分行(壟溝)型給布煤燃燒技術在鏈條鍋爐上的探索和創(chuàng)新.doc

分行(壟溝)型給布煤燃燒在鏈條鍋爐上的探索和創(chuàng)新摘要：鏈條鍋爐屬平面層燃方式，煤層 為單面引燃，燃燒過程煤間無擾動，所以燃燒效率低下，對煤質要求高。根據層燃屬擴散燃燒區(qū)的理論，欲提 高煤炭的完全燃燒程度，就要加強燃煤與空氣的混合，提高氣體的擴散速度。分行壟形煤層燃燒突破了鏈條爐燃煤表面必須是平的常規(guī)框框，實現多面引燃，層煤問自動、有序撥火續(xù)煤。低氧和薄煤層燃燒，節(jié)煤、節(jié)電，提高鍋爐熱效率與出力達到環(huán)保的目的。只要閘門和分層布煤鍋爐可用的煤質，改用分行壟形燃燒都可比原來節(jié)能 10以上。1、前言 鏈條工業(yè)鍋爐使用范圍很廣，其數量仍在逐年增加且從國外引進，其容量還在不斷擴大，年耗煤約5億t。同時還要耗費相應的電量。如能改變鏈條爐閘門或分層煤斗布煤越平越好的平面層燃傳統(tǒng)理論，探求分行煤斗布煤壟形燃燒機理并推廣即可輕而易舉地節(jié)能 10以上。這是9年來從1100t上千余臺壟形燃煤鍋爐百分之百的實踐總結。如能引起有關專家和學者的關注，在理論上給予說明和提高，進而發(fā)掘其潛在優(yōu)勢和技術參數的優(yōu)化，不但可進一步提高經濟效益，還對改變層燃方式的傳統(tǒng)觀念、擴大使用面發(fā)揮重要作用，社會效益顯著。欲改變鏈條鍋爐運行效率、出力低；耗煤、耗電高；粉塵、煙氣排放多的局面，就必須對爐子的燃燒系統(tǒng)進行拓寬煤種適應性及提高燃燒效率的技術創(chuàng)新。對燃燒系統(tǒng)中的配風和爐拱前人已有較多的探索，本文僅就煤層的形狀對燃燒的影響，據局部的實踐提出粗淺的看法，期求關注和指導，以達到不斷提高燃煤鍋爐技術進步的目的。 2、鏈條爐概況 鏈條爐采用層狀燃燒方式，而層燃是一種最簡單和最普通的碎煤燃燒法。優(yōu)點是燃料的點火熱源比較穩(wěn)定，故燃燒過程也比較穩(wěn)定。其缺陷是燃料層煤炭與煤炭之間是密集且平整的，在燃燒時受制于空間，缺少自由燃燒活動的余地。而且由于整個燃料層堆積密度各處不同，通風阻力大小不一，通風受限而不均，所以燃燒效率低。有時不得不打開爐門，施行人工撥火操作，但仍改變不了其基本燃燒特性。鏈條爐系單面引火，著火條件比手燒爐、往復爐和拋煤機爐都較差；又因國內工業(yè)鍋爐燃用的基本上都是質量不穩(wěn)定的原煤，粒度大小不一，碎末混于塊煤之間，經閘門擠壓后布置在鏈排上，燃燒層上方的熱量難以傳向底層，干燥階段產生的水蒸氣又不易散逸，延緩了著火和燃燒過程；同時層間通風阻力大小不一，小的地方易形成“火口”，破壞正常燃燒;粒度大小懸殊，還會引起在煤斗中的機械分離，塊大的跑邊，細粒碎末居中，導致爐排兩側和中間燃料層密度不勻，最終是兩邊風阻小處竄風早已燃盡，中間卻是“火龍”一條，“紅火”落入排渣口，固體不完全燃燒損失大增；粘結性強的煤在火床上受到高溫易在燃料表面板結(蓋被)，通風嚴重受阻，須加強撥火操作，而使燃燒不夠穩(wěn)定。層狀燃燒方式本身存在著與促進燃燒、強化燃燒相抵觸的缺陷。在平形層燃爐的火床上，燃料間沒有擾動和松動，燃燒產物如灰渣、煙氣(CO2、CO等)不能及時離開燃料表面，并形成一層燃燒產物的保護層，阻擋周圍的空氣與炭粒繼續(xù)接觸，限制其繼續(xù)燃燒，這對于完全燃燒是十分不利的。3、分層布煤的利弊為了克服閘門煤斗布煤鼓風阻力大且不均，燃燒效率低的缺陷，中科院開發(fā)了分層煤斗，將塊煤篩落在煤層下部，碎末布在煤層上面?；鸫彩菑纳舷蛳乱粚右粚拥厝紵?，鼓風是從下向上流動。碎末煤堆積密度大，雜質和水分相對塊煤較多，推遲著火其燃燒產物形成的保護層趨于連成片，易出現蓋被現象減緩和阻礙了燃燒。而塊煤又被埋在最底層，要等密集的碎末煤層燃燒后,塊煤才能開始燃燒。減少了本應設法增加的塊煤在爐內的燃燒時間(燃盡時間與粒度的平方成正比)。故有些分層煤斗，在要求煤的粒度小于25arm的條件下，篩孔卻加大到50arm以上，甚至已不再使用分層篩，犧牲了漏煤少的優(yōu)點只能起到疏松煤的作用，以提高通風效果，達到改善燃燒的目的。但同時也帶來了煤層不如原來用煤閘門時平整的效果。而且分層煤斗與閘門煤斗工作性質不同，對斗子的剛性、結構、尺寸、密封、給煤的可靠性和穩(wěn)定性等方面的要求都提高了。分層煤斗比閘門煤斗復雜了，可靠性相對降低了。 總之，分層煤斗已面世20年有余，改來改去，變來變去，已有上百個專利，其原理一致，本質沒變。再加上一些剽竊者的鉆營，雖然有的已被拆下或換用分行煤斗，但說明用戶廣泛。這與許多同志一直未能突破層燃的鏈條爐其煤層必須是平面的，不能出現壟溝的常規(guī)框框是分不開的。4、分行(壟溝)型給布煤燃燒的創(chuàng)新 分行（壟溝）型煤斗是在綜合了分層煤斗及拋煤機鏈條爐和往復爐等的特點，揚長避短而創(chuàng)新的技術。拋煤機鏈條爐：雙面引燃著火條件好，煤層薄，燃燒猛烈，爐排面積熱負荷高，燃料適用范圍廣，負荷調節(jié)靈敏。但飛灰量較大，磨損較嚴重煙塵排放濃度高，固體不完全燃燒熱損失過大，結構復雜。要求有高大的開式爐膛和布置二次風。水平逆推式往復爐排鍋爐：撥火性能強、能燒次質煙煤或結焦性較強的煙煤，并具有節(jié)能、消煙、投資省的特點。振動爐排爐：燃燒時燃料有擾動，煤種適應性比鏈條爐好。但爐排易燒壞漏煤飛灰多有振動。 “分行（壟溝）型給布煤裝置”專利技術的首創(chuàng)者劉淼華高工，在搞分層煤斗的同時取長補短，受司爐工勾火提高燃煤效率的啟迪，另辟蹊徑，采用以毒攻毒的辦法，用均布的多條火龍去克服獨龍所造成的局部過熱的缺點，又利用其強化燃燒，溫度高的優(yōu)點，打破燃料層面要求平整的常規(guī)，將煤呈壟形地均布在鏈排上。改單面為多面燃燒，擴大爐排燃燒面積30，火床有序擾動，自動撥火續(xù)煤，屬薄煤層燃燒猛烈，提高爐排面積熱負荷，實現了低氧均勻較完全燃燒。達到了在市場供應煤質低下，而提高平形層燃鍋爐的出力、熱效率、節(jié)煤、節(jié)電和環(huán)保；減少排放和維修；技改投入回收奇快的目的。分行（壟溝）型煤斗將煤形成截面，約呈90。角的溝谷與壟峰形，勻布在鏈排上。在鏈排上先布一層粗粒煤以防漏煤。隨著鏈排向前移動煤量增加，塊煤落到溝谷，碎煤落在壟峰，隨壟增高的過程形成約為45。的坡面后，落在坡面上的塊煤多半也要滾落至溝谷，產生二次分層。溝谷處煤層薄、塊多，鼓風阻力小，供氧充分著火快，升溫快、火線整齊，火床上出現均布的條條火龍在騰躍。很快，約在爐排25長度處已連成一片高溫火海。鍋爐輻射受熱面的吸熱量與火焰溫度的4次方成正比，較大地提高了熱效率。塊末比：4：6，水分較少，分行（壟溝）型煤斗形成的煤壟形從均布的火龍燃燒成片的過程看，就是壟形煤為劇烈的燃燒創(chuàng)建自由活動空間的結果。當燃至爐排中前部時已呈現出減薄了的平面火床，達到了以不平求平的均勻燃燒和提高燃燒效率的目的。燃料燃燒完全程度的高低，是鍋爐熱效率和出力高低的前提和關鍵同時也直接影響著環(huán)保。從煤的燃燒區(qū)特征分析可見，在鏈條層燃爐的煤層中，煤炭的燃燒速度主要取決于氣體擴散速度，屬擴散燃燒區(qū)。為了提高完全燃燒程度，就要加強燃煤與空氣的混合，提高氣體的擴散速度。壟形煤燃燒比閘門和分層布煤平形燃燒要強化許多。壟形煤先從溝谷處燃起，其體積在不斷縮小，再加上由壟形產生的紊流和旋流等風及氣流(揮發(fā)分析出，水氣化體積擴大1650倍)和劇烈燃燒運動力的作用下，壟峰塌陷了。同時壟峰處的煤粉部分進入了沸騰和旋流燃燒狀態(tài)。當火床燃燒到燃燒室的中部，其壟形已經轉化為平面。由約90。的壟形，經空氣與燃煤在燃燒過程中，自行擾動、混合和擴散等強化燃燒作用后，轉化為平形的激烈燃燒過程，就是突破平面層燃缺陷的過程，而且燃燒好，其灰渣層還會出現與原縱向壟形相垂直的橫向波紋。壟形燃料分層強化燃燒機理，不會因燃煤粒度組成不同而改變。即無論塊煤多還是碎末多都適用，只是應調整不同的配風和選好最小及平均煤層厚度。壟形與平形煤層燃燒相比，在同樣燃煤厚度條件下，壟形屬于薄煤層燃燒。因為火從溝谷處燃起，燃至爐膛中前部呈平形燃燒時，火床已減薄約30。所以它具備低氧均燃，薄煤層燃燒猛烈的特點，使碳趨于完全燃燒，比不完全燃燒的發(fā)熱量增加4倍，必然提高鍋爐的出力、熱效率，節(jié)省煤炭和電力；溝谷與壟峰處的燃煤粒度、燃燒熱強度及熱應力不同，燃煤間在產生不斷地相對運動，所以不會形成較大塊的結焦(蓋被)現象。再加上爐溫高，這就拓寬了對煤種的適應性能。由于爐排受熱均勻和火床無需勾扒，所以除實現了均勻穩(wěn)定的燃燒外還減少了司爐及維修工作量和費用。張家口煙廠20t鍋爐改用壟形燃煤后，鏈排等年修理費用節(jié)省10萬元之多；煤炭的完全燃燒程度提高了，鼓風量減少了，過量空氣系數降低了，所以爐渣及其可燃物和煙氣排放量都降低了；分行（壟溝）型煤斗在結構、密封、剛性、可靠性、布煤均勻性、對水分和大塊煤跑邊的適應性上，都有獨到之處。所以干煤不會自溜、濕煤不會打滑、大塊亦可通過。只要一般用戶煤中水分控制在815；在煤倉卸煤口下，增設料鐘或散煤格板并勤倒卸煤點；根據用戶要求及煤質，選好溝谷、平均及壟峰等處的煤層厚度，便可在合理配風的條件下，取得節(jié)煤 620，節(jié)電1030比較理想的燃燒效果。一臺80th的鏈條爐，改用分行壟形燃燒后，1天可節(jié)省煤、電費用萬余元，20多天便可回收技改投入。5、應用實例 （1）天津金廈公司2006年在35th鏈條爐上選用分行布煤燃燒。用前每天耗煤150160t，用后耗煤120130t，不到一個月就把煤斗的技改費用全部回收。同時每個月的節(jié)電量達1535。故天津市房管局供熱辦在此召開了現場推廣會。（2）天津堿廠有12臺20th正轉鏈條爐。長期達不到額定負荷運行，灰渣可燃物高，煤種適應單一。在7臺20th爐上采用了分層給煤。獲得較佳效果。去年在20th10號爐上采用了分行（壟溝）型給布煤裝置，投入運行后取得顯著效果，比原已改造的分層給煤又有新的提高和突破。故又對原已用分層式給煤效果不好的4號、11號爐改用了分行（壟溝）型給布煤裝置。改后鍋爐長期滿負荷經濟運行，且具有超負荷能力；負荷調整靈活，反應靈敏，司爐工人反映很好；爐排故障明顯減少，偶而掉爐片也不會產生大量漏煤造成故障，擋渣器工作條件得到根本改善，運行可靠性顯著提高。 （3）天津卷煙廠有4臺10t鏈條爐，改為分行（壟溝）型給布煤裝置后，節(jié)煤節(jié)電環(huán)保效果明顯。鍋爐熱效率達768，比改前提高194；灰渣可燃物比改前下降78；空氣過剩系數下降14。張家口卷煙廠去參觀，發(fā)現此技術后，隨之在該廠的2臺20th和2臺10th爐上改用了分行（壟溝）型給布煤裝置，收到良好效果，司爐、維修和領導都滿意。隨后張家口藥廠2臺20th爐也改用了分行（壟溝）型給布煤燃燒技術。 （4）天津市武清區(qū)和平里供熱站，1臺20th快裝鏈條鍋爐，由原鍋爐廠供應的分層給煤斗，在使用時不下煤。經在煤斗上部開兩個口，人工撥捅后方下煤。但布煤不均，燃燒不正常。勉強使用一個采暖期后，經調研決定改用分行煤斗。從2006年使用至今，證明使用方便、布煤均勻、燃燒充分、火線齊、飛灰少、灰渣含碳量低、勞動強度輕。得到干部和司爐工一致好評，節(jié)電明顯、節(jié)煤達15以上。河北區(qū)江都路供熱站外出參觀交流，在和平里發(fā)現分行布煤斗。為了解決類似的問題，當年他們就將3臺15th，1臺20th鏈條爐使用的2臺雙輥、2臺單輥分層煤斗改用了分行（壟溝）型燃布煤技術。當年就取得節(jié)煤29，節(jié)電107的效果。至今每年比改前