【摘 要】本文針對(duì)10t蒸汽鏈條鍋爐存在的問(wèn)題，進(jìn)行了節(jié)能改造，取得了顯著的成效。

【關(guān)鍵詞】熱工測(cè)試；爐拱改造；爐體大修；合理配風(fēng)；節(jié)能效益

1.鍋爐的基本狀況及熱工測(cè)試數(shù)值

我單位有一臺(tái)10T燃煤蒸汽鏈條鍋爐（SHL10-1.3IIA），從1992年投入運(yùn)行以來(lái)一直沒(méi)有進(jìn)行爐體整體大修，存在正壓燃燒、爐墻裂紋、爐頂保溫脫落、表面溫度高，漏煙、漏灰，煙道隔墻脫落，煤層燃燒工況差、煤種適應(yīng)性差等問(wèn)題，根據(jù)節(jié)能監(jiān)測(cè)中心對(duì)該爐采取正反平衡法進(jìn)行五次測(cè)試，其數(shù)值分別為71.1%，69.2%，70.5%，71.4%，71.3%，平均值為70.7%，低于國(guó)家鍋爐的發(fā)熱鑒定標(biāo)準(zhǔn)：79.3%。在反平衡測(cè)分析中，不完全燃燒熱損失為18.3%，化學(xué)燃燒熱損失1.5%，物理燃燒熱損失6.7%，散熱損失1.95%，排煙熱損失0.85%。根據(jù)這些分析結(jié)果，我們立足于鍋爐實(shí)際情況，針對(duì)影響鍋爐熱效率的一些因素進(jìn)行改造。

2.爐拱改造

2.1爐拱的實(shí)際工作機(jī)理

鍋爐的前拱其作用在于蓄熱保持高溫，增強(qiáng)對(duì)剛進(jìn)爐的新煤的輻射加熱促使其及時(shí)著火燃燒；后拱其作用是改變自然層上升的煙氣流動(dòng)方向，使?fàn)t內(nèi)可燃?xì)怏w、懸浮的焦粒子與空氣能夠良好混合，同時(shí)，延長(zhǎng)他們的行程，使之有充分的時(shí)間達(dá)到燃盡。爐拱實(shí)際工作機(jī)理是：以再輻射為主、鏡反射為輔的方式，將燃料區(qū)火床面的輻射熱和部分火焰的輻射熱傳到新的著火區(qū)，用于引燃，而且依靠燃燒區(qū)火床面輻射熱也可促進(jìn)燃燼。即煤引燃的主要熱源來(lái)自于后拱將大量的高溫?zé)煔夂蜔霟崽剂］斔偷饺剂系娜紵齾^(qū)，提高那里的溫度，強(qiáng)化那里的燃燒，使之發(fā)出更多的熱量，并以此形成更高的溫度，從而大大地增強(qiáng)了前拱的輻射引燃作用。

2.2改造前后爐拱結(jié)構(gòu)

由爐拱的實(shí)際工作機(jī)理可知：前后拱的搭配是否合理，決定了煙氣中可燃成分能否迅速燃燼，新煤能否順利引燃。因此對(duì)該鍋爐的前后拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造。改造后該形式的輻射對(duì)流拱具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)前拱覆蓋率由改造前的28.6%增至33.3%，后拱覆蓋率由53.85%增至57%，前后拱覆蓋率達(dá)到90.3%。

(2)在爐前拱2500mm的標(biāo)高處的翻火口，最大限度的呈弧狀伸進(jìn)爐內(nèi)，盡可能地使?fàn)t膛空間變小，中間燃燒旺盛區(qū)的高溫?zé)煔饧昂蠊皩?duì)前拱的輻射亦加強(qiáng)，形成了一個(gè)高溫高效燃燒區(qū)；前拱點(diǎn)火拱部位從原來(lái)的350mm高，壓低至250mm，減少了熱散失和進(jìn)冷風(fēng)的缺點(diǎn)，提前了著火線，同時(shí)避免了火焰燃至煤斗燒壞煤閘板的弊病。

(3)后拱加高拱的高度。后拱向前伸進(jìn)500mm，高度≤1000mm，高溫?zé)煔獠粫?huì)被直接抽走，而是合理地導(dǎo)向前拱，前拱的弧面均勻地反射至爐排前部與中部，平衡了爐膛前后的空氣過(guò)剩不均的問(wèn)題，對(duì)可燃?xì)怏w、碳粒和氧氣的充分混合燃燒創(chuàng)造了十分有利的條件，使煤充分燃燒，同時(shí)降低了爐渣含碳量。

(4)在前拱上部設(shè)置凸型單曲拱具有二次風(fēng)作用。高溫?zé)煔庠诨鸫裁嫔闲纬蔁煔庑郎u，延長(zhǎng)煙氣流程及煤粒的燃燒時(shí)間，氣體和固體的不完全燃燒損失顯著減少。

(5)依靠旋渦的分離作用，把未燃燼的炭粒甩回火床復(fù)燃，從而降低飛灰含碳量，飛灰量的減少又降低了對(duì)尾部受熱面的磨損。

3.爐墻等方面的改造

3.1問(wèn)題提出

改造前，鍋爐存在爐膛工況差，溫度升不上，低于700℃；排煙溫度達(dá)189℃(有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為≤180℃)，排煙處空氣過(guò)剩系數(shù)airy為3．21(有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)≤2)。經(jīng)分析可知其使燃燒惡化的重要原因之一是爐墻裂紋、爐頂保溫脫落、表面溫度高，爐子漏煙、漏灰，造成引風(fēng)量增大，加大排煙損失，尤其不利于揮發(fā)物的燃燒，容易產(chǎn)生黑煙和加大除塵器負(fù)荷；導(dǎo)致?tīng)t膛內(nèi)過(guò)剩系數(shù)大，破壞了爐膛的燃燒工況，不利于燃燒。施工中發(fā)現(xiàn)爐頂內(nèi)積灰1米多高，增加了吊梁額外負(fù)載，鋼梁銹蝕嚴(yán)重，存在嚴(yán)重設(shè)備故障隱患。針對(duì)這些問(wèn)題，對(duì)爐頂、爐墻進(jìn)行全面更新改造。

3.2原廠設(shè)計(jì)的中墻結(jié)構(gòu)存在一定缺陷，耐久性能差，易倒塌、裂紋，采用傳統(tǒng)方法維修效果很不理想，而且一般維修后耐久性能不佳，因其在爐膛內(nèi)部，一旦維修，必須停爐，不僅影響生產(chǎn)，并且中墻出現(xiàn)問(wèn)題之后爐膛內(nèi)高溫火焰不能有效通過(guò)上方著火區(qū)，減少高溫?zé)?、焰與對(duì)流管及鍋筒的接觸時(shí)間，使原煤不能充分燃燒，造成浪費(fèi)。

根據(jù)這一情況，我們整體拆除該中墻，在后拱上方原中墻位置用細(xì)骨料配置的耐火混凝土澆筑一道250mm厚，500mm高的墻基，在墻基上砌筑中墻，頂部弧形區(qū)域直接用混凝土澆筑的異型磚填縫，完成后在其表面均勻掛上一層新型無(wú)機(jī)材料—高溫耐火膠泥，該材料具有耐高溫、耐燒蝕，傳熱及膨脹系數(shù)低等特性，對(duì)于降低中墻維修率，提高鍋爐熱效率起到的很大作用。

3.3爐頂改造

(1)爐頂也采用澆注的方法，用熱軋鋼筋組成框架，采用高鋁釩土耐火澆注料澆注，再用膨脹可塑材料搗打，該材料在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生微膨脹，有效地克服耐火層與金屬構(gòu)件、管道間產(chǎn)生的裂縫缺陷。

(2)水冷壁管從爐頂穿過(guò)的地方是密封的難點(diǎn)和要點(diǎn)，管與墻之間的膨脹可塑材料嚴(yán)格按規(guī)程要求厚度敷設(shè)，用人工夯打結(jié)實(shí)。

(3)保溫層采用硅酸鋁纖維氈和粘結(jié)劑重疊錯(cuò)縫粘貼200mm厚，上敷鐵絲網(wǎng)，再用石棉絨制成的抹面料進(jìn)行抹面，以提高其密封的質(zhì)量和效果，杜絕三漏問(wèn)題。

3.4爐墻改造

該爐為輕型快裝鍋爐，原設(shè)計(jì)上部爐墻僅有一層耐火磚，中間輕質(zhì)保溫層，外敷鐵皮，在改造過(guò)程中針對(duì)其墻體均采用了Tz-3型耐火磚，用新型高溫膠泥進(jìn)行爐墻砌筑，充分利用該種耐火膠泥常溫固化時(shí)以硅氧烷結(jié)合，高溫時(shí)靠陶瓷燒后產(chǎn)生粘結(jié)力，粘結(jié)強(qiáng)度高、使用溫度范圍寬等特點(diǎn)；加固框架并用重質(zhì)耐火混凝土材料代替之前輕質(zhì)保溫材料，之后在其外表附5mm后硅酸鋁纖維氈，并將鐵皮更換為瓦楞鋼板，充分提高其密封性及框架強(qiáng)度。

3.5針對(duì)目前的運(yùn)行方式，對(duì)司爐人員進(jìn)行培訓(xùn)，針對(duì)目前煤種及改造情況，合理調(diào)整風(fēng)倉(cāng)，以保證引燃和煙氣混合良好。鏈條鍋爐的新煤從落煤斗落到爐排上，依次完成預(yù)熱、著火、燃燒和燃燼各個(gè)階段；而其煤層的變化里隨著爐排的移動(dòng)，而逐漸減薄；合理配風(fēng)的正確方法是：

(1)第一風(fēng)倉(cāng)基本不送風(fēng)，第二風(fēng)倉(cāng)少送風(fēng)；因在此階段，新煤在預(yù)熱階段煤層最厚，通風(fēng)阻力最大，但所需空氣量接近于零，可不供或供極少量的空氣。

(2)主要送風(fēng)在第三、第四風(fēng)倉(cāng)；在本階段，煤開(kāi)始著火燃燒后，進(jìn)入氧化區(qū)，煤層開(kāi)始減薄；當(dāng)揮發(fā)物含量較多，易粘結(jié)煤著火后，還要產(chǎn)生膨脹，煤層微增厚，通風(fēng)阻力因水分的蒸發(fā)而減小，此時(shí)，所需空氣風(fēng)壓最高，風(fēng)量最大；而第五、第六風(fēng)倉(cāng)送少量風(fēng)只為燃燼用；本階段，焦炭大部分燃燼后，煤層僅剩下灰渣，此時(shí)厚度最薄，通風(fēng)阻力大減，為了維持少量焦炭繼續(xù)燃燒和冷卻爐排，所需空氣量較少，故供入的空氣也減少。這樣配風(fēng)主要是保證從后拱來(lái)的高溫?zé)煔饽軌蛏钊肭肮皡^(qū)，同時(shí)還能將大量熾熱的碳粒向前吹送，并在前拱區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)烈的卷吸回流作用，有利于提高燃煤預(yù)熱段的溫度，促進(jìn)煤盡早著火燃燒；而且這樣的配風(fēng)方式為中部旺盛燃燒區(qū)提供了充足的空氣，又能促進(jìn)新燃料的著火和尾部殘余焦碳的進(jìn)一步燃燼，提高鍋爐的熱效率。

4.改造后的效益

4.1鍋爐改造前后運(yùn)行情況

(1)該爐改造完成并投入使用后，從根本上解決了正壓燃燒。

(2)爐膛測(cè)溫點(diǎn)的溫度由原來(lái)700℃提高到900多℃；鍋爐的蒸發(fā)量(出口壓力0．8MPa)可由原來(lái)的7t/h左右，穩(wěn)定在9t/h，最高可達(dá)11t/h。

(3)爐拱燃燒工況明顯改善，前拱區(qū)形成明顯的擾動(dòng)，燃燒火焰由原暗紅色變成發(fā)亮的金黃色，著火點(diǎn)前移約0.3m。

(4)爐的漏煙、漏灰問(wèn)題得到解決。

4.2節(jié)能效果

改造后的鍋爐在3個(gè)多月的冬季采暖運(yùn)行中，比前一年同期節(jié)約210噸，按照原煤780元/噸的計(jì)劃價(jià)，折合費(fèi)用16.38萬(wàn)元。

5.結(jié)束語(yǔ)

據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，我國(guó)現(xiàn)有共有人蒸汽燃煤鍋爐存在著較大的節(jié)能潛力。監(jiān)測(cè)鍋爐實(shí)際運(yùn)行效率，查明各項(xiàng)損失的分配、找出工業(yè)鍋爐熱效率偏低的癥結(jié)所在，合理調(diào)整運(yùn)行，針對(duì)性地進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，將會(huì)顯著提高鍋爐熱效率，大量節(jié)約燃煤。這是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益重要措施之一，也是貫徹“精益生產(chǎn)”的具體體現(xiàn)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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