楊曉麗

摘 要：鍋爐是一種通用動力設(shè)備，遍布于國民生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)各個部門，然而鍋爐燃料浪費(fèi)問題也十分嚴(yán)重。為了解決鍋爐的燃料浪費(fèi)問題，本文通過分析現(xiàn)有的強(qiáng)化燃燒技術(shù)，提出有效措施來改造鍋爐強(qiáng)化燃燒，以提高鍋爐運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)化燃燒，鍋爐改造

1引言

鍋爐在工業(yè)生產(chǎn)和生活采暖中廣泛應(yīng)用，但是在設(shè)計和運(yùn)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(shù)值的60%左右，鍋爐熱效率低。環(huán)境污染亦較嚴(yán)重。為了減少環(huán)境污染，提高熱效率和節(jié)約能源，必須對鍋爐采取有效的技術(shù)改進(jìn)措施，而使燃料在鍋爐里燃燒完全則是核心間題。

當(dāng)前運(yùn)行的鍋爐多為鏈條鍋爐和往復(fù)爐排鍋爐，在設(shè)計上和運(yùn)行中存在的主要問題是：燃料燃燒不完全，煤耗大，鍋爐運(yùn)行效率低，鍋爐出力不足，風(fēng)室間漏風(fēng)、竄風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重，爐渣含碳量高等。這些問題需要通過強(qiáng)化燃燒技術(shù)來解決。強(qiáng)化燃燒措施的著重點是提高爐膛溫度和增強(qiáng)爐內(nèi)氣流擾動，減少死區(qū)。

2鍋爐燃燒影響因素

2.1燃料品質(zhì)的影響

鍋爐燃燒設(shè)備是按設(shè)計煤種設(shè)計的，煤質(zhì)和特性不同，燃燒器的結(jié)構(gòu)特性也就不同。因此，鍋爐正常運(yùn)行中一般要求燃煤的品質(zhì)與燃燒設(shè)備和運(yùn)行方式相適應(yīng)，但在鍋爐實際運(yùn)行中，燃煤品質(zhì)往往變化較大。燃料中揮發(fā)分低的煤種著火較困難，達(dá)到著火所需時間就較長。在相同的風(fēng)粉比條件下，揮發(fā)分降低，煤粉火炬中火焰?zhèn)鞑サ乃俣葘@著降低，從而使火焰擴(kuò)展條件變差，著火速度減慢，燃燒穩(wěn)定性降低。

2.2煤粉細(xì)度的影響

煤粉越細(xì)，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(xì)度越細(xì)，所需燃燒時間越短，燃燒也就越完全。

2.3一次風(fēng)的風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)溫的影響

一次風(fēng)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(wěn)，且煤粉燃燒也不易完全，應(yīng)設(shè)法降低一次風(fēng)速。但一次風(fēng)速過低會造成一次風(fēng)管堵塞。著火點過于靠前，還可能燒壞噴燃器。一次風(fēng)溫越高，煤粉氣流達(dá)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(jié)束離開噴口距離就越遠(yuǎn)。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(qū)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(fù)荷的影響

鍋爐負(fù)荷降低時，爐膛平均溫度降低，燃燒器區(qū)域的溫度也要相應(yīng)降低，對煤粉氣流的著火不利。當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低到一定值時，為了穩(wěn)定爐火，須投用油槍進(jìn)行助燃。無助燃油槍時煤粉能穩(wěn)定著火和燃燒的鍋爐允許最低負(fù)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(guān)。

2.6過剩空氣系數(shù)的影響

爐膛過?？諝庀禂?shù)過大，將使?fàn)t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?？諝庀禂?shù)過小時，又將造成缺氧燃燒，使燃燒不完全。

2.7一次風(fēng)與二次風(fēng)配合的影響

一、二次風(fēng)的混合特性也是影響著火和燃燒的重要因素。二次風(fēng)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(fēng)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(qiáng)化燃燒的措施

根據(jù)影響著火和燃燒因素的分析，強(qiáng)化煤粉燃燒，一般可采取如下措施：一是提高熱風(fēng)溫度；二是保持合適的空氣量，根據(jù)煤種，控制合理的一次風(fēng)量；三是選擇適當(dāng)?shù)臍饬魉俣龋员ＷC適當(dāng)?shù)闹瘘c位置；四是根據(jù)燃燒過程的發(fā)展，及時送入二次風(fēng)，既不使燃燒缺氧，又不降低火焰溫度；五是保持著火區(qū)的高溫，加強(qiáng)氣流中高溫?zé)煔獾木砦?；六是選擇適當(dāng)?shù)拿悍奂?xì)度；七是維持遠(yuǎn)離燃燒器的火炬尾部具有足夠高的溫度，以增強(qiáng)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(fù)荷不匹配，使用的煤種也與設(shè)計煤種有較大差異。因此需要通過改造爐拱使其適應(yīng)實際使用的煤種。爐拱的作用一方面是將新進(jìn)人爐膛的煤引燃；另一方面是促進(jìn)爐內(nèi)氣流擾動和混合，并利用爐拱蓄積的熱量向火床的某一區(qū)段內(nèi)集中反射熱量，促使燃料充分燃燒，保證爐膛正常溫度。實現(xiàn)前拱幫助著火，后拱促進(jìn)殘?zhí)既紶a。

3.2加強(qiáng)密封

鏈條鍋爐和往復(fù)鍋爐的側(cè)密封不良和風(fēng)室間的相互竄風(fēng)是帶有普遍性的問題，如不解決都將會影響其它合理配風(fēng)措施的有效性，造成鍋爐引燃區(qū)風(fēng)量過大，使煤閘板、煤斗、爐排經(jīng)常燒壞，而主燃區(qū)風(fēng)量又不足，燃煤在主燃區(qū)不能完全燃燒，使得爐渣含碳量高，不完全燃燒損失大，環(huán)境污染嚴(yán)重。

側(cè)密封要解決的是運(yùn)動爐排和固定的墻板之間的密封結(jié)構(gòu)，而且能適應(yīng)不同運(yùn)行工況下爐排溫度的變化。采用耐火灰漿充填側(cè)密封下通道，能有效地阻止煤粒掉入，保護(hù)側(cè)密封不致燒毀，而且可以減少風(fēng)室之間的竄風(fēng)。造成風(fēng)室竄風(fēng)的另一原因，是風(fēng)室間隔板與移動爐排之間有間隙。在風(fēng)室改造時，橫向、縱向應(yīng)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(fā)分劣質(zhì)煤的鍋爐，為了使煤能穩(wěn)定著火，可以將鏈條爐前拱下的風(fēng)室改為抽煙室，利用抽風(fēng)機(jī)將爐排上面的高溫?zé)煔獬槲綘t排前部，并穿過新煤層，然后再送到爐排下的風(fēng)倉，高溫?zé)煔馔ㄟ^新煤層時放熱而被冷卻，新煤層因此而得到加熱，可以穩(wěn)定地著火燃燒。

3.4熱風(fēng)助燃

為了強(qiáng)化燃燒過程。小型鍋爐也應(yīng)在鍋爐尾部增設(shè)空氣預(yù)熱器。預(yù)熱助燃空氣，實現(xiàn)熱風(fēng)進(jìn)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(fēng)

對于鏈條和往復(fù)鍋爐，燃料燃燒所需要的空氣即一次風(fēng)主要由爐排下各風(fēng)室送入，但是在爐排中部的主燃區(qū)，燃料發(fā)生激烈的氧化還原反應(yīng)，大量地消耗氧氣。為了補(bǔ)充主燃區(qū)缺氧現(xiàn)象，增加爐內(nèi)氣流擾動，并形成擾動紊流燃燒，使細(xì)小未燃完的碳顆粒及一些可燃?xì)怏w在爐內(nèi)延長停留時間進(jìn)一步燃燒，應(yīng)增設(shè)二次風(fēng)。

4結(jié)論

綜上所述，鍋爐燃燒由于受到燃料品質(zhì)、煤粉細(xì)度、風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)溫、燃燒器特性、鍋爐負(fù)荷等因素的影響，并不能很好的發(fā)揮燃料及設(shè)備的最高效率。針對這些影響因素，提出通過改造爐拱、加強(qiáng)密封、煙氣下抽、熱風(fēng)助燃等方式進(jìn)行鍋爐改造，以求在一定程度上強(qiáng)化燃燒，提高鍋爐燃燒效率。

實踐經(jīng)驗表明，鍋爐改造是節(jié)約燃料的一條重要而有效的途徑，強(qiáng)化燃燒是提高鍋爐燃燒效率的重要手段。經(jīng)改造后的鍋爐，運(yùn)行效果良好，可節(jié)煤且提高輸出功率，而且鍋爐升溫、升壓快，負(fù)荷穩(wěn)定，所以上述措施是可行的。

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