煤爐改造

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摘要分析現行拋煤爐在燃燒組織上存在的缺陷，提出用相對獨立的層懸浮燃燒方法進行改造，達到節能、環保的預期目標。

關鍵詞拋煤爐層懸浮燃燒

1前言

在我國，為數不少的35t/h以下拋煤爐仍在地方熱電廠運行，這種鍋爐由于機械不完全燃燒損失居高不下，導致鍋爐效率低，環境污染嚴重。

通過反復實踐和現場對比試驗，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拋煤爐進行改造，達到比較滿意的經濟與環保效果，試驗表明，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

現行拋煤爐在燃燒組織上，是將粗細顆粒同時存在的原煤，遍過拋煤機“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，應同時具備三個條件：較細的煤粉顆粒度，較低的煤粉水份，合理的配風方式。

2.1懸浮燃燒對煤粉細度的要求

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系。

當燃燒室高度一定時，煤粉在燃燒室內停留時間是一定的，當未燃盡的煤粉一旦出了燃燒室，煤粉即停止燃燒，造成機械未完全燃燒損失。欲使煤粉在燃燒室內得到充分燃燒，應使煤粉細度越細越好。一般應控制經濟細度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煤粒徑粗至以毫米計遠遠粗于以微米計的煤粉，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物點燃燃燒。當煤粉水份越多，加熱蒸干時間就越長，則可供煤粉焦粒燃燒的時間越少。當有制粉系統時，原煤在系統中有一個干燥過程，使成品煤粉的含水率小于1%。而拋煤爐入爐原煤沒有預干燥過程，其水份一般為6～10％，當雨天時甚至大于12％，這對拋煤爐中細煤屑的懸浮燃燒是很不利的。

2．3配風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鍵的，首先，應有少量空氣（一次風）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，以吸納高溫煙氣，加速預熱過程使之點燃。隨后，及時將其余空氣（二次風）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，只是煤屑在爐室內飛揚。火床上方的空氣與細粉不可能得到良好混合燃燒，這就導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，通過拋煤機的作用，將顆粒粗的拋得遠，顆粒細的拋得近，達到不同粒徑的原煤分開層燃燃燒的要求。實際上，由于爐內的復雜工況，如風速、原煤水份、給煤量等因素的影響，往往使細煤粒仍然混雜在粗煤粒中間，影響爐排上煤層的通風。這就是拋煤爐爐下灰可燃物含量與鏈條爐相當的原因。若將占1/3的細煤從較粗的煤粒中分離出來，則拋煤爐爐排上的煤層通風條件將得到改善，使爐排上的煤層得到完全燃燒。

3對拋煤爐燃燒系統的改造

3．1工藝思路

通過對現行拋煤爐燃燒工藝存在缺陷的分析，提出了各自相對獨立的煤粉懸浮燃燒和較粗粒原煤拋煤層燃燃燒的技術思路。首先，由原煤分離裝置，將原煤中粒徑小于4～5mm的細煤屑分離出來，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，仍經過現有拋煤機拋灑到反轉爐排上，組織起通風良好的層燃燃燒。

3．2對拋煤爐燃燒系統的改造

本著可靠、實用、節約投資的原則，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煤分離裝置；

b.分離出來的細煤，經可調速的給煤機輸入磨煤機；

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

d.用于干燥原煤的熱風分別取自鍋爐省煤器出口的煙氣（250℃）和預熱器出口的熱空氣（165℃）。運行時根據磨煤機出口溫度、可適當調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構的限制，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墻后側看火孔處。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。試驗表明，燃燒口傾角對完全燃燒有重大影響。

對35t/h拋煤機上述改造費用為45～50萬元。

4運行與維護

a.煤粉燃燒器一次風是不可調的，在運行時，控制磨煤機出口溫度≤150℃盡可能多用熱風少用煙氣干燥原煙，以保證一次風中空氣量＞40％。

b.調節燃燒器的二次風，控制煤粉著火點距噴口距離在0．3～0．5m左右。當燃燒器停用時，應微開二次風，保證燃燒器噴口得到有效冷卻。

c.當原煤很細時，應調節給煤機轉速控制進入磨煤機的細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，同時改善了層燃燃燒條件，燃盡時間較改造前縮短。為防止爐排末端脫火，造成爐排末端漏風過大。應適當提高爐排速度，必要時適當關小爐排風。

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

5改造前后的技術經濟比較

對比試驗是在寧波小港熱電廠4號爐（35t／h拋煤爐）上進行的。根據小港熱電廠習慣配煤方式，試驗分純煙煤燃燒和煙煤中摻適量煤渣燃燒兩種，對比試驗結果如表1?？梢钥吹剑仩t平均效率比改造前提高5．5％。按寧波小港熱電廠鍋爐負荷水平，若年運行7000小時，一臺鍋爐年節約原煤1600噸。按當前入廠原煤價格320元／噸，年節約原煤費用51萬元，當年收回投資。

6結論

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，且加速風扇磨的磨損，增加維修工作量。