趋势

关键词：针对性 学习兴趣 师生情感 因素培养 一、讲课要重视针对性，激发英语学习热情 针对性是培养学生学习动机的关键，学习动机是推动学习的内因，如果学生对某一学科厌学，就无法期望其在这一学科上取得优良的成绩。老师要从当今英语的广泛应用以及英语在今后学习上的重要地位等方面向学生进一步讲明英语学习的重要性，引导学生把英语学习变成其内在需要。英语教师要认真备课，既备教材又备学生，上课不能随意性太强。讲课不能面面俱到满堂灌。有些教师从上课讲到下课，结果教师讲累了，学生听瞌睡了，学生也不知哪是重点，哪是难点，不会的还是没听懂，学习效率非常低。因此，教师讲课一定要精，要有针对性。要强调学生学习的难点和易错点，并且把难点、易错点放在学生注意力集中的前十分钟讲，这样讲课效果会更好。 激发学生学习英语的热情同样重要，使学生对每学期英语教学的内容，难点，重点分布做到心中有数，使学生克服为难情绪，增强学习自信心。老师用饱满的激情、流利的英语、精当的教学安排、娴熟的驾御课堂能力征服学生。良好的开端是成功的一半，要取得学生中考成功的关键在于每一节课，要关注平时的每一节课，努力上好每一节课，上成高效率，高收获的精品课。每一个单元开始的时候，要根据这个单元的特点准备一个有趣的或有吸引力的导入。或是一个有趣的故事、或是一段优美的歌词或小诗、或是一段精彩的演讲、或是对这一单元的介绍、或是一曲优美的歌曲、或是同学们的精彩的讨论。这样就很容易激发学生学习热情，学生有了学习热情，教学就事半功倍。 二、运用灵活的教学方法，培养学生学习兴趣 关注学生需要老师有百般的耐心，细心和爱心。学生学习不出成绩给他们时间和机会，不能轻易的批评和放弃。英语学习困难的学生往往心理脆弱，很容易受到伤害,老师应该保护他们的自信心，平等的对待他们，尤其他们的人格尊严不可侵犯。对落后学生多鼓励和多帮助，少批评和少责备，运用灵活的教学方法，细心观察，发现他们的闪光点，培养他的自信心，培养学生学习兴趣。爱因斯坦说过：兴趣是最好的老师，它将直接影响学习效果。单一的教学方法是乏味的，即使是一个好的方法，经常使用也就失去了他的魅力，所以，教法多变才能提高兴趣，进而提高学习效率。比如复习一单元的单词，可以采用编故事的方法，看谁编得生动有趣且用上的词最多；复习课文内容时，采用学生一问一答竞赛形式；复习知识点时，让一个学生讲，其他学生来补充等等，比教师在上面一遍遍讲，学生在下面听背效果好得多。 兴趣是学习的先导。孔子曰：“知之不如好知之，好知之不如乐知之。”对学习缺乏内在动力的学生，通过培养其学习兴趣，提高学生的学习动力，在教学中多采取有利措施。变换教学形式，活跃课堂气氛。根据教材的内容特点，灵活多样的变换教学形式，如编课堂剧，进行值日生报告，分组活动等。使学生在轻松愉快的环境中学会英语。利用环境因素营造英语氛围。在教室里布置一些名人名言，办英语板报，组织学生举办英语晚会、演讲比赛等。这样可以吸引学生主动参与，起到增加学习兴趣的效果。树立学生良好的自我形象，扫除学生学习英语的心理障碍。课堂上要使学生人人都有回答问题的机会，这样不仅能培养学生的语言习惯，还能使每个学生时时处于积极的备问状态，全神贯注提高学习效率。课堂提问应根据难易程度来选择能力相当的学生回答，回答正确的及时给予肯定和表扬，使学生形成优势心理。回答错误的或不完全的，启发并引导学生说出正确的答案或补充完整。这样能提高学生学英语的自觉性和主动性，消除了学生学英语的心理障碍，树立信心。 三、把归纳和总结渗透到教学中，培养师生情感 一个学生学习成绩的好坏，主要取决于他的学习方法。如果方法得当，就可以起到事半功倍的效果。最适合毕业班学生的方法是归纳和总结。因为学生一、二、三册内容已经学过一遍，所以毕业班复习时，不管是教师讲课中还是学生的学习中，都要注意归纳和总结，使知识联系起来，成为知识链提高学习效率。练习和测试是初三英语教学中必不可少的一个环节。注重平时的练习的选择和阶段性考试试题的选用。在上好每一节课的同时给学生选择一些恰当的练习。好的恰当的练习可以巩固所学的语言知识和培养学生语言运用能力。对于每一单元上完以后我布置一些读、写、听的作业，语法词汇较集中的段落我要求学生背诵，这样帮助学生掌握语言知识，培养语感。每个单元中的阅读部分，较长一般只要求学生熟读。两个单元上完以后进行阶段性测试，恰当的测试既可以培养学生语言知识迁移的能力又可以诊断学生这一阶段的学习得失。同是也可以帮助老师进行教学反思和调整教学策略。 情感产生于人们的实践活动中，它对人的行为有很大影响。老师在教学中要做到热爱学生，真诚关心每一位学生，主动与学生建立良好的合作关系，使学生能置身于一种真诚、民主、愉快的课堂氛围中，积极主动地配合老师，大胆地参与教学活动，克服困难，增强学好英语的信心。 四、强化学生的学习记忆，重视智力因素培养 在传授知识时，以新带旧，增加已学知识的重现率。并注意及时组织学生复习已经学过的知 识，要求学生注意复习形式的多样化，做到“眼到、口到、心到、手到”。这样，不但提高了复习效率，巩固了已学知识，还使学生养成了良好的记忆品质，提高了记忆力。通过英语教学的实践表明，智力因素对教学任务的完成固然重要，但学生的认识和行为都不仅限于智力活动，学生的非智力因素也参与并且影响着学习活动的进展速度和效率，如果学生学习动机端正，目标明确，就会激发学生的学习兴趣，主动地去掌握新知识和新技能。随着学习活动的进行和成功，兴趣又得到加强，储备了新的能量，并培育了较为稳定的情绪，坚强的意志和性格。提高课堂教学效率，培养优秀学生，就必须既重视智力因素的培养，又要重视非智力因素的开发。俗话说的好：不打无准备之仗。要想取得中考最后的胜利，教师心中必须有个全盘的计划。复习时运用三轮复习方法。第一轮，打基础。紧扣教材，细讲精练，使学生牢固掌握基础知识；第二轮是专项训练。进一步巩固基础知识，突出重点。如单项选择专练，补全对话专练等；第三轮，是综合训练，也就是中考模拟训练。主要目的是适应中考要求，提高应试技巧。 总之，初中毕业班的英语复习要充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，多引导、肯定和鼓励学生，而不是代替学生学习，引导学生积极参与课堂活动，适当多出些较简单的试题，这样不仅提高学生兴趣和自信心，也提高了学习效率和考试成绩。

摘要： 高炉煤气的利用方式很多，目前我国最主要的利用方式是高炉煤气发电项目（包括燃烧高炉煤气和高炉煤气、煤粉混烧）。分析燃煤锅炉掺烧高炉煤气和全烧高炉煤气后的工况变化，并提出改造措施，对钢铁行业的燃煤锅炉改造具有借鉴意见。 更多高炉煤气论文请进：教育大论文下载中心关键词：高炉煤气；燃煤锅炉；掺烧 在钢铁企业的生产过程中，消耗大量的煤炭、燃油和电力能源的同时，还产生诸如高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等二次能源，所产生的这类能源，除了满足钢铁生产自身的消耗外，剩余部分用于其他行业或民用。高炉煤气是炼铁的副产品，是高炉中焦炭部分燃烧和铁矿石部分还原作用产生的一种煤气，无色无味、可燃，其主要可燃成分为CO，还有少量的H2，不可燃成分是惰性气体、CO2及N2。CO的体积分数一般在21%-26%，发热量不高，一般低位发热值为2760-3720kJ/m3。高炉煤气着火温度为600℃左右，其理论燃烧温度约为1150℃，比煤的理论燃烧温度低很多。燃烧温度低，使得高炉煤气难以完全燃烧，且燃烧的稳定性差。由于高炉煤气内含有大量氮气和二氧化碳，燃烧温度低、速度慢，燃用困难，使得许多钢铁企业高炉煤气的放散率偏高。利用高炉煤气发电，由于燃料成本低，系统简单，减少了燃料运输成本及基建费用，可以缓解企业用电紧张局面，减少CO对环境的污染，取得节能、增电、改善环境的双重效果，既能为企业创造可观的经济效益，又能创造综合社会效益。根据现在钢铁行业中高炉煤气的主要利用方式，本文对燃煤锅炉掺烧高炉煤气和燃煤锅炉改造为全燃高炉煤气锅炉做了理论分析和相应的改造措施。1 掺烧高炉煤气对锅炉性能的影响 对炉膛内燃烧特性的影响燃煤锅炉中掺烧高炉煤气时，由于高炉煤气的低位发热量很低（2760-3720kJ/m3），而一般的烟煤的低位发热量约为18000kJ/kg，因此，炉膛中的理论燃烧温度必定下降，导致煤粉燃烧的稳定性变差，煤粉颗粒的不完全燃烧量增多，从而增加飞灰含碳量，机械不完全燃烧损失增加，锅炉效率降低。另一方面，掺烧高炉煤气后，送入炉膛内的吸热性介质增多，烟气的热容量增大，火焰中心的温度水平下降，火焰中心位置上移，导致煤粉在炉膛内的停留时间缩短，也造成煤粉的不完全燃烧，飞灰含碳量增加。第三，掺烧高炉煤气后，炉膛内烟气量增加（表1），炉膛内的烟气流速增加，从而缩短了煤粉颗粒在炉膛内的停留时间，也造成了煤粉的不完全燃烧。第四，掺烧高炉煤气后，高炉煤气中存在的氮气等大量的惰性气体阻碍可燃成分与空气的充分混合，减少发生燃烧反应的分子间发生碰撞的几率，导致燃烧不稳定，煤粉颗粒燃烧不完全，增加了飞灰含碳量。可见，掺烧高炉煤气后，飞灰的含碳量增加，锅炉效率降低。试验证明[1]，从飞灰含碳量的角度来看，如果不提高炉膛的温度水平，高炉煤气的最佳掺烧率应该在25%以内。表1燃料产生1MJ燃烧热的烟气量众所周知，固体的辐射能力远远大于气体，燃高炉煤气产生的烟气中所含有的具有辐射能力的三原子气体所占的份额远远低于燃煤，在燃气中占很大一部分的N2等双原子气体不具备辐射能力，而且，高炉煤气燃烧产生烟气中三原子气体主要是CO2和少量的H2O，CO2的辐射能力要低于H2O，因此，掺烧高炉煤气后，炉膛内火焰辐射能力减弱，更多的热量流往后面的过热器和尾部烟道。掺烧锅炉煤气后，炉膛内的热交换能力下降，对于以炉膛水冷壁为主要蒸发受热面的锅炉，如果锅炉结构不做调整，则锅炉的蒸发量下降。 对炉膛后烟道的传热特性影响以对流换热为主的过热器系统，吸收烟气热量主要取决于传热温压和传热系数。对于燃煤和掺烧高炉煤气的锅炉来说，两者的炉膛出口烟温相差不大[2]，因而其传热温压也相差不大。但是掺烧高炉煤气锅炉的烟气体积流量要比燃煤锅炉大，对流受热面的烟气流速增加，因此提高了传热系数，使得过热器吸热量增加，导致过热器出口温度过热。同样，烟气量增加，如果炉膛后的受热面不改变，则布置在炉膛后烟道中的过热器，省煤器，空气预热器吸热量增多，但是不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平，因而排烟温度升高，排烟热损失增加。2 全烧高炉煤气对锅炉性能的影响 对炉膛内燃烧特性的影响高炉煤气中大量的惰性气体N2、CO2等在燃烧时不参与燃烧反应，相反，还吸收大量可燃气体燃烧过程中释放的热量，使得高炉煤气的燃烧温度偏低。虽然高炉煤气是气体燃料，理论燃烧温度（-1150℃）要远低于煤粉颗粒（1800℃-2000℃），但是高炉煤气中含有的大量惰性气体会阻碍火焰传播，使火焰的传播速度变慢（例如层流火焰传播速度仅为），因此，要保证燃烧的稳定性，必须提高燃烧温度。高炉煤气中几乎不含灰分，燃烧时，火焰基本上不产生辐射能量，只有燃烧产生的烟气中的三原子气体具有辐射能力，高炉煤气中大量的氮气不具备辐射能力，所以燃高炉煤气的锅炉，炉膛中的烟气辐射传热能力要低于燃煤锅炉。因此，炉膛内水冷壁的吸热量降低，导致锅炉蒸发量减少。 对炉膛后烟道的传热特性的影响由于高炉煤气中几乎不含有灰尘，所以，燃烧高炉煤气产生的烟气中的飞灰可以忽略不计，因此，对流受热面的污染系数ξ很低，只有，而对于燃煤锅炉，当烟气流速为10m/s时，污染系数ξ为[3]，可见，燃烧高炉煤气后，对流受热面的热有效系数增大，使得对流受热面的吸热量增多。高炉煤气中含有大量的惰性气体，产生相同燃烧能量的高炉煤气生成的烟气量要大于纯燃煤时产生的烟气量，因此流经对流受热面的烟气量增大，烟气流速增加，导致对流传热的传热系数变大，对流吸热量增大，因此，吸收对流受热面热量的过热蒸汽温度升高。同样，烟气量增加，如果炉膛后的受热面不改变，则布置在炉膛后烟道中的过热器，省煤器，空气预热器吸热量增多，但是还不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平，排烟温度升高，排烟热损失增加。3 掺烧高炉煤气后的改造措施由以上的分析，为了解决掺烧高炉煤气后出现的一系列问题：炉膛温度下降；过热蒸汽温度升高；飞灰含碳量增加；排烟温度变大等，提出下面的解决方案。 改造燃烧器高炉煤气燃烧器一般布置在煤粉燃烧器的下部，当高炉煤气燃烧器具有充当锅炉启动燃烧器的功能时，这种布置可以获得燃烧和气温调节两方面的好处。如果以高炉煤气借助煤的燃烧来稳燃的话，则只对气温调节有利。由于混烧高炉煤气后，炉膛中火焰的中心位置上移，造成煤粉燃烧不完全，排烟温度升高等问题，因此，可以采取让燃烧器位置尽量下移，燃烧器喷嘴向下倾斜等方法，降低火焰中心位置，增加燃料在炉膛内的停留时间。选用能强化煤粉燃烧的燃烧器，如稳燃腔煤粉燃烧器[4]，加强煤粉颗粒的燃烧，减少飞灰含碳量，提高锅炉效率。 改造过热器掺烧高炉煤气后，炉膛内辐射吸热量减少，对流吸热量增加，因此在实际允许的情况下，增加较多的屏式过热器，相应的减少对流过热器受热面，这样，可以照顾到全烧煤和掺烧高炉煤气工况下过热器的调温性能，避免过大的增加减温水量。 改造省煤器掺烧高炉煤气后，炉膛内的辐射吸热量减少，直接影响了锅炉蒸发量下降，导致锅炉出力降低，另外，掺烧高炉煤气后，烟气量变大，排烟温度升高，因此，在炉后烟道内增加省煤器换热面积，采用沸腾式省煤器，要保证其沸腾度不超过20%，否则因省煤器内工质容积和流速增大，使省煤器的流动阻力大幅增大，影响锅炉经济性。增加省煤器换热面积，提高了省煤器的吸热量，降低了过高的排烟温度，减小了排烟损失，提高了锅炉效率。4 全烧高炉煤气后的改造措施 炉膛改造燃煤锅炉的炉膛内辐射传热能量很大，炉膛内配置了相应的大量的水冷壁吸收辐射热，改燃高炉煤气后，炉膛内辐射能量减少，过多的水冷壁吸收大量的辐射热能会使得炉内的温度进一步下降，加剧了高炉煤气燃烧的不稳定，因此，敷设卫燃带，降低燃烧区下部炉膛的吸热量，进一步提高燃烧区炉膛温度，改善高炉煤气燃烧的稳定性。增加了卫燃带后，减少了水冷壁的面积，锅炉蒸发量减少，为了保证锅炉的蒸发量，就必然要提高高炉煤气量，提高炉膛的热负荷，但是，高的炉膛热负荷也提高了烟气量和炉膛出口温度，导致过热蒸汽超温和排烟温度升高，锅炉效率下降，因此不可能通过无限制的提高炉膛热负荷来提高锅炉的蒸发量。锅炉改烧高炉煤气后，炉膛内的热交换能力显著下降，对于以炉膛水冷壁作为其全部蒸发受热面的锅炉，如果锅炉的结构不允许做较大的改动，蒸发量必定下降。 燃烧器改造对于高炉煤气来讲，动力燃烧即无焰燃烧其火焰长度短、燃烧速度快、强度大、温度高，是一种比较合适的燃烧方式，但因其体积大、以回火、噪音高、负荷调节不灵活，且流道复杂，成本高，实际中采用很少。而采用扩散燃烧不但火焰太长，而且混合不好，燃烧不完全，不适合高炉煤气。实际中大多数采用预混部分空气的燃烧方式，这种形式的燃烧器结构简单、不易回火、负荷调节灵敏，在煤气的热值和空气的预热温度波动的情况下能保持稳定的工作，调节范围宽广，在锅炉最低负荷至最高负荷时，燃烧器都能稳定工作。燃烧器的布置主要考虑以下几点：火焰应处于炉膛几何中心区域，使火焰尽可能充满炉膛，使炉膛内热量得以均匀分配，受热面的负荷均匀，不会形成局部受热引起内应力增大，防止受热不均匀。对于布置高度，在不影响火焰扩散角的情况下，燃烧器低位布置，有利于增加煤气燃烧时间，保持炉温均匀。 过热器的改造改燃高炉煤气后，烟气量增大引起过热蒸汽超温，可以通过适当减少过热器的面积来控制过热蒸汽的温度在规定范围之内。也可以通过增加减温器的调温能力，来控制过热蒸汽的温度。 增加煤气预热装置加装煤气预热器一方面可以进一步降低排烟温度，提高锅炉效率，另外一方面，可以增加入炉能量，提高燃烧温度，增强火焰的辐射能力，改善高炉煤气的着火和燃尽条件。研究证明[5]，高炉煤气温度每提高10℃，理论燃烧温度可以高4℃。但是由于高炉煤气的易燃性和有毒性，要求与烟气之间的换热过程严密而不泄露，理论上只能采用分离式热管换热器。 省煤器的改造改烧高炉煤气后，排烟温度升高，锅炉蒸发量下降，因此，增加省煤器面积，采用沸腾式省煤器可以提高省煤器的吸热量，降低过高的排烟温度，减小排烟损失，提高锅炉效率。另一方面，高炉煤气锅炉炉内火焰黑度和炉内温度低，故不宜单纯以增加敷设受热面的面积来提高锅炉蒸发量，而采用沸腾式省煤器来弥补锅炉蒸发量的减少，这是提高锅炉出力的有效措施。 尾部烟道的改造由于高炉煤气发热量低，惰性气体含量高，因此燃用高炉煤气时，锅炉的烟气量及阻力都讲增加，为此，一般须考虑扩大尾部烟道流通面积降低流动阻力及增加引风机的引风能力。 燃气安全防爆措施从安全方面考虑，有必要建立燃气锅炉燃烧系统，包括自动点火、熄火保护、燃烧自动调节、必要的连锁保护方面的自动化控制。同时为了减轻炉膛和烟道在发生爆炸时的破坏程度，燃气锅炉的炉膛和烟道上应设置防爆装置。此外燃气系统应装设放散管，在锅炉房燃气引入口总切断阀入口侧、母管末端、管道和设备的最高点、燃烧器前等处应布置放散点。采取了以上安全措施后，可以确保锅炉处在安全运行之中。参考文献：[1]湛志钢，煤粉、高炉煤气混烧对煤粉燃尽性影响的研究[D].[硕士学位论文].武汉：华中科技大学，2004.[2]姜湘山，燃油燃气锅炉及锅炉房设计[M].北京：机械工业出版社，2003.[3]范从振，锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，1986.[4]陈刚、张志国等，稳燃腔煤粉燃烧器试验研究及应用[J].动力工程，1994（12）.[5]刘景生、王子兵，全燃高炉煤气锅炉的优化设计[J].河北理工学院学报.