如何減少鏈條爐排鍋爐的固體不完全燃燒熱損失

楊月明 張令

摘 要：介紹了固體不完全燃燒熱損失對鍋爐熱效率的影響，闡述了固體不完全燃燒熱損失產生的原因及如何減少固體不完全燃燒熱損失的方法。

關鍵詞：固體不完全燃燒熱損失；爐渣含碳量；鍋爐熱效率

鍋爐所采用的燃燒方式一般可分為兩種：一種是層燃，一種是懸浮燃燒。層燃爐常用來燃燒顆粒較大的固體燃料。對于機械化層燃爐來說，煤的爐排燃燒是小型到中型鍋爐常采用的燃燒方式，而鏈條爐排是到目前仍然通用較廣的燃燒方法。鏈條爐排也稱運動爐排，是一種比較完善的層燃爐，至今已有百余年的歷史。由于它的加煤、清渣、除灰等項操作都實現了機械化，運行可靠穩定，因此在我國，鏈條爐在中、小型電站鍋爐和供熱鍋爐中得以廣泛的應用。鏈條爐的爐排塊是裝在由鏈輪帶動的鏈條上的，鏈輪則由爐前的變速齒輪箱帶動鏈輪軸而帶動的。當爐排塊經過自由落下的煤斗中的煤時，會把煤通過限制煤層厚度的煤閘板把煤層帶入爐膛。[1]由于受到爐拱的輻射和爐膛中火焰和煙氣的熱輻射，進入爐膛的煤層在前進中由于溫度提高而干燥，燃后放出揮發分而著火，在向前運動中逐漸燃燒完全，最后把殘留的灰渣由于爐排最后轉向下方而自動地排入后部的灰坑中。在整個燃燒過程中，就伴隨著固體不完全燃燒熱損失。工業鍋爐中鏈條爐排鍋爐的固體不完全燃燒熱損失是指包括飛灰、爐渣、漏煤和煙道灰中未燃燼的殘碳所造成的熱損失。熱平衡方程式可表示為：

1 產生固體不完全燃燒熱損失的原因

影響固體不完全燃燒的因素包括燃料的種類和性質、燃燒設備及爐膛型式、燃燒方式、鍋爐負荷、運行水平、爐膛溫度、燃料及空氣流的混合等，分析其原因，主要有以下幾種原因：

1.1 煤質經常變化、鍋爐適應差；燃料中因水分過高或揮發分過低均會延緩著火，以至于燃燒結束時碳粒還未完全燃盡；碳粒過大也會導致固體碳不完全燃燒。煤的揮發分析出后，就形成了多孔的焦炭，焦炭一經燃燒，灰就隨之形成，給焦炭披上一層薄薄的“灰衣”。隨后“灰衣”增厚，最后會因高溫而變軟或熔化將焦炭緊緊包裹，空氣中氧很難擴散進入，以致燃燒過程進行得十分緩慢，造成較大的固體不完全燃燒損失。

1.2 盲目改進鍋爐爐膛結構，造成爐膛尺寸不當，飛灰損失大。

1.3 運行工況不穩定，負荷變化大；煤層過厚或者進煤速度過快，碳在爐膛內來不及完全燃燒；風煤配比不合適，不能提供適合碳充分燃燒的空氣量。[1]

1.4 爐膛溫度偏低，不能提供維持良好的燃燒的條件。

1.5 對于漏煤中的固體不完全燃燒熱損失也是不容忽視的，如果爐排塊尺寸較大、較厚、而且上面有小通風孔，這樣送風不均勻，而且漏煤嚴重。

2 解決方法

為了盡可能地減少這種熱損失，提高鍋爐的熱效率，專家們已經設計出許多的方法。比如在煤種選擇、上煤系統、燃燒技術改造、鍋爐日常維修、預防維修和鍋爐儀表運行管理等諸方面開展有效的工作。

2.1 飛灰熱損失主要是由于細小煤粒或焦粒在高溫爐膛環境中停留時間小于燃盡所需時間而造成的，通常其含碳量較高。為此一方面要降低煤中的煤粉含量，適當增加燃料的應用基水分，另一方面要保持足夠的爐膛溫度和充足的空氣。

2.2 爐渣熱損失是由于爐渣中的碳沒有燒透造成的。因此要從改善燃燒狀況著手，合理組織二次風，或者采用明火反燒法。另外擋渣器可延長爐渣在爐排上的逗留時間，促使爐渣含碳量降低。一般鏈條爐排都設計有多個前進速度擋位，是為了滿足負荷變化時，保證供汽壓力恒定而調整給煤量的。走快擋時，煤塊在爐膛內停留的時間相應減少，經常造成落紅渣現象，如果能延長其在爐膛內的停留時間，讓灰渣在較高的溫度條件下，并配以撥火等操作，擊破“灰衣”，使灰渣中的可燃物質燒透燃盡，爐渣中的含碳量必定有所減少。

2.3 漏煤及其含碳量的增加可通過對爐排的經常檢查與維修而得到控制，要防止爐排片由于受力受熱而發生故障或磨損，從而造成通風間隙增大和漏煤增多。隨著爐排結構不斷地發展，新式的爐排塊尺寸較薄，而且加工精細，間隙尺寸一致、均勻，因此送風也相對地均勻，會使煤層燃燒比較完全，飛灰損失也相對地減少，漏煤量也將極大地減少。此外在煤閘的結構上也有所改進，煤閘下端采用鋸齒行結構，使從煤斗進入爐膛的煤層表面積增加，減少從煤斗兩側漏煤的損失。

2.4 鏈條爐中沿長度的風量分配應按燃燒要求來決定，采用分段送風能有效地保證燃料的完全燃燒，各風室之間應避免相互串風，并且沿爐寬方向，風量分配應盡量保證均勻。

2.5 爐拱特別是后拱，可迫使高溫煙氣中夾帶的焦炭粒子和灰粒因轉彎而分離下來，重新加以燃盡；爐室前后裝設的二次風，可在爐內組織起煙氣的旋渦運動，從而延長碳粒在爐內的停留時間，以充分燃盡。[3]

3 結束語

綜上所述，延長灰渣在爐內停留時間，收集飛灰中的固體可燃物重新利用，改善爐排結構以減少漏煤量，此外，采用分區配風、送二次風、改進爐拱結構等方法都將極大減少鏈條爐排鍋爐的固體不完全燃燒熱損失。

參考文獻

[1]吳味隆，等.鍋爐及鍋爐房設備[M].北京：中國建筑工業出版社，2006.

[2]張國光.固體不完全燃燒熱損失對鍋爐熱平衡效率的影響[J].煤質技術，2008（5）：50-51.

[3]王洪民.鍋爐機械不完全燃燒熱損失q4的因素分析[J].經濟技術協作信息，2003（7）：28.

作者簡介：楊月明（1985-），男，漢族，遼寧省凌源市人，助理工程師，學士學位。