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鏈條爐排鍋爐節能綜合治理改造

  工業鍋爐中,鏈條爐排鍋爐是當前工業生產中常見的煤炭鍋爐形式之一,其在工業生產中有著不可忽視的作用。在工業鍋爐的使用中,由于鏈條爐排鍋爐的固體在燃燒過程中不能夠完全燃燒而造成的熱損失,其中包括飛灰,爐渣和漏煤中的未燃盡的各種參會所造成的影響和損失因素,為了盡可能的降低這種損失和影響,達到節能減排、提高經濟效益的目的,對鏈條爐排鍋爐進行綜合治理是不可忽視的過程。

  1使用現狀

  1.1多數鍋爐房運行管理及操作人員水平偏低且節能減排意識淡薄

  許多單位工業鍋爐房的管理工作一直沒有被真正重視起來,由于鍋爐容量小,加之管理操作人員節能減排意識淡薄,運行管理人員及操作人員在單位和社會被重視程度偏低。這種現狀是導致我國燃煤鏈條爐排鍋爐平均運行熱效率只有65%左右(落后于先進水平15~20個百分點)的主要原因之一,也是節能減排工作面臨的最大困難之一。

  1.2燃用的煤質大多不適合鏈條爐排鍋爐使用

  目前,我國燃煤鏈條爐排鍋爐普通使用未經篩選的原煤,存在著小于3mm顆粒度的粉煤比例大,大于25mm顆粒度甚至大于40mm顆粒度的塊煤也占相當的比例;一些地區還存在著燃用低發熱值、低揮發分、低灰熔點的煤種;煤炭供應緊張時一些用戶燃煤質量極不穩定,時好時壞的現象時有發生。煤質對鍋爐燃燒影響很大,其與鏈條爐排爐拱的適應性,在爐排上分布的均勻性,煤層厚度的一致性以及煤中水分的均勻性,都是影響鍋爐燃燒效果、鍋爐出力以及污染排放的重要因素,也是造成我國在用燃煤鏈條爐排鍋爐實際運行效率遠低于設計效率的另一主要原因。

  1.3鍋爐鋪機配套水平有待提高

  鍋爐輔機是保證鍋爐正常運行所必須的配套設備,有些設備對鍋爐運行效果影響較大。只有配套輔機的各項功能得以保證,鍋爐的正常運行才能順利實現。目前,大多數工業鍋爐房在配套輔機設備方面還存在著許多不足,如:很多鍋爐房沒有碎煤設備或有碎煤設備但碎煤能力不足;一些鍋爐房對燃煤加水的效果不理想;還有一些鍋爐房上煤系統不能保證燃煤在整個爐排面上按需要的厚度均勻分布;其他的配套輔機設備也有不同程度的問題存在。這對工業鍋爐的正常運行十分不利,也是造成燃煤鏈條爐排鍋爐的正常運行十分不利,也是造成燃煤鏈條爐排鍋爐實際運行水平普遍不高,鍋爐效率低、煤耗高、污染嚴重的重要原因。

  2節能綜合治理改造措施

  2.1制定改造方案,對復雜方案可分部實施

  工業鍋爐的運行管理、操作水平以及鍋爐主機、配套輔機使用條件等方面,若存在不足和缺陷都可能導致鍋爐運行效果不佳。因而,工業鍋爐節能改造方案沒有統一性,更不會有某項節能技術能夠解決所有工業鍋爐存在的熱效率低、污染嚴重的問題。所以,只有針對每一臺鍋爐發現的具體問題、具體分析,才能有針對性地制定出合理的、具體的改造方案。對于復雜的問題可以在充分論證的基礎上制定一個綜合的改造方案,然后采取分部實施的辦法。一般是從簡單的、低投入的、容易實現的改造入手,視改造后的效果確定原定方案是否需要調整。有時需要對上一階段改造后取得的效果進行分析,再確定下一步的改造方案;有時通過第一階段的簡單改造,鍋爐就已經取得了滿意的效果,因而就不需要再進行其它改造。

  2.2措施及技術

  2.2.1從加強管理、強化培訓、提高操作水平入手,結合前面提到的查找問題、分析原因的工作方法,把人為因素造成的問題解決好。這樣,即使不能解決全部問題,至少也可以讓我們集中精力處理好系統上和設備上的缺陷。

  2.2.2調整煤質使煤的發熱值、揮發分、灰熔點、焦渣特征、顆粒度、濕度等指標滿足所用鍋爐的結構特點。煤質的調整大多數是用優質煤取代劣質煤,這對改善鍋爐燃燒效果是非常有效的。同時,用戶往往還會取得一定的經濟效益,是行之有效的措施之一。

  2.2.3改造上煤系統及鍋爐加煤斗,使燃煤在爐排上的分布均勻一致,這種均勻一致包括煤的發熱值、揮發分、灰熔點、焦渣特征、顆粒度、濕度、煤層厚度等各項指標。煤層均勻一致是保證燃煤鏈條爐排鍋爐良好燃燒的前提條件,并且這種改造往往只需要較少的投入,即可實現良好的效果,有時只需要改變一下操作方式就可以實現一定的效果。所以,當鍋爐煤層分布不均勻一致時,應先著手重點解決這一問題,有可能會換來大的成效。

  2.2.4燃燒效果不好時,燃煤量、灰渣量、飛灰量、煙氣量等都有可能增加,甚至超過鍋爐滿負荷正常運行時的指標,從而使相應的輔機出現"出力不足"的現象。這種現象當鍋爐燃燒問題得到解決后自然就不會存在了。因此,對于輔機出力不足的問題,可以先進行理論上的計算、校核、分析,如果理論上不存在問題,最好在解決了燃燒效果問題之后再作決定。

  2.2.5鍋爐本體的改造

  鍋爐本體結構的改造是在排除其它可能因素后,若鍋爐運行效果仍然不理想時采取的最后措施,這種改造要有專業人員參與。鍋爐本體結構的改造主要有以下幾個方面:

  (1)爐排改造是燃煤鏈條爐排鍋爐節能改造中經常進行的改造項目,尤其對于使用年限較長的老型號鍋爐,爐排可能存在配風不合理等結構問題,這時進行爐排改造對改善燃燒狀況會有一定的效果。在此問題上若原因分析不準確時,實施改造要慎重。

  (2)爐拱改造也是燃煤鏈條爐排鍋爐節能改造中經常進行的改造項目,對于使用劣質煤的鍋爐通過改造能起到改善燃燒效果的作用。爐拱改造的投入往往很大,并且改造后如果煤質再有大的變化,還可能出現新的問題。

  (3)加裝或改造二次風也在個別的改造項目上得到使用,但效果不十分理想,應謹慎進行。

  (4)加裝或改造省煤器、空氣預熱器、節能器等,這些改造主要是針對鍋爐排煙溫度過高的情況所采取的措施。這種改造要在理論計算、校核、分析后進行,否則難以起到好的效果。

  2.2.6改變鍋爐鼓、引風機調節方式

  是實現供熱鍋爐節能環保的重要環節。鍋爐鼓、引風機節電采用變頻調速。鼓、引風機傳統的調節方式是通過調節風門檔板開度來控制風量,并不節電。采用變頻調速技術后,可以通過變頻調速器改變電源的頻率,進而調整鼓、引風機的轉速,達到調節風量的目的。

  結束語

  近年來許多新技術正在開發或已被用于工業鍋爐設計及節能改造項目中。如:高溫型空氣預熱器技術、熱風節能器技術、受熱面水側防腐防垢技術、受熱面煙氣側防腐阻灰強化傳熱技術、新型爐排技術、新型爐拱技術等都在加緊進行中。采用新技術實施鍋爐節能改造時,我們既要看到新技術的優勢,也要充分考慮到新技術的風險。想通過某種新技術來解決所有工業鍋爐的節能改造問題也是不現實的。

  固定式

  爐排片一般為條狀或板狀,靠四周的框架固定安裝在爐膛或燃燒室底部。在這種爐排上只能定期由人工加煤和出渣,所以操作勞動強度大,燃燒經濟效果也差,只適于小容量的爐子如蒸發量在0.5噸/時以下的工業鍋爐。

  移動式

  有鏈帶式和鏈條式兩種。鏈帶式爐排的爐排面即鏈帶本身;而鏈條式爐排的爐排片固定在鏈條上部的支架或支座上。鏈帶式爐排和鏈條式爐排均由鏈輪帶動鏈條,使爐排片緩慢行進。煤從爐排前端的煤斗均勻下落在爐排上。煤層的厚度用一煤閘門上下起落加以調節。隨著爐排向后移動,煤由著火、燃燒直至燒盡。也有不用煤斗給煤而用拋煤機把煤拋在爐排后部而爐排向前移動的。爐排的速度依煤種和鍋爐負荷的不同由齒輪變速器加以調節。鏈條爐排運行可靠,燃燒穩定,燃料適應性廣,廣泛使用于工業鍋爐中。

  往復式 

 由一組固定的爐排片和一組往復運動的活動爐排片組成,分階梯式和水平式兩種?;顒訝t排片的往復運動將煤層逐步推向后部燃燒,因而這種爐排對煤種的適應性較廣。

  振動式

  爐排面與水平面之間有一個小的傾角,爐排片借電動機和偏心輪的作用產生定期振動。振動時燃料層不斷向爐的后部移動,使燃盡后的灰渣落入爐排端部的灰坑內。這種爐排的特點是結構簡單。

  下飼式

  一個槽形結構爐排,槽底裝有螺旋桿,通至爐外煤斗。煤從煤斗下部通過螺旋桿送入煤槽,自下而上,進入燃燒高溫區,當灰渣超過堆積角后,靠重力向兩側排出。這種爐排結構簡單,但對煤的粒度和濕度有一定要求,一般只適用于蒸發量在1噸/時以下的小型工業鍋爐。

  往復式

  是在固定式階梯爐排基礎上發展起來的一種小 型機械化爐排。具有結構簡單、制造方便、金屬耗量少及消 煙除塵效果好等特點。在小型工業鍋爐上應用較多 , 是一種 有發展前景的燃燒設備。

  往復爐排的結構形式:傾斜往復爐排、水平往復爐排和抽條往復爐排三種形式。

  傾斜往復式

  1. 傾斜往復爐排結構

  傾斜往復爐排有兩種 , 一種是較普遍的一般傾斜往復爐排 , 另一種是近幾年發展起來的水冷往復爐排。

  一般傾斜式往復爐排主要由固定爐排片、活動爐排片、傳動機構和往復機構等部分組成 , 如圖 3-23 所示。

  爐排整個燃燒面由各占半數的固定爐排片和活動爐片組 成 , 兩者間隔疊壓成階梯狀 , 傾斜 15 。 ~20 。角。固定爐排片裝 嵌在固定爐排梁上 , 固定爐排梁再固定在傾斜的槽鋼支架上。 活動爐排片裝嵌在活動爐排梁上 , 活動爐排梁擱置在由固定 爐排梁兩端支出的滾輪上。所有活動爐排梁的兩側下端用連 桿連成一個整體。

  當電動機啟動后 , 經傳動機構帶動偏心輪通過活動桿、連 桿推拉軸、連桿 , 從而使活動爐排片在固定爐排片上往復運 行。往復行程一般為 30~70mm, 煤隨之向下后方推移。電動機由時間繼電器控制 , 根據鍋爐不同負荷及煤種的要求調節 開停時間。

  水冷往復爐排主要由蝶形鑄鐵爐排片、水管擱架、傳動 機構和往復機構等部件組成 , 蝶形鑄鐵爐排片和水管擱架的。

  水管擱架由一排直管兩頭焊在集箱上 , 前后集箱分別用 聯通管和汽包聯通 , 并構成循環回路。蝶形鑄鐵爐排片嵌在 水管擱架的管子之間 , 爐排和管子接觸面涂以水玻璃調合的 金屬粉 , 并用模塊模緊 , 鍋水在管子中流動 , 使蝶形鑄鐵爐 排片得到冷卻。

  傾斜往復爐排后邊 , 有的設置燃盡爐排 ( 又稱余燃爐 排)?;以诖藸t排上基本燃盡其中的可燃物 , 然后將爐排翻 轉 , 倒出全部灰渣。由于燃盡爐排漏風嚴重 , 調風又復雜 , 所 以多改用水封灰坑 , 進行定期或連續排渣。

  傾斜往復爐排在使用揮發分多、著火快的煤種時 , 容易 在煤斗出口處燃燒 , 并從煤斗往外冒煙。為了消除這一缺陷 , 可在煤閘板處通人二次風 , 將火焰吹向爐膛。但比較徹底的 解決辦法 , 是改進煤斗下面的給煤裝置 , 使煤離開煤斗后再 經過推飼板 , 送入爐膛較深位置后再燃燒。

  傾斜往復爐排爐和鏈條爐一樣 , 為使煤順利著火和加強 爐內氣體混合 , 也需要布置爐拱。針對往復爐排的具體情況 ,一般可采用較為簡單的傾斜前拱。燒煙煤和褐煤時 , 有的不 設低而長的后拱 , 而用中拱或中隔墻來配合前拱 , 幫助新煤 著火。中拱或中隔墻 , 可以是完全豎直的 , 如圖 3-25 所示 , 也 可以是下部豎直 , 上部前傾。燒煙煤時常用豎直的后隔墻 , 有 的還設擋渣拱 , 即在后墻上伸出一段小拱 , 向燃盡區輻射熱 量 , 使灰渣充分燃盡。

  2. 傾斜往復爐排的燃燒特點

  傾斜往復爐排的燃燒情況與鏈條爐排相似 , 也采用分段送風和適當加入二次風。燃燒過程也具有區段性 , 如圖3-25 所示。煤從煤斗下來 , 沿著傾斜爐排面由前上方向后下方緩慢移動 , 空氣由下向上供應。煤著火所需要的熱量主要來自爐膛 , 先后經過干燥、干館、揮發分著火、焦炭燃燒和灰渣 燃盡等各個階段 , 都與鏈條爐排相同。

  傾斜往復爐排區別于鏈條爐排的一個主要特點 , 是爐排 與煤有相對運動。當活動爐排向后下方推動時 , 部分新煤被 推飼到已經燃著的煤的上部 , 當活動爐排向前上方返回時 , 又 帶回一部分已經燃著的煤返到尚未燃燒的煤的底部 , 對新煤 進行加熱。這種著火條件與手燒爐相近 , 而優于鏈條爐。煤 在被推動過程中 , 不斷受到擠壓 , 從而破壞焦塊與灰殼。同 時煤又緩慢翻滾 , 使煤層得到松動與平整 , 有利于燃燒。

  3. 傾斜往復爐排的優缺點

  (1) 傾斜往復爐排的優點

  1) 與鏈條爐排比較 , 適于燃燒水分和灰分較高、熱值較低 (12560kJ/kg) 的劣質煤和一般易結焦的煤。

  2) 當供給的空氣量較合理 , 漏風量少時 , 灰渣中的含炭 率一般在 18%~20%, 比手燒爐的灰渣含炭率低 5%~10%, 可以節煤和減少冒黑煙。

  3) 結構簡單 , 制造容易 , 金屬耗量低 , 耗電量較少。

  (2) 傾斜往復爐排的缺點

  1) 由于爐排傾斜 , 因而使得爐體高大。

  2) 以煤的粒度要求較嚴 , 直徑一般不宜超過 40mm, 否則難以燒透。

  3) 高溫區爐排片長期與赤熱煤層接觸 , 容易燒壞。

  4) 對鍋爐負荷變化的適應性較差 , 僅適用于蒸發量40t/h 以下的鍋爐。

  5) 漏煤較嚴重。 為了克服傾斜式往復爐排爐體高大的缺點 , 已向水平式往復爐排改進 , 并收到了一定的效果。


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