燃褐煤往复炉排锅炉的设计特点（可编辑）.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流燃褐煤往复炉排锅炉的设计特点（可编辑）.精品文档.燃褐煤往复炉排锅炉的设计特点第 期锅 炉 制 造 .年 月文章编号:? ? ?燃褐煤往复炉排锅炉的设计特点袁福林长春市合心锅炉制造有限公司,吉林长春摘 要:通过对褐煤在往复炉排上燃烧特性的分析,有针对性地进行炉排选型、炉膛及炉拱设计、一次风机与二次风机的选取、运行操作,实现褐煤在往复炉排上的高效燃烧。关键词:褐煤燃烧特性分析;炉膛及炉拱设计;一、二次风机选取;运行操作中图分类号: 文献标识码:“ . ., ,: ,、 、 , . : ; ;布置,基建投资大;流化床锅炉用煤粒度要求一般引 言为

2、,因此要有专门的粉碎筛分设备;另外褐煤具有水份高,热值低,易结焦的特点,在 流化床锅炉的埋管和炉墙磨损速度快,大修周期我国内蒙,黑龙江,山东等局部地区褐煤储量较 短;流化床锅炉一般要选用双级除尘设备,且排放的灰尘大。在有些地区干脆不允许使用流化床锅大,与烟煤相比,其价格低很多。 以 年 炉。因此若能够在往复炉排上高效地燃烧褐煤,月份,内蒙古自治区海拉市为例,收到基低位发热此类往复炉排锅炉必将有很大的市场需求。值为 / 的二类烟煤到用户锅炉房的价格约为 吨,而收到基低位发热值为褐煤在往复炉排上的燃烧特性分析/ 的褐煤到用户锅炉房的价格约为褐煤的燃烧也是先后经过水份析出、挥发份析吨 。而且在一些褐

3、煤主产区,在烟煤与褐煤差价利益的驱动下,逐渐采取措施大量外运褐煤。 出及燃烧、固定碳的燃烧及灰渣层的形成几个阶段。随着我国国民经济的快速发展,煤碳需求逐年增 由于褐煤一般含水量很高 全水分约 % % ,加。锅炉用户从降低燃料成本考虑,当量热值相 因此褐煤的水分析出阶段要将煤中所含水份从室温人炉煤的温度,有的比室温还低 加热至 ,煤同时价格低的煤种是首选。以往燃烧褐煤一般均采用流化床锅炉,流化 中水份也要先后经历从室温到饱和水的吸热床锅炉能够高效地燃烧褐煤。从运行费用看,流 过程,再从饱和水变为饱和水蒸汽的吸收汽化床锅炉电耗大,且流化床锅炉的锅炉房需双层 化潜热的吸热过程,后一吸热过程的吸热量大

4、约为收稿日期:? ? 作者简介:袁福林 一 ,男, 年毕业于吉林工学院,大专学历,工程师,公司总工程师,毕业后一直从事锅炉设计工作。第 期 袁福林:燃褐煤往复炉排锅炉的设计特点前一过程所需热量的 倍左右。 此,往复炉排燃烧褐煤时,一次风机,二次风机的褐煤的挥发份含量很高,根据我们掌握的资 选取是个关键技术。料,褐煤的干燥无灰基挥发份含量一般在 % 挥发份只有完全燃烧才能将妻 量全部释放出%,而且干燥无灰基氢含量一般在 % 来,比如碳燃烧不完全而生成一氧化碳,将有%,单位质量的氢的低位发热值约是纯碳的 %的热量没有释放出来,而且有时会造成可燃倍,因此初步估算,褐煤燃烧所放的热量中有约 质热解析出

5、碳黑致使锅炉冒黑烟,造成锅炉环保%一 %的热量是由挥发份燃烧释放出来 不达标。要使挥发份完全燃烧要满足 个条件。的,远大于固定碳燃烧放出的热量。密度较轻 即高温条件;氧气浓度;氧气与可燃气体的均匀、的挥发份组份一般在左右就开始燃烧放 强烈的混合;可燃气体在炉内的停留时间。我们热。由此可知,挥发份的析出需要热量,且挥发 采用一种叫做“内置旋流二次风燃劣质燃料的高份的完全燃烧也需要一定的着火热。褐煤燃烧产 温蓄热式组合炉拱” 发明专利申请号:生的热量主要由挥发份在炉膛空中燃烧而产生, 可以同时满足上述 个条件。而在炉排上固定碳燃烧所产生的热量一般不超过 对于较大吨位的锅炉,由于炉排较长,可以采%的

6、份额。 用带倾角的炉排结构,这对于顺利推煤和有效破焦,对提高燃烧效率和锅炉稳定运行十分有效。由以上分析可知,炉排前二分之一的部分几乎不存在固定碳的燃烧过程,而且这个阶段在炉 燃褐煤往复炉排锅炉尾部受热面可不布置省排面上几乎不放热,在这个阶段还要吸收大量的 煤器,而布置铸铁式空气预热器。因为煤中含水量高,排烟处烟气中水蒸汽分压大,烟气中水的饱热用于水份的析出、挥发份的析出及预热。入炉生煤的预热是在炉排面上进行的,因此要采取措 和温度升高,龙其负荷偏低时,尾部受热面的腐蚀施促进水份析出、挥发份析出过程及早实现,这样 问题较突出。采用铸铁空气预热器可解决腐蚀和才能为及早着火及挥发份的析出及燃烬以及固

7、定 磨损问题,经过热力计算合理确定各级受热面面碳的燃烬及降低灰渣含碳量创造有利条件。 积后,可以用铸铁空气预热器只加热二次风,一般往复炉排由于其特殊的将煤向前推进方式。 二次风温度可达到以上,这对挥发份的完煤层不断地上下翻滚,前端位于煤层底层的煤在 全燃烬十分有利。有利于提高锅炉的热效率并加强炉内消烟除尘的效果。下一往复行程中就可能被推到位于煤层的上层。这样炉内的炉拱、炉墙及高温烟气对新人炉生煤 挥发份的完全燃烧需要空气与挥发份气体的均匀混合与强烈的扰动,这样才能加快挥发份在的传热传质过程较链条炉排要强烈得多,它对于煤中水份及挥发份的快速析出、预热、及早着火将 空间燃烧的传热传质过程。这就要求

8、二次风有一创造十分有利的条件。而且在炉排的后半部分固 定高的风速,一般要达到 / 以上,这样二次定碳燃烧阶段,由于往复炉排所具有的这种很强 风才能有足够的穿透力。对于较大吨位的锅炉,的拨火性能,对急时拨掉包裹在可燃碳粒上的灰 二次风要有一定的厚度,即沿烟气上行的高度方层,加快碳粒的传热传质过程,提高碳粒的燃烧效 向要布置几排的二次风喷嘴,这样二次风才更有刚度,使大量挥发份气体与空气的混合体能够旋率将起到十分积极的作用。转起来,这可延长挥发份气体在炉内高温区的停由以上分析,炉排前二分之一长度内,炉排底下理论上讲不需要送风。因为此段是吸热过程, 留时间,更能促进挥发份的快速燃烬。因为上述的挥发份的

9、完全燃烬过程一般在前后拱之间的组不需要空气。相反,若送进空气反而会降低此段炉排上燃料烘干及挥发份析出的速度。由于此段 合中拱内完成,此处燃烧放出大量的热也对入炉基本不放热,煤层就起到了保护炉排片的作用。 生煤的快速析出水份和挥发份起到加速的作用。固定碳的燃烧一般在炉排后半段进行,而且燃褐煤往复炉排锅炉的设计思路固定碳燃烧放热量占褐煤燃烧总放热量的不到%。因此理论上,一次鼓风量应不大于锅炉燃 依据上述分析,往复炉排在燃料预热阶段可使煤层沿高度方向上下翻滚,这有利于炉墙、炉烧所需总风量的 %。而二次风的风量应不小于锅炉燃烧所需总风量的 %。少量过多的一 拱、高温烟气对人炉生煤的加热,可促使煤中水份

10、次风混在烟气中可用于挥发份在空中的燃烧。因 和挥发份的快速析出。另外,往复炉排较强的拨? 锅 炉 制 造 总第 期火性能,可促进煤层的传热传质过程;往复炉排可 空气,并要求二次风有一定的穿透力。因此要根有效拨去包裹在可燃碳粒外表层的灰,促进碳粒 据褐煤的燃烧特点,合理选取一次风机和二次风与空气充分接触,使碳粒自外向内逐渐完成燃烧 机是确保褐煤在层燃炉上高效燃烧的一项关键技及灰层脱落而向里层进一步燃烧的过程。上述作 术。另外,一次风机和二次风机最好都用变频调用是链条炉排所无法比拟的。因此,在采用层燃 节,这样可以根据煤质波动时做到比较精准的调方式燃烧褐煤时,在燃烧设备的选取上,要选用往 节,使燃

11、烧工况达到最佳状态,同时可以节煤节复炉排。 电。一般一个采暖季,所节约的煤耗,电耗即可与一 一般对于大于等于 吨/时的锅炉,应选用倾 ,二次风机所增变频设备初投次相抵消。斜往复炉排。倾斜角度一般从 度到 度不等, 目前,国内几家大型炉排生产厂家,可以把倾斜角度要依据锅炉容量大小、煤层厚度 取决/ 蒸发量的往复炉排做成单床的而且可以可于煤的发热值 、煤中灰的成份、灰熔点决定。 靠稳定地运行。 / 容量的往复炉排可以采用燃烧上要针对以上褐煤的燃烧及放热特性, 两床结构的, / 容量的往复炉排可以设计为合理设计锅炉炉膛,合理设计锅炉的前拱、后拱、三床的且均可以稳定运行。炉排专业生产厂在往中拱。要创造

12、有利于褐煤及早析出水份和挥发复炉排的有效清灰、耐高温铸件、机械传动、减少份、挥发份与空气充分混合及燃烬的空气动力场。 漏煤、可靠冷却等方面均有一些有效措施。因此彻底解决褐煤着火点后移及燃烧效率不高的问 在燃褐煤往复炉排锅炉大型化方面,往复炉排是题。 有可靠保证的。合理设计二次风装置。二次风装置应布置在燃褐煤往复炉排锅炉的运行操作中拱内,且二次风应为高速旋流形式的。合理选择一次风风量及风压,二次风风量及风压。合理依据褐煤在层燃炉上的燃烧特性,在运行操选择二次风的风速。随锅炉容量的的增大,要注 作上,要注意如下几点。意二次风的刚度也应增加,这样才能保证其有炉排前二分之一部分一般不送风。足够的穿透力

13、,确保挥发份与空气的均匀混合当所燃褐煤的收到基灰份较小时,可在所和充分扰动。从而提高挥发份的燃烧效率,有 燃煤中少量掺些高灰份的劣质烟煤,此举是为保效解决挥发份因不能完全燃烧导致挥发份的裂证,所燃褐煤灰份较小时,在炉排后半段即固定碳解成碳黑及锅炉冒黑烟问题。从根本上提高锅 燃烧阶段,确保在炉排面上有一定的灰层厚度,以炉燃烧效率,从而提高锅炉热效率,为锅炉用户 有效地防止炉排片被烧坏。节煤节电。依据锅炉负荷、煤质成份变化情况及时调尾部受热面布置铸铁空气预热器,铸铁材质 整一次风,二次风的风压和风量,通过观察炉膛内可有效解决低温腐蚀和磨损问题。可使空气预热 火焰颜色、炉膛温度、灰渣颜色判断当时的燃

14、烧工器只用于加热二次风,经热力计算可将二次风温 况。度提高至 以上,这对加快挥发份的燃烬及燃褐煤往复炉排锅炉用煤的粒度可参照入炉生煤的预热十分有利。一次风采用冷风,一 链条炉排用煤技术条件中用煤粒度的相关要般只送在炉排后半部分,此段为固定碳燃烧放热求。这对于确保炉排均匀布风、提高燃烧效率均区,此段送冷风,有助于此段炉排片的冷却,提高 很重要。锅炉运行可靠性。结束语依据计算,合理选择一次风的风量和风压,二次风的风量和风压。并依据上述参数选取一次风依据褐煤在往复炉排上的燃烧特性,有针对机和二次风机。依据褐煤在层燃炉上燃烧特性的 性地进行燃烧设备选型、炉膛及炉拱设计、一次风分析,炉排前二分之一部分几乎没有固定碳的燃 机与二次风机的选型、科学的运行操作,完全可能烧,而且此段位于炉排上的燃料处于吸热阶段,是 实现褐煤在往复炉排上的高效燃烧。这对解决我大量水份和挥发份集中析出的阶段,此段送冷风国能源短缺问题,有效降低锅炉用户的燃料成本、反而不利于上述析出过程的尽快完成。而挥发份节能减排都是大有裨益的。的燃烧大部在中拱处空中完成,此处需要大量的