鍋爐房混煤器節能技術改造及其效益分析

羅勇

【摘要】鍋爐煤斗與分層給煤裝置間加裝混煤器，使燃煤混合均勻，經分層給煤裝置后能實現鍋爐爐排布煤“上細下粗”，增大燃煤與空氣的接觸面積，使煤充分燃燒，達到提高鍋爐熱效率的目的。本文為孤島鍋爐房的2臺14MW的鍋爐和仙河鍋爐房的3臺29MW的鍋爐，在其煤斗和分層給煤裝置之間加裝混煤器，實現節能改造的可行性進行研究并對經濟效益進行分析。

【關鍵詞】混煤器 ?節能技術改造 ?節能減排

一、混煤器簡述

（一）混煤器技術的由來

1998年，鏈條鍋爐單、雙輥分層燃燒技術逐漸在全國范圍廣泛推廣，對傳統鏈條鍋爐的層燃技術無異于一場革命，但當時的單、雙輥分層燃燒技術仍存在許多不完善之處，其中包括干煤粉容易自流、濕煤容易在煤斗內粘結、凍煤容易在煤倉內棚堵，體現在爐排上會出現煤層分布不均、各段風阻不一等弊病。

鑒于眾多應用現場出現的問題，通過在煤斗與分層給煤裝置之間加裝混煤器，實現燃煤在煤倉底部顆粒混合均勻，然后經分層給煤裝置后，能實現燃煤在爐排上“上細下粗”的良好分層，燃燒過程中，整個爐排橫向上通風阻力相當，燃煤與空氣充分混合，達到改善鍋爐燃燒效果，提高鍋爐效率，節能降耗的目的。

（二）混煤器技術的應用范疇

混煤器技術既可與分層燃燒裝置配合使用，也可在煤倉上單獨應用。以往的分層燃燒裝置只適用正轉鏈條鍋爐，而對往復爐排鍋爐、倒轉拋煤機鍋爐均無效，而混煤器則不受爐排型式限制，只要有煤倉的鍋爐就可有效應用。

無論要實現爐排上煤層表面的均勻，還是追求更高層面的風阻均勻，其目的都是為了燃煤與一次風的混合條件改善，實現燃煤最大限度的充分燃燒。

（三）混煤器技術所產生的效益

（1）從安全角度來說，由于燃煤所攜帶不同程 度的外在水分，特別是大量鍋爐工作的場所在北方嚴寒地區，許多鍋爐在運行中都出現不同程度的濕煤粘結、凍煤棚住煤倉等現象。隨著混煤器的安裝，混煤器的雙絞龍除了具有水平混合燃煤作用外，還可起到類似三輥式分層煤斗濕煤攪動輥的作用，破碎凍煤、攪動濕煤，對促進燃煤向分層煤斗內運動，起到一個推波助瀾的附加作用，對原來使用單、雙輥式分層煤斗的用戶，效果非常明顯。

（2）從經濟角度出發，采用混煤器以后，由于燃煤塊面分布均勻，確保了爐排上煤層風阻的均勻，相對僅使用單、雙輥式分層燃燒裝置而未采用混煤器的用戶而言，節煤效益可達2%～10%。

二、項目背景

在孤島鍋爐房混煤器改造成功經驗的基礎上，選取孤島鍋爐房2臺鍋爐、仙河鍋爐房3臺鍋爐進行混煤器節能技術改造。

三、現狀

（一）仙河鍋爐房現狀

仙河燃煤鍋爐房于2007年建成投產，設計規模為3臺29MW燃煤熱水鍋爐，型號為DZL29-1.25-130/70-AII，單臺耗煤量為8505t/a。2009年對仙河鍋爐房進行了擴建，擴建2臺29MW燃煤熱水鍋爐，擴容后仙河鍋爐房在用鍋爐5臺，供熱能力達到145MW，其中5#鍋爐在2014年進行了型煤器節能技術改造，4#鍋爐在2015年進行了混煤器節能技術改造。

（二）孤島東鍋爐房現狀

孤島東鍋爐房于2001年12月投產14MW鍋爐4臺，2005年擴建14MW燃煤鍋爐2臺，2014年對2001年投產的4臺鍋爐進行了更新，目前鍋爐房總容量為84MW（6×14MW）。

四、改造方案

（一）總體思路

在鍋爐現有煤斗與分層給煤裝置間加裝混煤器，使燃煤混合均勻，經分層給煤裝置后能實現鍋爐爐排布煤“上細下粗”，增大燃煤與空氣的接觸面積，使煤充分燃燒，達到提高鍋爐熱效率的目的。

（二）混煤器技術介紹

在此背景下，鍋爐混煤器應運而生。將混煤器和鍋爐分層給煤裝置配套使用，也稱鍋爐均勻混合分層燃燒技術。鍋爐混煤器其作用相當于建筑用砂漿攪拌機，由兩條反向旋轉的絞龍將自上而下由傳統重力下落進入煤倉形成塊、沫分離的燃煤進行攪拌混合，根據燃煤消耗量調整轉速，使燃煤塊、沫和干、濕度混合均勻。

（三）技術方案

基于孤島西鍋爐房應用混煤器的成功經驗，本工程擬對孤島東鍋爐房1#、2#鍋爐和仙河鍋爐房1#、2#、3#鍋爐進行混煤器節能技術改造。

本工程制定如下改造方案：拆除原有上煤裝置一段煤倉，整形、加固，安裝新型混煤器主機，安裝減速機，安裝變頻電機。每臺改造鍋爐就地設操作箱1臺，電源引自配電室出線柜備用回路，配出回路為2.2kW變頻電機等供電。

（四）廠家選擇

混煤器為非標設備，需要進行個性定制，找相關廠家進行制造。混煤器主機殼體尺寸在定制過程中，需與現鍋爐的安裝位置匹配。

2014年實施的混煤器技術的基本原理相當于建筑用砂漿攪拌機，將從輸煤皮帶下落進入煤倉形成塊、沫分離的燃煤進行攪拌混合，配有電控箱和獨立動力系統，根據鍋爐負荷（即單位時間燃煤耗量）利用變頻器調整轉速保證混合效果，使煤炭的塊、沫和干、濕度充分混合均勻后，進入鍋爐分層給煤器加以分層，使燃煤在爐排面上“下塊、上沫”規則排列。

五、效益分析

（一）經濟效益

本次改造5臺鍋爐按熱電聯供中心2016年上半年進價，每噸燃煤400元計算，則每年可節約1995.75t×400元/t=79.83萬元。每臺混煤裝置配減速電機一臺功率2.2kW，按工業用電0.656元/kW·h計算，5臺減速機每年增加電費為：31680×0.656=2.08萬元。總共節約：79.83-2.08=77.75萬元。

項目建設投資為284.06萬元，項目靜態回收期為：284.06÷77.75=3.65年。

（二）社會效益

項目完成后，5臺鍋爐年節約煤耗1995.75t，使供熱成本降低。同時年減排CO2約3506.83t，符合國家和中石化節能減排和能效倍增政策。

參考文獻：

[1]陳思昂， 陳爽. 混煤器技術與三輥式分層分行分段給煤裝置的研發與應用[J]. 節能， 2013， 1004-7948.

[2]陳思昂， 王歆鑫. 鍋爐混煤器的節能機理及應用[J]. 節能， 2014， 1004-7948.