鏈條鍋爐層燃技術動力學原理及配風規律的應用

摘要：通過對鏈條鍋爐層燃技術的應用及配風規律的研究，達到指導鍋爐操作，提高鍋爐效率，實現節能減排的目的。

關鍵詞：鍋爐層燃技術動力學原理配風規律應用

0 引言

目前，鏈條鍋爐之所以出現燃燒不完全，主要是大多鍋爐用煤是原煤，小于3毫米的煤粒含量較大，（超過50%），超出了鏈條鍋爐對原煤粒度的要求，原煤經閘板擠壓后形成煤層較厚實，大顆粒之間的間隙被煤霄填滿，造成通風困難，顆粒煤集中的地方易形成火口，使燃燒不均勻。一方面不能滿足高負荷運行，另一方面由于通風不均勻，燃燒時間短，造成了大量的機械不完全燃燒損失，從而降低了鍋爐熱效率。

1 鍋爐層燃技術的工作原理

鍋爐層燃節能裝置是在現有條件下，用機械篩分的方法，將不同塊莖的燃煤在進入鍋爐爐膛前形成先把大塊煤鋪在爐排上，再將小快鋪在大塊上的煤層，突出顯示了塊、粒、粉煤層次分布，使顆粒煤之間的空隙得以保留，減少了煤層的通風阻力，增加了單位面積的通風量，并且使煤層通風均勻，有效地避免了爐排上出現火口和燃燒不均勻的現象，顯著提高了火床熱強度和煤的燃盡度。分層布煤，在減少鼓風量的同時，提高了爐膛溫度，降低了爐渣的含碳量，提高了鍋爐熱效率。

2 鏈條鍋爐使用中出現的問題及層燃技術在實際工作中的應用

分層燃燒技術對煤質有一定的要求：粒度均勻，20-30毫米的煤粒不少于70%，細煤霄應少于20%，無40毫米以上的大塊，煤的干濕程度要合適。而實際在鍋爐運行中，燃煤往往達不到以上要求，影響了分層節能裝置的使用效果，常出現的問題及處理方法如下：

2.1 煤的粒度過大造成卡煤現象

分層給煤裝置在遇到大塊煤時，容易卡堵，嚴重時會造成刮板撥叉損壞。布煤不均，難于清理，影響鍋爐正常運行，我們在上煤口處加一個鐵篩，篩孔尺寸控制在40*40毫米，將大塊煤留住，待破碎后再投入使用，避免卡煤。

2.2 煤粉的不完全燃燒問題

原煤中3毫米以下的煤粒較多，經過分層給煤裝置形成下大上小的煤層，上層的末煤在燃燒過程中，一部分通過鏈條縫隙漏掉，另一部分形成飛灰，被煙氣帶走，特別是在鼓風較大時駁火，末煤的損失量就更大，燃燒狀況就差了。為了解決此問題，首先，應盡量選用弱結焦煤作為燃料煤，使煤粉在燃燒過程中結成小焦塊，不易被煙氣帶走，也不易形成焦蓋影響通風。其次，如煤種無法改變，可對鍋爐爐拱進行改造，延長、壓低前后拱，延長煙氣在爐內存留時間，提高燃燒區的溫度，從而使煤粉得到充分燃燒。最后，要控制好煤的濕度，過濕的煤在預熱烘干時會消耗過多熱量，延長著火時間，還容易使煤粉結蓋，影響通風。過干的煤粉進入燃燒區后，很容易被煙氣帶走，燃燒不充分。一般，燃煤進入爐膛時以半飽和濕潤狀態最好，即用手捏住放開后不滴水、形成小團最佳。要求司爐操作人員不斷積累經驗，加強煤質管理工作。

2.3 及時解決濕煤造成給煤不均的問題

太濕的煤容易將分層給煤裝置的撥叉輥筒粘成平滑的圓輥輪，無法有效投煤，如局部粘住，會造成布煤不均，不能保證充分燃燒，也就無法發揮分層給煤裝置的節能作用。要根據不同煤種、煤質把握好加水量，及加水時機。另外，分層給煤裝置上刮板盡可能多一些，使輥輪在運轉中實現自清理。也可增加煤斗隔板，使撥叉輥輪和煤斗隔離，以利于人工清理。

2.4 鍋爐移火過程鼓風速度的變化規律

2.4.1 在燃燒的初期，因火層移動使得燃燒層逐漸加厚，須相應增加鼓風流量使燃燒層同時燃燒，因此初期為加速鼓風階段。

2.4.2 當燃燒層達到最大時，隨燃燒時間的進行燃燒層均在燃燒，因此須維持一定的鼓風流量，即中期為恒速鼓風階段。

2.4.3 燃燒后期，由于部分煤層逐漸燃盡，燃燒層逐漸縮小，甚至由氣膜擴散轉為灰層擴散控制（特別是灰分高且粒度大的煤），應相應降低鼓風流量，即后期為降速鼓風階段。

2.4.4 合理的鼓風速度分布及失重曲線

由以上分析可獲得鏈條鍋爐鼓風速度分布如圖所示。

我礦對一臺10噸/小時鏈條鍋爐進行系統技術工程改造，包括燃料加工、給料器、鏈條速度、排灰、供風及引風、節煤器、分段供風執行機構、控制柜、儀表盤等設計；鍋爐改造后運行穩定，技術系統達到可以推廣應用，鍋爐滿負荷運行熱效率達到73～75％以上，排煙SO2小于500mg/m3，NOx小于500mg/m3，其它環境指標滿足達標排放要求，實現了節能減排的目的。

2.5 其他問題

2.5.1 在移火過程中，與燃燒煤層相鄰的未燃煤層溫度尚不夠高，燃燒動力學速度較慢，但對煤的轉化率也會產生一些影響。在以上的分析中將其忽略，可能會造成較小的誤差。

2.5.2 煤的轉化率很高時即燃燒后期，灰層厚度加大（灰分高時影響大），灰層擴散的影響變大。為盡量降低殘炭，須在較高溫度下延長后期燃燒時間，但其與前期、中期燃燒時間和鏈條速度及鏈條長度有關，須綜合考慮。

2.5.3 傳質系數與空氣流速、煤粒度、空隙率、燃燒溫度等有一定的關系，且隨燃燒的進行床層空隙率隨之變大，比表面積亦有變化。因此，具體計算中應以測定的平均值來估計。

參考文獻：

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