鍋爐強化燃燒技術分析

楊曉麗

摘 要：鍋爐是一種通用動力設備，遍布于國民生產經濟各個部門，然而鍋爐燃料浪費問題也十分嚴重。為了解決鍋爐的燃料浪費問題，本文通過分析現有的強化燃燒技術，提出有效措施來改造鍋爐強化燃燒，以提高鍋爐運行效率，達到節能環保的目的。

關鍵詞：強化燃燒，鍋爐改造

1引言

鍋爐在工業生產和生活采暖中廣泛應用，但是在設計和運行中存在著許多問題，主要是：煤耗量大，鍋爐出力低，只有銘牌數值的60%左右，鍋爐熱效率低。環境污染亦較嚴重。為了減少環境污染，提高熱效率和節約能源，必須對鍋爐采取有效的技術改進措施，而使燃料在鍋爐里燃燒完全則是核心間題。

當前運行的鍋爐多為鏈條鍋爐和往復爐排鍋爐，在設計上和運行中存在的主要問題是：燃料燃燒不完全，煤耗大，鍋爐運行效率低，鍋爐出力不足，風室間漏風、竄風現象嚴重，爐渣含碳量高等。這些問題需要通過強化燃燒技術來解決。強化燃燒措施的著重點是提高爐膛溫度和增強爐內氣流擾動，減少死區。

2鍋爐燃燒影響因素

2.1燃料品質的影響

鍋爐燃燒設備是按設計煤種設計的，煤質和特性不同，燃燒器的結構特性也就不同。因此，鍋爐正常運行中一般要求燃煤的品質與燃燒設備和運行方式相適應，但在鍋爐實際運行中，燃煤品質往往變化較大。燃料中揮發分低的煤種著火較困難，達到著火所需時間就較長。在相同的風粉比條件下，揮發分降低，煤粉火炬中火焰傳播的速度將顯著降低，從而使火焰擴展條件變差，著火速度減慢，燃燒穩定性降低。

2.2煤粉細度的影響

煤粉越細，同樣總體積燃料表面積越大，在其它條件相同的情況下，加熱時溫升越快，越容易著火。煤粉細度越細，所需燃燒時間越短，燃燒也就越完全。

2.3一次風的風量、風速、風溫的影響

一次風速過高，將降低煤粉氣流的加熱程度，使著火點推遲，容易引起燃燒不穩，且煤粉燃燒也不易完全，應設法降低一次風速。但一次風速過低會造成一次風管堵塞。著火點過于靠前，還可能燒壞噴燃器。一次風溫越高，煤粉氣流達到著火點所需熱量就越少，著火速度就越快。

2.4燃燒器特性的影響

對于同一臺鍋爐而言，燃燒器出口截面越大，混合物著火結束離開噴口距離就越遠。小尺寸燃燒器能增加煤粉氣流點燃的表面積，使著火速度加快，一方面將使膛出口溫度不致過高，另一方面又能燃燒完全。直流燃燒器著火區的吸熱面積雖較小，但由于能得到爐膛中溫度較高煙氣的混入和加熱，因而在著火條件上還是比較好的。

2.5鍋爐負荷的影響

鍋爐負荷降低時，爐膛平均溫度降低，燃燒器區域的溫度也要相應降低，對煤粉氣流的著火不利。當鍋爐負荷降低到一定值時，為了穩定爐火，須投用油槍進行助燃。無助燃油槍時煤粉能穩定著火和燃燒的鍋爐允許最低負荷，與鍋爐本身的特性、所燃用的煤種和燃燒器的型式等有關。

2.6過剩空氣系數的影響

爐膛過剩空氣系數過大，將使爐膛溫度降低，對著火和燃燒都不利，而且還將造成鍋爐排煙熱損失的增加。過剩空氣系數過小時，又將造成缺氧燃燒，使燃燒不完全。

2.7一次風與二次風配合的影響

一、二次風的混合特性也是影響著火和燃燒的重要因素。二次風在煤粉著火以前過早地混合，對著火是不利的。因為這種過早的混合等于增加了一次風量，將使煤粉氣流加熱到著火溫度的時間延長，著火點推遲。

3強化燃燒的措施

根據影響著火和燃燒因素的分析，強化煤粉燃燒，一般可采取如下措施：一是提高熱風溫度；二是保持合適的空氣量，根據煤種，控制合理的一次風量；三是選擇適當的氣流速度，以保證適當的著火點位置；四是根據燃燒過程的發展，及時送入二次風，既不使燃燒缺氧，又不降低火焰溫度；五是保持著火區的高溫，加強氣流中高溫煙氣的卷吸；六是選擇適當的煤粉細度；七是維持遠離燃燒器的火炬尾部具有足夠高的溫度，以增強燃燼階段的燃燒程度。

3.1改造爐拱

爐排面積和爐膛是按照額定出力和特定煤種確定的，而鍋爐使用單位的用汽量常常與鍋爐額定負荷不匹配，使用的煤種也與設計煤種有較大差異。因此需要通過改造爐拱使其適應實際使用的煤種。爐拱的作用一方面是將新進人爐膛的煤引燃；另一方面是促進爐內氣流擾動和混合，并利用爐拱蓄積的熱量向火床的某一區段內集中反射熱量，促使燃料充分燃燒，保證爐膛正常溫度。實現前拱幫助著火，后拱促進殘碳燃燼。

3.2加強密封

鏈條鍋爐和往復鍋爐的側密封不良和風室間的相互竄風是帶有普遍性的問題，如不解決都將會影響其它合理配風措施的有效性，造成鍋爐引燃區風量過大，使煤閘板、煤斗、爐排經常燒壞，而主燃區風量又不足，燃煤在主燃區不能完全燃燒，使得爐渣含碳量高，不完全燃燒損失大，環境污染嚴重。

側密封要解決的是運動爐排和固定的墻板之間的密封結構，而且能適應不同運行工況下爐排溫度的變化。采用耐火灰漿充填側密封下通道，能有效地阻止煤粒掉入，保護側密封不致燒毀，而且可以減少風室之間的竄風。造成風室竄風的另一原因，是風室間隔板與移動爐排之間有間隙。在風室改造時，橫向、縱向應加裝耐熱耐磨的密封板。

3.3煙氣下抽

對于用高水分、低揮發分劣質煤的鍋爐，為了使煤能穩定著火，可以將鏈條爐前拱下的風室改為抽煙室，利用抽風機將爐排上面的高溫煙氣抽吸到爐排前部，并穿過新煤層，然后再送到爐排下的風倉，高溫煙氣通過新煤層時放熱而被冷卻，新煤層因此而得到加熱，可以穩定地著火燃燒。

3.4熱風助燃

為了強化燃燒過程。小型鍋爐也應在鍋爐尾部增設空氣預熱器。預熱助燃空氣，實現熱風進爐。這樣既利用了排煙余熱減少排煙熱損失，同時又提高了爐溫，從而減少了不完全燃燒損失。

3.5增加二次風

對于鏈條和往復鍋爐，燃料燃燒所需要的空氣即一次風主要由爐排下各風室送入，但是在爐排中部的主燃區，燃料發生激烈的氧化還原反應，大量地消耗氧氣。為了補充主燃區缺氧現象，增加爐內氣流擾動，并形成擾動紊流燃燒，使細小未燃完的碳顆粒及一些可燃氣體在爐內延長停留時間進一步燃燒，應增設二次風。

4結論

綜上所述，鍋爐燃燒由于受到燃料品質、煤粉細度、風量、風速、風溫、燃燒器特性、鍋爐負荷等因素的影響，并不能很好的發揮燃料及設備的最高效率。針對這些影響因素，提出通過改造爐拱、加強密封、煙氣下抽、熱風助燃等方式進行鍋爐改造，以求在一定程度上強化燃燒，提高鍋爐燃燒效率。

實踐經驗表明，鍋爐改造是節約燃料的一條重要而有效的途徑，強化燃燒是提高鍋爐燃燒效率的重要手段。經改造后的鍋爐，運行效果良好，可節煤且提高輸出功率，而且鍋爐升溫、升壓快，負荷穩定，所以上述措施是可行的。

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