重污染天氣期間鏈條爐排鍋爐的運行操作方法

吳德忠+王洪明+董巖+李宏偉

[摘 要]燃煤鏈條爐排熱水鍋爐是長春市冬季供暖的主要爐種，為防止重污染天氣污染的排放，一定要保證鍋爐連續運行且爐內燃料的完全燃燒。本文對鏈條爐排鍋爐的起爐和停爐、經常起爐和停爐的危害及操作難度作出了介紹，建議通過負荷調節從而使鍋爐實現采暖期的連續運行。負荷調節時要在煤層厚度、爐排速度、引風量、送風量四個參數上反復試驗、調整以達到最佳的效果。

[關鍵詞]鏈條爐排鍋爐；連續運行；間斷運行；負荷調節

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.02.043

[中圖分類號]TK229.6 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）02-00-02

近十年，在中國北方，由冬季燃煤鍋爐燃燒不充分、污染物排放超標導致的重污染天氣越來越多。長春吉大致遠供熱有限公司是專業供熱公司，主要負責吉林大學的供熱，現轄三個鍋爐房，其中心校區鍋爐房8臺鍋爐（1臺15噸位、5臺20噸位、2臺30噸位），西區鍋爐房4臺鍋爐（2臺20噸位、2臺10噸位），朝陽校區鍋爐房4臺鍋爐（2臺10噸位、2臺6噸位）。在重污染天氣期間，筆者對相當噸位的燃煤鏈條爐排熱水供暖鍋爐的運行操作，總結了一套方法，在現有條件下，以期為城市空氣清潔與節能環保做出貢獻。

燃煤鍋爐燃料完全燃燒的必要和充分條件是爐內有相當高的爐膛溫度、供給適量的空氣量、燃料與空氣充分混合、足夠進行燃燒反應的爐內停留時間。燃煤鍋爐燃料的完全燃燒是節能降耗、減少環境污染的前提條件。特別是在現階段環保設施改造還未全部完成、很多供熱單位鍋爐不能短時間內全部改造合格實現環保達標排放的情況下，調整鍋爐的運行狀態，使鍋爐在額定工況穩定運行、燃料充分燃燒，這也是實現節能降耗、減少環境污染的有效途徑。除了安裝除塵脫硫、脫硝設施，還可通過系列手段保證爐內燃料完全燃燒，連續運行以降低排煙污染物的初始排放濃度、減少污染物總量的排放，降低環保運行的成本，最終達到降低排放濃度的目的。

很多寒冷地區供熱鍋爐都采用間歇供熱的方式，根據室外溫度的變化調整供熱的時間，特別是在采暖初、末期。但鍋爐運行頻繁啟動對鍋爐設備、燃料充分燃燒，降低污染物的排放都是不利的。有利于節能環保的最佳運行方式是連續運行。鍋爐的連續穩定運行、煤層厚度適宜、送風均勻、送風量合理、著火穩定、燃燒均勻、火床各區域長度適宜與不跑火等狀態下，可使鍋爐內的燃料實現完全燃燒。下面對鏈條鍋爐間斷運行和連續運行的利弊、間斷運行及連續運行司爐操作時應注意的事項進行簡要論述。

1 鏈條鍋爐間斷運行的弊端

所謂間斷運行，就是鍋爐爐腔內的燃料不處于連續燃燒的狀態，即鍋爐要經常的起爐、停爐。鍋爐在停爐和起爐的過程中因燃燒狀態不穩定，負荷變化大，持續時間長，鼓引風量一直處在動態變化的過程，不能保持最佳比例，很容易造成供氣量不足或供氣量過大，而導致燃料不完全燃燒，冒黑煙，最終加劇了環境污染。實際運行過程中，因鍋爐停爐和起爐的程序復雜、操作繁瑣、時間長，操作人員需要具有一定的專業知識和豐富的司爐經驗，并對鍋爐的運行工況有充分了解，從而實現規范操作，避免在停爐和起爐時經常出現冒黑煙的情況。鏈條鍋爐在采暖初、末期通過負荷調整不能滿足要求時，會采取間斷運行的供暖方式，停爐和起爐期間鍋爐出現燃料不完全燃燒，污染物排量放較大，停爐和起爐程序復雜，還會因頻繁的熱脹冷縮，產生附加應力，引起金屬疲勞，使鍋爐接縫或脹口滲水，電氣設備頻繁啟動會增加故障率，縮短使用壽命。

2 間斷運行和起爐、停爐應注意的操作要點

鏈條鍋爐間斷運行，每次停爐和起爐都需要對鍋爐運行的負荷進行調整。壓火停爐前，首先需要調慢爐排轉速，拉高煤閘板增加煤層厚度，這時要比正常運行時高30～50 mm，厚煤層運行至離煤閘板1.5 米左右，逐漸降低負荷，減少供煤量，使火床長度縮短到正常情況的60%左右（正常運行狀態下火床長度是爐排長度的70%），逐漸減小送風量和引風量，調整時必須要保證爐堂負壓，降低鍋爐出力，待爐膛溫度降到700℃以下、引風量減小到正常值的30%左右時停止送風，減弱引風直到完全停止引風（此過程大概需要30分鐘）。負荷停止后，待新煤（起火點）離開煤閘板800～1 000 mm時停止爐排運行，停止給煤，打開爐門和灰門進行自然通風，使爐排自然冷卻，爐膛內溫度降低，以防止煤炭復燃，燒損爐排、煤閘板甚至是煤斗，如果壓火時間較長，爐火復燃到煤閘板附近時，還需要再次啟動爐排，使復燃部位離煤閘板不低于500 mm。最后盡量關小引風風閥，保證爐門不冒煙即可。

重新起爐時需要先關閉爐門、灰門，打開引風風閥或閘板，先以自然通風進行養火、緩火，待爐堂內有復燃跡象、溫度升高至300℃～400℃后再開啟引風至額定負荷的30%左右，約5-10分鐘再開啟送風，待爐膛內煤炭全部點燃后，逐漸調整到額定負荷狀態下的鼓引風量，爐膛火床燃燒到著火點并接近煤閘板50 mm左右時開啟爐排，由慢到快，逐漸加大至所需負荷，不可直接將送風、引風、爐排直接啟動到正常運行負荷。

3 采暖期鍋爐連續運行的操作方法

鏈條爐排鍋爐要實現節能降耗、減少污染物的排放，應選擇連續運行的方式，在連續運行的情況下，將鍋爐調整到最佳運行工況，保證燃料的充分燃燒。如必須間斷運行，也應規范操作，嚴格按操作規程進行，盡量避免停爐、起爐時因負荷調整造成的燃料燃燒不充分、冒黑煙，進而有效地降低環境污染。

鏈條爐排鍋爐在采暖運行初期和末期可通過調節負荷的方式實現連續運行。負荷增加不大時，可通過先增加引風、再增加送風、然后增加爐排速度實現連續供暖；當負荷進一步增大時，應先加大煤層厚度、再增加引風、增加送風、增加爐排速度；負荷減小時逆向操作。鍋爐運行負荷不宜過低，鍋爐負荷低時，燃燒室溫度降低，不利于完全燃燒，一般鍋爐負荷不宜低于額定負荷的60%。運行時，隨著室外溫度的降低，可以逐漸加大鍋爐的負荷，直到達到額定負荷。采暖鍋爐多數設置多臺鍋爐，還可以通過調整鍋爐運行臺數實現負荷調整，最終實現鍋爐的連續運行。

鏈條爐排鍋爐負荷調節需根據煤種的情況調整煤層厚度、爐排速度、引風、送風量（各燃燒段根據實際情況分配），四個參數必須調整到一個最佳比例才能實現完全燃燒，每一個最佳燃燒狀態，需反復試驗、多次調整才能實現。因此，鏈條爐排鍋爐運行時不應經常調整負荷，即使有歷史經驗數據（煤層厚度對應爐排速度、送引風量、各風室風門開啟度等），從一個穩定完全燃燒狀態調整到另一個穩定完全燃燒狀態，也需要2小時以上的時間。如果煤種變化或沒有歷史數據，需要更長時間多次調整才能達到最佳的燃燒狀態。在一個穩定的狀態，隨著鍋爐工況、室外溫度、燃料儲存情況等的變化，運行狀態也會發生改變。因此，采暖鍋爐運行期內也應盡量保證燃料供應的穩定，不要經常更換煤種。保持鍋爐穩定連續運行是控制鍋爐燃燒狀態、節能降耗、降低環境污染的有效途徑。鍋爐運行調整到最佳燃燒狀態后，最好保證穩定連續運行。

燃料與空氣需充分混合接觸，煤層不能過厚，燃燒不同性質的煤，應采取不同的操作方法，對于結焦性弱、揮發分低、著火難度大的煤要保持較厚的煤層，推煤要慢，風壓要大，促使火焰向前卷，從而提高拱的溫度，保證新煤提前著火；對于易結渣、揮發分高的煤，煤層要適當調?。粚τ趽]發分少的煤，煤層要厚，這是為了避免爐排后部因渣層太薄而造成大量漏風。煤的粒度要求在50 mm以下，0～2 mm的煤不宜直接進爐燃燒。保持爐排上滿床火，未燃燒段30 mm、燃燼段80 mm左右，燃燒中心的火焰顏色為麥黃色不透明。撥火或碎渣時盡量調小風門的開度，縮短操作時間，避免在爐膛前部和中部撥火，也不許在火床上用人工投煤，保證爐膛溫度在1 100℃左右，這樣才能實現鏈條爐排燃料的完全燃燒。

鍋爐連續穩定運行時主要通過調整爐排轉數來保證足夠地進行燃燒反應的爐內停留時間，通過調整鼓引風變頻、風門、煤層厚度保證供給適量的空氣量和燃料與空氣充分混合，同時保證爐內有相當高的爐膛溫度，使燃料充分燃燒。各項操作調節需要協調統一，不能通過調節哪一項指標來實現鍋爐燃燒狀態的調整。鍋爐運行時，爐排變速箱轉速直接決定燃料在爐膛內的停留和燃燒時間，運行中應根據煤質、煤渣的燒盡情況和負荷情況做出適度的調整，一般情況可以控制在250～400轉，最高不得超過450轉，以維持足夠的燃燒時間。

風量的調整需按照鍋爐的燃燒特性，在第一風室干燥預燃階段，及第五風室的燃盡階段，應配給較少的風量，而第二、三、四風室部分為主燃燒階段，應給予足夠的空氣量，但也不是三個風室都一樣，也不是越大越好，要根據火焰的顏色決定送風量，但主燃段為麥黃色、靠近燃燼段為亮黃色為最佳。風量由鼓風機變頻和各風室風門控制，根據鍋爐的負荷和爐膛內各區域的火焰顏色正確調整各風門的開度，總風量由鼓風機擋板控制，一般控制在理論空氣量的1.3倍左右，爐膛負壓由引風機變頻配合送風量控制，爐膛負壓維持在-50 Pa～-80 Pa之間為宜，司爐人員可打開觀火孔用軟紙測試，感覺有風吸入即可。

主要參考文獻

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