【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 煤與空氣混合不均勻，有的區(qū)域出現(xiàn)空氣不足，另外區(qū)域又嚴(yán)重過(guò)剩，致使?fàn)t膛溫度降低，排煙量增大，帶出熱量增加，也就是排煙熱損失增加。最好的做法是，在盡可能保證燃料得到充足的氧氣而完全燃燒的前提下，使過(guò)量空氣系數(shù)愈低，燃燒愈經(jīng)濟(jì)。造成空氣過(guò)剩有以下幾個(gè)原因： (1) 爐排下部的風(fēng)室隔斷不嚴(yán)，各風(fēng)室互相串風(fēng)。 鏈條鍋爐燃料的燃燒過(guò)程，是沿鏈條長(zhǎng)度方向分布的。在爐排前部和后部不進(jìn)行激烈的燃燒，需要少量的空氣；而中部主燃區(qū)則需要大量空氣。現(xiàn)代鍋爐的分室送風(fēng)技術(shù)是在鏈條下面分成幾個(gè)風(fēng)室，各個(gè)風(fēng)室之間裝有隔板，每個(gè)風(fēng)室可以獨(dú)立調(diào)節(jié)風(fēng)量，保證燃燒良好。如果爐排下部的風(fēng)室隔斷不嚴(yán)，各風(fēng)室互相串風(fēng)，或者爐排兩側(cè)密封不嚴(yán)，就不能按照在鍋爐內(nèi)的燃燒過(guò)程合理地分配空氣量。需要空氣的區(qū)段得不到足夠的空氣，而不需要空氣的區(qū)段卻大量進(jìn)入空氣，從而大大影響其合理配風(fēng)的有效性。 **紙業(yè)有限公司鍋爐改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 18 (2) 鍋爐煙氣系統(tǒng)的漏風(fēng)，主要發(fā)生在鍋爐排放爐渣的部位。這種情況比較普遍，也很嚴(yán)重。目前大部分鍋爐出廠時(shí)安裝了機(jī)械除渣設(shè)備，但安裝不正確，比如雖安裝了鏈板除渣器，但沒(méi)有用渣斗插入水封中；有些鍋爐出廠時(shí)就沒(méi)安裝除渣器，甚至不配除渣門，鍋爐使用單位就做一個(gè)簡(jiǎn)易出渣門，或用鋼板臨時(shí)堵一下除渣口，這樣做的效果很差，不能起到隔絕空氣的作用。 (3) 應(yīng)當(dāng)指出的是鍋爐本體的漏風(fēng)，爐墻漏風(fēng)也很普遍，但還不為人們所重視。鍋爐爐墻砌體一般是各類耐火磚、紅磚墻及保溫磚等，其本身氣密性就差，再加上耐火磚縫的耐火泥都是塑性的，這些都會(huì)導(dǎo)致鍋爐爐墻漏風(fēng)。尤其是快裝鍋爐的爐墻較薄，如果爐墻砌筑不 好，鍋爐漏風(fēng)量將會(huì)很大；由于鍋爐整體剛性較差，鍋爐在運(yùn)輸和吊裝過(guò)程中爐墻磚縫就會(huì)松動(dòng)而漏風(fēng)。 (4) 鍋爐燃燒調(diào)整的操作技術(shù)較差，造成風(fēng)量配置不當(dāng)。 上面已經(jīng)提到，煤在爐排上的燃燒是分段、分區(qū)進(jìn)行的。煤在預(yù)熱干燥時(shí)，可以完全不需要空氣；在揮發(fā)分析出區(qū)，有一部分可燃性氣體已經(jīng)開(kāi)始燃燒，因此需要供給少量空氣；揮發(fā)分和焦炭的燃燒區(qū)域是燃燒的主要部分，需要送人大量的空氣。所以機(jī)械化層燃鍋爐的合理操作，在于煤的不同燃燒過(guò)程供給不同的空氣量，分段送風(fēng)門的實(shí)際開(kāi)度要經(jīng)常隨爐排速度、燃煤粒度、水分的變動(dòng)及火床面上的燃燒情況 加以調(diào)整。層燃鍋爐操作技術(shù)水平的高低，表現(xiàn)在是否能按煤的燃燒各區(qū)段正確調(diào)節(jié)空氣量，所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鍋爐操作人員的節(jié)能技術(shù)培訓(xùn)，提高操作技能，以降低空氣系數(shù)。 (5) 鍋爐儀表配備不夠齊全或老化。 **紙業(yè)有限公司鍋爐改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 19 一般的小鍋爐所配備的儀表除壓力表、水位計(jì)、溫度表外，大都沒(méi)有安裝氧量表或者空氣過(guò)剩系數(shù)表或者安裝后使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)有及時(shí)維護(hù)，這對(duì)鍋爐操作人員現(xiàn)場(chǎng)控制空氣系數(shù)帶來(lái)很大的限制。 爐渣含碳量 爐渣含碳量主要用于反應(yīng)鍋爐的機(jī)械不完全燃燒熱損失。它是指一部分燃料進(jìn)入鍋爐以后，沒(méi)有參與燃燒化學(xué)反應(yīng)，就隨著各種途 徑帶出爐外面而造成的熱能損失。對(duì)層燃爐來(lái)說(shuō)，機(jī)械不完全燃燒熱損失是最大的損失項(xiàng)，可達(dá) 15%～ 20%以上。 造成爐渣含碳量高的原因很多，主要有以下幾點(diǎn)： (1) 在機(jī)械化層燃爐 (鏈條爐、往復(fù)爐 )中，燃煤水分和揮發(fā)分對(duì)煤炭著火的快慢和燃燒溫度的高低有顯著的影響，另外煤粒度過(guò)大，或原煤未經(jīng)洗揀都會(huì)造成煤炭燃燒不完全。煤炭水分過(guò)大，會(huì)造成煤著火延后；煤炭的揮發(fā)分高，就容易著火燃燒，反之就不易著火，所以燃用煤炭水分過(guò)大或者揮發(fā)份較小的煤種，因著火推遲，最后導(dǎo)致在整個(gè)燃燒過(guò)程結(jié)束時(shí)，煤炭來(lái)不及完全燃燼，造成爐渣含碳量 超標(biāo)。 (2) 鍋爐運(yùn)行參數(shù)調(diào)整不合理，主要包括煤層厚度、進(jìn)煤速度、風(fēng)煤配比等。機(jī)械化層燃爐煤層過(guò)厚，燃煤不易燒透，造成燃燒不完全；進(jìn)煤速度太快，燃煤還沒(méi)有完全燃燒就已經(jīng)到達(dá)爐排末端，被排出爐膛；煤風(fēng)配比不合適，不能根據(jù)煤層厚度、爐排速度和煤的燃燒情況，適當(dāng)調(diào)整送風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度，以保證提供充足的氧氣供煤炭充分燃燒，使?fàn)t渣含碳量增加。 (3) 爐膛溫度過(guò)低。爐膛溫度的高低是燃料燃燒好壞的重要因素。過(guò)低的爐膛溫度不能維持爐膛內(nèi)良好的燃燒。為了保證爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定，爐**紙業(yè)有限公司鍋爐改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 20 膛出口的溫度不宜低于 800℃ 。爐膛溫度偏低是目 前工業(yè)鍋爐運(yùn)行中較為普遍的問(wèn)題。造成的原因除了漏風(fēng)嚴(yán)重和風(fēng)量配置不當(dāng)外，助燃拱的型式、低負(fù)荷、爐膛水冷系數(shù)過(guò)大等也是造成爐膛溫度低的主要因素。 (4) 鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，如爐膛太小，造成熱負(fù)荷低，使燃燒不良；前拱幾何形狀及高度不適，使著火點(diǎn)推遲；后拱過(guò)高或過(guò)短使余煤不能燃燼。 爐渣含碳量在一定程度上代表了煤炭燃燒的完全程度，是反映鍋爐節(jié)能運(yùn)行狀況的重要指標(biāo)。雖然爐渣含碳量并不能絕對(duì)地反映出鍋爐熱效率的高低，但在實(shí)踐中經(jīng)常注意爐渣的色澤，是監(jiān)督鍋爐運(yùn)行的重要手段。我們可以排除不良因素，提高鍋爐運(yùn)行的熱效率 。 爐體外表面溫度 爐體外表面溫度主要反映鍋爐的散熱損失。由于鍋爐爐墻、金屬結(jié)構(gòu)及鍋爐范圍內(nèi)的煙風(fēng)道、汽水管道、聯(lián)箱等外表面高于周圍環(huán)境溫度，致使向周圍環(huán)境散失的熱量，叫做散熱損失。鍋爐散熱的大小主要取決于單位鍋爐的容量相對(duì)表面積的大小和外壁溫度，外壁相對(duì)面積越大，外壁溫度越高，向周圍環(huán)境的散熱量也越大。對(duì) ≤35 t/h 的工業(yè)鍋爐，散熱損失大約占總的輸入熱量的 l%～ %。從具體因素來(lái)看，爐體外表面散熱損失主要取決于以下幾點(diǎn)： (1)鍋爐容量的大??； (2)是否布置尾部受熱面； (3)爐 墻的保溫絕熱狀況； (4)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行安裝維修水平。 在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是，鍋爐墻體年久失修已經(jīng)損壞，保**紙業(yè)有限公司鍋爐改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 21 溫層沒(méi)有及時(shí)維修更換，都會(huì)造成爐體外表面溫度超標(biāo)；或者雖然整體爐墻外表面溫度未超標(biāo)，但爐墻的部分區(qū)域嚴(yán)重超標(biāo)，這些情況下都應(yīng)當(dāng)對(duì)保溫層進(jìn)行檢修，選用先進(jìn)的保溫材料，以降低散熱損失。 熱效率 熱效率是鍋爐的綜合指標(biāo)，體現(xiàn)了鍋爐作為一個(gè)能源轉(zhuǎn)換設(shè)備的綜合性能。對(duì)鍋爐的熱效率進(jìn)行分析，主要可以從以下四個(gè)方面入手。 (1) 鍋爐設(shè)備本身的問(wèn)題：如爐膛設(shè)計(jì)不合理、受熱面積灰與結(jié)垢、爐 墻漏風(fēng)、輔機(jī)配套、水處理設(shè)備不合格等。 (2) 操作運(yùn)行方面的問(wèn)題：如司爐人員的操作水平、鍋爐房管理和規(guī)章制度的完善程度等。 (3) 生產(chǎn)安排上的問(wèn)題：主要表現(xiàn)在鍋爐負(fù)荷的變化、檢修是否及時(shí)等。 (4)燃料方面的問(wèn)題：鍋爐實(shí)際用燃料規(guī)格、品種與設(shè)計(jì)的相差較大等。 以上這些問(wèn)題在鍋爐熱效率及各項(xiàng)損失中均得到反映。實(shí)際上影響鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的各個(gè)因素又互相影響，最后反映在熱效率上。因此對(duì)以上幾個(gè)問(wèn)題的分析，可以從各項(xiàng)熱損失入手，進(jìn)行系統(tǒng)的分析，找出問(wèn)題的主要矛盾并加以解決。 改造方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)運(yùn)行量 兩臺(tái)鏈條鍋爐 改為一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐， 設(shè)計(jì)運(yùn)行量為 50T/h，熱 效率80%以上。 鍋爐改造爐型的選擇 **紙業(yè)有限公司鍋爐改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 22 本次鍋爐改造結(jié)合了公司的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)調(diào)研，最后決定將鏈條鍋爐改為循環(huán)流化床鍋爐。 循環(huán)硫化床鍋爐的核心結(jié)構(gòu)是由密相區(qū)、稀相區(qū)、分離器及反料器組成的循環(huán)燃燒體統(tǒng)，燃燒進(jìn)入密相區(qū)與空氣混合，流化并燃燒， 熱的高溫?zé)煔鈹y帶大量正在燃燒的固體顆粒沖刷稀相區(qū)，一邊燃燒，一邊將燃燒釋放的熱量傳遞給其中的受熱面，加熱其工質(zhì)（水），未燃盡的固體顆粒進(jìn)入分離器，被收集下來(lái)，通過(guò)反料器 重新送入密相區(qū)，反復(fù)循環(huán)燃燒，從而大幅度提高燃燒效率和脫硫效率，燃燼的固體細(xì)小顆粒隨高溫?zé)煔馓右莩龇蛛x器，沖刷對(duì)流受熱面和尾部受熱面，經(jīng)除塵器除塵后排入大氣。 循環(huán)硫化床的工作原理，決定其有如下燃煤技術(shù)難以比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)： ① 效能顯著， 熱效率高 煤的燃燒效率可達(dá) 96~99%，石灰含碳量?jī)H為 2%左右，鍋爐熱效率可達(dá) 85%左右，比國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提高 15 至 20 個(gè)百分點(diǎn)。 ② 煤種適應(yīng)性廣 熱值在 3000—7000Kcal/kg 的煙煤，貧煤、無(wú)煙煤、褐煤在同一鍋爐內(nèi)均可穩(wěn)定、高效燃燒，并可摻燒矸石、造氣爐渣及層燃燒爐 爐渣，既便是三高（高灰分、高水分、高硫分）三低（低揮發(fā)份、低發(fā)熱份、低灰溶點(diǎn)）燃料，也能在其中高效燃燒。 ③ 負(fù)荷調(diào)節(jié)性好 可在 25%~110%負(fù)荷范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，無(wú)論高低負(fù)荷，其燃燒效率均能保持較高的值；負(fù)荷調(diào)節(jié)速度較快，平均沒(méi)分鐘可達(dá) 5%。 ④ 清潔燃燒，環(huán)境保護(hù) **紙業(yè)有限公司鍋爐改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 23 循環(huán)硫化床燃燒溫度僅在 850℃ ~950℃ 左右，屬底溫燃燒，同時(shí)采用分級(jí)燃燒，空氣沿燃燒流向從不同高度送入，燃燒室處于還原氣氛，因而該技術(shù)在環(huán)保方面有三大好處。 ＊燃料中摻加石灰石，可經(jīng)濟(jì)脫硫， Ca/S 摩爾比為 ~2 時(shí)，脫硫效率可達(dá) 84%左右。 ＊ NOX 的排放量控制在 200ppm 以下。 ＊爐渣活性好，含碳量低，可作為水泥熟料及建筑材料。 ⑤ 點(diǎn)火方便，壓火時(shí)間長(zhǎng) 循環(huán)硫化床鍋爐容積熱負(fù)荷較高，其密相區(qū)截面積僅為傳統(tǒng)硫化床的3/1~2/1，同時(shí)密相區(qū)為絕熱室，因此點(diǎn)火方便快捷，壓火時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá) 20小時(shí)。 ⑥ 結(jié)構(gòu)緊湊，維修量少 由于循環(huán)硫化床鍋爐機(jī)械傳動(dòng)件很少，同時(shí)無(wú)埋管受熱面，所以可從根本上消除爐排傳動(dòng)的故障和埋管磨損，減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。 改造的技術(shù)方案和措施 ⑴ 通過(guò)采用循環(huán)流化床技術(shù)對(duì)鏈條鍋爐進(jìn)行改造，改造后產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，鍋 爐本體由鍋爐、水冷系統(tǒng)、過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器、鋼架、平臺(tái)扶梯、爐墻、外護(hù)板、燃燒設(shè)備、給料裝置、點(diǎn)火裝置、分離返料裝置等組成。鍋爐設(shè)計(jì)符合《蒸氣鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（ 1996）和JB/T10094—2020《工業(yè)鍋爐通用技術(shù)條件 》。 ⑵ 改造后鍋爐參數(shù)及相關(guān)指標(biāo)如下。 額定蒸發(fā)量： 50t/h **紙業(yè)有限公司鍋爐改造項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 24 額定蒸汽壓力： 額定蒸汽溫度： 450℃ 鍋爐設(shè)計(jì)熱效率： ％ 鍋爐實(shí)測(cè)熱效率： 86％ 給水溫度： 105℃ 設(shè)計(jì)燃料： 煙煤 入爐煤粒度： 0～ 10mm； 脫硫石灰石粒度： 0～ 1mm. 煤耗量： 噸 /t 蒸汽 ⑶ 改造過(guò)程中通過(guò)采取以下措施，保證改造后的鍋爐出力和鍋爐效率 ① 循環(huán)燃燒系統(tǒng)由硫化床、爐壁、高溫旋風(fēng)分離器組成，硫化床、爐壁采用膜式壁結(jié)構(gòu)。煤又螺旋給煤機(jī)高位送入硫化床，燃燒所需的空氣分為一次風(fēng)（占 50—60%）、二次風(fēng)（占 40—50%），分別由一次鼓風(fēng)機(jī)和二次鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器送入硫化床。硫化床硫化速度控制在—，爐膛中硫化速度控制在 4—。在爐膛上部部分物料隨高溫?zé)煔庖?23—25m/s 的速度切入兩個(gè)直徑為 Ф2200 高溫旋風(fēng)分離器，進(jìn)入氣 —固分離；為防止高速的煙氣對(duì)膜式壁受熱的磨損，兩個(gè)煙囪間的管子全部拉入煙道保溫層內(nèi)，分離；為防止高速煙氣對(duì)膜式壁的熱膨脹，分離器進(jìn)口煙道設(shè)置高強(qiáng)度密封復(fù)合材料非金屬膨脹節(jié)，返料器料腿外設(shè)置了不銹鋼 V 型金屬