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技術文章

層燃鍋爐的節能減污管理
摘    要：本文介紹通過改造鍋爐爐膛結構、強化煤的燃燒、使用清灰劑消除結渣結焦、加強對司爐工的技術培訓和制定嚴格的規章制度等管理措施，提高了鍋爐的熱效率，減輕了環境污染，取得了良好的經濟效益和社會效益。
        關鍵詞：層燃鍋爐；爐膛結構；節能減污
        三鹿集團公司的4號鍋爐為SHL6.5t燃煤鍋爐，2003年經改造安裝了分層給煤裝置，使鍋爐的燃燒工況有了很大好轉，熱效率得到了提高，減輕了司爐工的勞動強度。但由于公司目前使用的是劣質煤，爐膛溫度依舊偏低，飛灰量大，排煙過剩空氣系數為2.6，仍然有燃燒不盡的現象。為了節能降耗，減輕環境污染，公司在層燃鍋爐的運行管理和技術改造方面采取了一系列的措施，經1年多的運行取得了明顯的效果，提高了經濟效益。
        一、改造爐膛結構，強化煤的燃燒
        鍋爐原爐拱是傳統的拋物線型前拱、短而高的后拱。在使用劣質煤種的情況下，前拱引燃作用不足，強化混合能力不夠，著火明顯推遲，高溫區后移，爐膛溫度低，不利于煤的引燃和燃盡。作為對流拱的后拱強化引燃、輸送高溫煙氣至前拱區的能力較弱，使著火區更加后移，進一步降低了爐膛溫度。為此采用了對流型拱型，將前拱的拋物線型改為上傾段與直段結合的組合拱，加強其熱輻射和引燃作用。加長并適當降低后拱，增加了后拱的傾角，使后拱與水平面成20。左右夾角。改造后的前后拱覆蓋率增大，增加了爐排前區和中區的輻射熱量，增加了可燃氣體的揮發量，后拱的位置下降，加大傾角使鍋爐后部的高溫煙氣向前反射的能力和擾動能力增強，使飛灰的較大顆粒落下重新燃燒，燃燒更加充分，降低了煙塵的排放，提高了鍋爐的熱效率。
        二、消除結渣、結焦，改善熱交換條件
        為了減少結渣、結焦，改善熱交換條件，我們在燃煤中使用了清灰劑。未使用清灰劑以前，鍋爐爐膛內結焦速度比較快，影響了鍋爐出力，并且結焦的清理難度大。結焦容易腐蝕鍋爐管壁，降低鍋爐的使用壽命，特別是鍋爐的管壁集灰嚴重可造成局部溫度升高，導致焊管危險事故的發生。
        清灰劑的主要成分是除渣劑、除灰劑、催化劑、防腐劑。進入爐膛的清灰劑在高溫下發生升華分解，和鍋爐受熱面上的焦、渣接觸并滲透到受熱表面，發生微爆反應，使焦、渣分解、脫落，并能助燃，減少和防止煙垢的生成。這樣就可保持鍋爐受熱面的清潔，改善熱傳遞的效果。同時減輕鍋爐受熱面的腐蝕程度，延長鍋爐壽命，保證鍋爐的**、經濟運行。結焦由使用清灰劑前的黑色變為褐色，由致密變為疏松，呈蜂窩狀，易于清理。
        三、提高司爐工的技術水平和操作技巧
        人的因素是影響鍋爐正常運轉的重要因素，司爐工的技術水平直接影響鍋爐的能耗和污染狀況。公司在日常工作中加大了對司爐工的技術培訓，主要在以下幾個環節加強了對他們的指導。
        1．控制燃煤的水分和粒徑
        在分層燃燒過程中，燃煤的水分大小對鍋爐燃燒效果有著重要影響。水分過高，使煤在爐內的干燥時間加長，爐溫降低，同時燃煤黏度增大，容易糊堵篩孔，不利于分層。水分過低，雖然有利于燃煤分層，但是容易造成煤屑被風吹走，或從爐排下漏，造成漏煤損失。適當的水分能使粉煤和塊煤粘結起來，減少爐排的漏煤和鍋爐飛灰，同時燃煤中的水分析出時可使粘結性強的煤粒間隙增大，減小通風阻力。因此，司爐工要能夠掌握根據煤的顆粒度控制燃煤水分的技術。根據實踐經驗和有關資料，要求燃煤中的水分含量一般控制在8%-10%。顆粒度大的水分含量可小些，顆粒度小的水分含量可大些。煤的顆粒不宜過大或過小，小于6mm的煤粉*好不要大于50%。而大于40mm時可能造成大煤塊的不完全燃燒或卡死傳動裝置，此時必須對煤塊進行破碎。
        2．進風量和進煤量的調節
        風量大小的調節是衡量司爐工技術水平的重要標志之一。在分層燃燒過程中，由于煤層下部煤粒之間間隙較大，通風性能較好，鼓風機的風量可適當減少。為保證燃燒狀況的良好，必須對燃燒進行合理配風，沿爐排橫向均勻送風，沿爐排縱向分段配風，根據不同的燃燒階段配送不同的風量。調節的方法：鍋爐在正常燃燒狀態下，先減少鼓風機風量，排煙溫度隨即上升，當該溫度上升到接近設計值時，即為合適的鼓風量。然后再根據爐膛負壓，調節引風機風量，使其相互匹配，做到“三看一控制”，即一看爐膛火焰的顏色，二看煙氣，三看排渣色，一控制為控制爐膛的負壓。
        節煤是分層燃燒技術*大的特點。在負荷變化不大的情況下，進煤量應適當減少。調節進煤量的方法有兩種：一是調節爐排速度，二是調節煤層厚度。降低爐排速度的方法對量的控制不準確，又會影響鍋爐的運行狀況及爐渣含碳量，因此一般不采用，而采用減少煤層厚度的方法，司爐工根據燃煤的煤種、煤質、揮發量、顆粒度來調節煤層的厚度。根據經驗，應用分層燃燒技術可節煤10％左右，因此在燃用現有煤種的情況下，煤層厚度減少lcm仍可保證鍋爐出力。
        四、建立嚴格的操作規章，提高司爐工責任心公司為嚴格管理制定了完善的操作規程和獎懲制度，堅持“以產定耗，節能有獎，超耗懲罰”制度，提高司爐工的責任心和節能減耗意識。打破了“燒好、燒壞一個樣；節約、浪費一個樣；人人工資一個樣”的“大鍋飯”現象。公司要求司爐工主動堅持“勤觀察、勤調節、勤檢查”的操作方法，動力部門實行了煤汽比例指標的控制和考核制度，促使他們主動加強設備的日常保養和基礎管理。例如，在執行這些規定后，司爐工主動加強了對鍋爐異態過程的操作，采用節能操作法在點火升爐過程中可比習慣性操作節煤0.3~0.4t，停爐過程的節能操作法可比習慣操作法節煤1t左右。
        五、改造效果
        通過上述一系列的節能、減污改造和技術管理措施的執行，大大改善了鍋爐的工況，提高了熱效率，降低了污染程度。經測定，燃用低位發熱值20.5MJ/kg的煤時，熱效率達到了78%，排煙溫度降為195℃，過剩空氣系數為2.28，爐渣的含碳量降為16.29%，鍋爐出力*大為8.12t/h，排煙灰濃度由230mg/m3，降低到130mg/m3 。

參考文獻：
[1] 李平．KZL4-13鍋爐節能消煙改造[J]．節能，2001,(8):30-31.
[2] 金波．SHL-20-13-A鍋爐爐拱的改造[J]節能，2000,(8):36-37.
[3]呂劍明．鍋爐高效清灰劑在鏈條爐上的應用團．應用能源技術，2000，(5):31-32.