李東冬
長春市供熱經(jīng)營有限責任公司,吉林 長春 130000
鍋爐適應煤種是由鍋爐的拱的形式?jīng)Q定的,不同拱型對應不同煤種,我們爐拱型為前拱高后拱低,適合煤種為AII煙煤,發(fā)熱量在4200,揮發(fā)份在35%左右,為最理想狀態(tài),但實際運行和中,煤質(zhì)除了滿足上述成分要求外,鏈條爐本身對燃料要求比較嚴格,一般需要滿足以下指標:
1)水分適當W不大于20%;水分過高,煤著火點滯后,不利于著火,水分過低增加煤末飛揚和漏煤;
2)灰分不宜過高A不大于30%,但灰分也不宜過低,A〈10%;灰分太高煤發(fā)熱量不足,灰分太低會使爐排上的灰渣太薄,不能有效保護爐排;
3)灰分的熔點不能太低,T不小于1200℃。灰熔點過低,導致結(jié)焦,不利于燃燒,損傷設(shè)備;
4)粘結(jié)性適中,不允許有多強烈粘結(jié)性或破裂成粉末的性質(zhì);
5)燃料最好經(jīng)過分篩,不經(jīng)過分篩時,也希望小于6mm的細末不超過50%,最大煤塊尺寸不大于40mm,以保證燃盡。
只有煤種選擇合適,才能充分發(fā)回鍋爐的效率。
配風方法對與鏈條爐來說大致分為兩種情況,盡早配風法和推遲送風法,前者適合是適合于高揮發(fā)份的煤的配風方式。在燃燒前期燃料放出大量的揮發(fā)分,此時送入大量的空氣,以達到迅速強化燃燒的目的。后者是對燃燒前期的燃料層少量通風甚至不通風,對后拱下燃燒中期的火床層則加強送風,使形成強化燃燒區(qū),以便對前后兩頭起促燃作用,既滿足了中部旺盛燃燒區(qū)的需要,又促進了前部燃料的著火和尾部灰渣的燃盡,是比較合理的一種配風方法。
燃燒調(diào)節(jié)的最終目的是煤充分燃燒,將各項燃燒損失降到最低,使鍋爐效率最大化。我們所有調(diào)節(jié)的依據(jù)均為煤在鍋爐中充分燃燒需要具備的三個要素:較高的爐膛溫度、充足的空氣供應、足夠的停留時間。及將鍋爐燃燒五項熱損失,物理灰渣熱損失,化學未完全燃燒熱損失,機械未完全燃燒熱損失、排煙熱損失、鍋爐本體散熱損失之和降到最低。
煤質(zhì)在鍋爐內(nèi)燃燒分為四4個階段:1)水分蒸發(fā)階段,2)揮發(fā)分析出及焦炭形成階段,3)揮發(fā)分和焦炭著火燃燒階段,4)灰渣形成階段。4個階段當中,前2個階段均為吸熱階段,為了滿足煤在爐內(nèi)足夠停留時間,所以必須保證燃料及時著火,室外冷空氣經(jīng)過空氣預熱器與熱風裝置后,減少了空氣吸熱量,保證爐內(nèi)大部分輻射熱被煤層吸收,具備較高的爐膛溫度,鍋爐內(nèi)輻射換熱能力大大加強,在鍋爐前拱的作用下,煤層吸熱也大大加強,促進及時著火。爐膛溫度主要是靠煤質(zhì)中的固定碳燃燒放熱,隨著燃料溫度的升高,達到一定濃度的氣態(tài)揮發(fā)分(主要是氫、一氧化碳、及各種碳氫化合物)在遇到氧氣時率先著火燃燒,放出熱量,使焦炭顆粒繼續(xù)加熱升溫。當揮發(fā)分快燃盡時,焦炭已達到熾熱發(fā)紅狀態(tài)(約600℃~700℃),具備了焦炭猛烈燃燒條件。由此可見煤質(zhì)最佳燃燒工況,爐膛溫度需要達到600℃以上。保持爐膛具有較高溫度主要是應該保持爐排火床保持2/3以上,合理調(diào)整爐排轉(zhuǎn)速保持煤層燃盡點為距離爐排尾部800cm~1000cm,減少物理灰渣熱損失。分層給煤與爐排轉(zhuǎn)速共同作用決定煤層厚度煤層厚度,使整個火床達到灰平火齊。根據(jù)負荷情況調(diào)整煤層厚厚度,外界負荷增加時,適用厚煤層慢轉(zhuǎn)速;負荷減小時,適用薄煤層快轉(zhuǎn)速。控制爐膛過量空氣系數(shù)是提高燃料完全燃燒程度,降低熱損失的重要措施。爐膛過量空氣系數(shù)過高,會使爐膛溫度降低,導致燃燒速度降低,從而使氣體不完全燃燒熱損失和固體不完全燃燒損失增大,灰渣含碳量高,鍋爐燃料耗量增加,出力大幅下降。而過量空氣系數(shù)過低,往往由于可燃物得不到氧氣而不能完全燃燒,也造成氣體不完全燃燒熱損失和固體不完全燃燒熱損失增大,因此,爐膛過量空氣系數(shù)有一個最經(jīng)濟的數(shù)值,這一數(shù)值使燃燒熱損失Q2、Q3、Q4三者之和最小。實際運行中,鼓引風量調(diào)節(jié)可根據(jù)爐看煙氣顏色。正常為灰白色,如果煙氣發(fā)白,說明空氣量過大。如果煙氣發(fā)黑,說明空氣量不夠。還可看火焰顏色來判斷鼓風量的大小,火焰顏色為金黃色是說明風量正好,火焰顏色為暗黃色時,說明風量偏小,火焰顏色發(fā)白時說明風量過大。火色與負荷的關(guān)系很大。負荷高時,煤量風量都很大,燃燒猛烈,火色應較白;負荷低時,火色應該較黃,所以從火色上判斷風量的大小,還要看當時的負荷情況。當風量很大時,火色也會暗下來。這是因為火色代表了燃燒溫度,當風量過大,不參加燃燒的空氣進入爐膛過多,燃燒溫度反而降低了。這時,絕對不能誤認為風量不足,而去加大風量,反而應該減小風量等參數(shù),如果負荷,煤層厚度,爐排轉(zhuǎn)數(shù),鼓引風量都以匹配。這時如果任意增加或減少運行中任何一個量。負荷都會減少,這就說明調(diào)整達到最佳狀態(tài)。運行參數(shù)中,最直觀的參數(shù)就是爐膛溫度,所有的目的都是讓爐膛溫度達到最高。爐內(nèi)保持高溫的目的:一是提高燃燒化學反應速度,降低Q3Q4的損失;二是提高輻射換熱強度降低排煙溫度 ,小型鍋爐排煙溫度每降低15℃~20℃,大型鍋爐每降低15℃,鍋爐效率增加1%。
鍋爐內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的所有有效熱能全部轉(zhuǎn)化為工質(zhì)熱能,通過換熱設(shè)備傳遞出去,理論上熱量傳遞符合如下關(guān)系Q= Q= Q
Q =Kw.Fw(tn-tw)——圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量
Q2=Ks.Fs(tpj-tn) tpj=(tg+th)/2 ——散熱器的散熱量
Q=14187G(tg-th)/3.6——熱水傳遞的熱量
由以上可知,鍋爐運行中兩個基本參數(shù)既循環(huán)流量與供回水溫差,實際運行中,存在高溫水低流量與低溫水大流量兩種方式,從供熱效果本身來看,高溫水低流量供熱質(zhì)量效果好,節(jié)能效果也十分明顯,但水力失調(diào)情況明顯,對管網(wǎng)調(diào)節(jié)人員要求素質(zhì)較高。反之低溫水大流量,供熱效果一般,但是水力工況穩(wěn)定性好。從鍋爐燃燒角度看,使用高溫水低流量運行方式,可維持爐膛在較高溫度,燃燒效果良好,但鍋爐安全性能降低,鍋爐內(nèi)高溫受熱面結(jié)垢危險系數(shù)加大。所以我們實際運行中,在確保水力平衡的前提下,做好鍋爐定期排污和臨時排污工作的基礎(chǔ)上,將循環(huán)流量降低為設(shè)計值的80%時,爐膛溫度相應會提高50℃~100℃,相應爐膛內(nèi)輻射換熱能力大大加強(輻射換熱計算式φ=AδT4),燃料中的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)楣べ|(zhì)熱能效率增加,煤、水、電各項指標均節(jié)省明顯。
綜上所述,鍋爐運行中必須深刻理解鍋爐燃燒損失,及煤燃燒需要最佳工況,需要整合所有必要條件,才能充分提高鍋爐效率,但是提高鍋爐運行操作人員自身業(yè)務(wù)水平才是根本。
[1]供熱鍋爐及其系統(tǒng)節(jié)能.
[2]供熱工程.
[3]傳熱學.
[4]供熱安全操作規(guī)程.