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摘要分析現(xiàn)行拋煤爐在燃燒組織上存在的缺陷，提出用相對獨(dú)立的層懸浮燃燒方法進(jìn)行改造，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的預(yù)期目標(biāo)。

關(guān)鍵詞拋煤爐層懸浮燃燒

1前言

在我國，為數(shù)不少的35t/h以下拋煤爐仍在地方熱電廠運(yùn)行，這種鍋爐由于機(jī)械不完全燃燒損失居高不下，導(dǎo)致鍋爐效率低，環(huán)境污染嚴(yán)重。

通過反復(fù)實(shí)踐和現(xiàn)場對比試驗(yàn)，采用比較完善的顆粒原煤層燃燃燒與制備煤粉懸浮燃燒的方式，對35t/h拋煤爐進(jìn)行改造，達(dá)到比較滿意的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效果，試驗(yàn)表明，改造后鍋爐效率提高5～9％，煙囪黑煙基本消失。

2拋煤爐在燃燒組織上存在的缺陷

現(xiàn)行拋煤爐在燃燒組織上，是將粗細(xì)顆粒同時存在的原煤，遍過拋煤機(jī)“拋灑”方式使之粗粒煤層燃燃燒。要使拋煤爐中懸浮燃燒比較理想，應(yīng)同時具備三個條件：較細(xì)的煤粉顆粒度，較低的煤粉水份，合理的配風(fēng)方式。

2.1懸浮燃燒對煤粉細(xì)度的要求

煤粉是一種燃盡過程較長的燃料，煤粉的燃盡時間與煤粉粒徑成平方關(guān)系。

當(dāng)燃燒室高度一定時，煤粉在燃燒室內(nèi)停留時間是一定的，當(dāng)未燃盡的煤粉一旦出了燃燒室，煤粉即停止燃燒，造成機(jī)械未完全燃燒損失。欲使煤粉在燃燒室內(nèi)得到充分燃燒，應(yīng)使煤粉細(xì)度越細(xì)越好。一般應(yīng)控制經(jīng)濟(jì)細(xì)度R90=18～25％。亦即煤粉粒徑大于90μm部份只占煤粉總量的18～25％。

根據(jù)拋煤爐對原煤的最佳顆粒度配比：13～19mm、6～13mm、＜6mm各占1／3的要求，顯然處于懸浮燃燒的細(xì)煤粒徑粗至以毫米計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)粗于以微米計(jì)的煤粉，因此，其燃盡所需時間高出煤粉百倍以上。

2．2煤粉水份對燃盡的影響

煤粉開始著火的條件之一，是必須在燃燒室內(nèi)將煤粉加熱先將水份蒸干，然后在600～700℃條件下析出可燃揮發(fā)物點(diǎn)燃燃燒。當(dāng)煤粉水份越多，加熱蒸干時間就越長，則可供煤粉焦粒燃燒的時間越少。當(dāng)有制粉系統(tǒng)時，原煤在系統(tǒng)中有一個干燥過程，使成品煤粉的含水率小于1%。而拋煤爐入爐原煤沒有預(yù)干燥過程，其水份一般為6～10％，當(dāng)雨天時甚至大于12％，這對拋煤爐中細(xì)煤屑的懸浮燃燒是很不利的。

2．3配風(fēng)方式對煤粉燃盡的影響

前面提到，煤粉是一種燃盡時間較長的燃料。為使煤粉盡快、充分地燃燒，合理組織供氧是很關(guān)鍵的，首先，應(yīng)有少量空氣（一次風(fēng)）與煤粉充分混合，在煤粉氣流噴出燃燒器噴口之后形成一個回流區(qū)，以吸納高溫?zé)煔?，加速預(yù)熱過程使之點(diǎn)燃。隨后，及時將其余空氣（二次風(fēng)）逐步混入，使焦碳微粒在富氧條件下充分燃燒。對拋煤爐來說，它既無前拱又無后拱，爐室空氣動力場很差。所謂懸浮燃燒，只是煤屑在爐室內(nèi)飛揚(yáng)。火床上方的空氣與細(xì)粉不可能得到良好混合燃燒，這就導(dǎo)致飛灰與飛灰可燃物的增加。

2．4原煤顆粒度的均勻性對層燃燃燒的影響

從理論上講，不同粒徑的原煤，通過拋煤機(jī)的作用，將顆粒粗的拋得遠(yuǎn)，顆粒細(xì)的拋得近，達(dá)到不同粒徑的原煤分開層燃燃燒的要求。實(shí)際上，由于爐內(nèi)的復(fù)雜工況，如風(fēng)速、原煤水份、給煤量等因素的影響，往往使細(xì)煤粒仍然混雜在粗煤粒中間，影響爐排上煤層的通風(fēng)。這就是拋煤爐爐下灰可燃物含量與鏈條爐相當(dāng)?shù)脑?。若將?/3的細(xì)煤從較粗的煤粒中分離出來，則拋煤爐爐排上的煤層通風(fēng)條件將得到改善，使?fàn)t排上的煤層得到完全燃燒。

3對拋煤爐燃燒系統(tǒng)的改造

3．1工藝思路

通過對現(xiàn)行拋煤爐燃燒工藝存在缺陷的分析，提出了各自相對獨(dú)立的煤粉懸浮燃燒和較粗粒原煤拋煤層燃燃燒的技術(shù)思路。首先，由原煤分離裝置，將原煤中粒徑小于4～5mm的細(xì)煤屑分離出來，制成成品煤粉，組織較完善的煤粉懸浮燃燒；其次，對粒徑大于4～5mm的原煤，仍經(jīng)過現(xiàn)有拋煤機(jī)拋灑到反轉(zhuǎn)爐排上，組織起通風(fēng)良好的層燃燃燒。

3．2對拋煤爐燃燒系統(tǒng)的改造

本著可靠、實(shí)用、節(jié)約投資的原則，僅對懸浮燃燒部份作了改造，對原有拋煤層燃部份基本上來作大的改動：

a.在拋煤爐落煤管處加裝細(xì)煤分離裝置；

b.分離出來的細(xì)煤，經(jīng)可調(diào)速的給煤機(jī)輸入磨煤機(jī)；

c.為簡化制粉系統(tǒng)，選用帶有旋風(fēng)分離器的風(fēng)扇磨煤機(jī)。磨煤機(jī)的出力按鍋爐額定負(fù)荷耗煤量的1/3考慮。對35t／h拋煤爐，選用FM2-1000風(fēng)扇磨。該磨出力1800kg/h，允許原煤水份12％，成品煤粉細(xì)度R90≤23%，磨煤機(jī)出口風(fēng)壓H≥1750Pa。

d.用于干燥原煤的熱風(fēng)分別取自鍋爐省煤器出口的煙氣（250℃）和預(yù)熱器出口的熱空氣（165℃）。運(yùn)行時根據(jù)磨煤機(jī)出口溫度、可適當(dāng)調(diào)整兩種干燥熱源的比例。

e.燃燒器的布置：考慮到鍋爐子爐室結(jié)構(gòu)的限制，煤粉燃燒器選用直流式燃燒器二臺，二臺燃燒器分別布置在兩側(cè)墻后側(cè)看火孔處。燃燒器氣流交匯爐室斷面中心。為延長煤粉燃燒時間，燃燒器噴口稍向爐排傾斜。試驗(yàn)表明，燃燒口傾角對完全燃燒有重大影響。

對35t/h拋煤機(jī)上述改造費(fèi)用為45～50萬元。

4運(yùn)行與維護(hù)

a.煤粉燃燒器一次風(fēng)是不可調(diào)的，在運(yùn)行時，控制磨煤機(jī)出口溫度≤150℃盡可能多用熱風(fēng)少用煙氣干燥原煙，以保證一次風(fēng)中空氣量＞40％。

b.調(diào)節(jié)燃燒器的二次風(fēng)，控制煤粉著火點(diǎn)距噴口距離在0．3～0．5m左右。當(dāng)燃燒器停用時，應(yīng)微開二次風(fēng)，保證燃燒器噴口得到有效冷卻。

c.當(dāng)原煤很細(xì)時，應(yīng)調(diào)節(jié)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制進(jìn)入磨煤機(jī)的細(xì)煤量不超過總煤量的1／3。否則噴粉量過多會造成懸浮燃燒惡化。

d.由于1／3原煤進(jìn)入懸浮燃燒，使拋到爐排上的原煤量減少，煤層變薄、距離變遠(yuǎn)，同時改善了層燃燃燒條件，燃盡時間較改造前縮短。為防止?fàn)t排末端脫火，造成爐排末端漏風(fēng)過大。應(yīng)適當(dāng)提高爐排速度，必要時適當(dāng)關(guān)小爐排風(fēng)。

e.風(fēng)扇磨的葉輪與機(jī)殼襯板磨損較快，改造后的拋煤爐若再摻煤渣燃燒是不適當(dāng)?shù)?。?dāng)風(fēng)扇磨局部磨損導(dǎo)致振動較大時，可用校靜平衡的方法處理，若襯板磨損超過要求，可停機(jī)更換襯板。

5改造前后的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

對比試驗(yàn)是在寧波小港熱電廠4號爐（35t／h拋煤爐）上進(jìn)行的。根據(jù)小港熱電廠習(xí)慣配煤方式，試驗(yàn)分純煙煤燃燒和煙煤中摻適量煤渣燃燒兩種，對比試驗(yàn)結(jié)果如表1。可以看到，鍋爐平均效率比改造前提高5．5％。按寧波小港熱電廠鍋爐負(fù)荷水平，若年運(yùn)行7000小時，一臺鍋爐年節(jié)約原煤1600噸。按當(dāng)前入廠原煤價格320元／噸，年節(jié)約原煤費(fèi)用51萬元，當(dāng)年收回投資。

6結(jié)論

拋煤爐改造成拋煤層燃和煤粉懸浮燃燒，可提高鍋爐效率5～8％。改造后的拋煤爐若再摻煤渣運(yùn)行是不可取的，雖然對鍋爐效率有所提高，但總體爐效比燒純煙煤下降，且加速風(fēng)扇磨的磨損，增加維修工作量。