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淺談燃煤鍋爐新能源技術(shù)研究

2017-07-10 02:40王萬(wàn)來(lái)
科技風(fēng) 2017年7期
關(guān)鍵詞:燃煤鍋爐新能源技術(shù)

王萬(wàn)來(lái)

摘 要:針對(duì)山釜峰集團(tuán)的羊東礦而言,作為一座突出礦井,其從50年代就開(kāi)始進(jìn)行了簡(jiǎn)單的投產(chǎn),又深入對(duì)煤與瓦斯進(jìn)行了開(kāi)采,每一年的原煤產(chǎn)量達(dá)到130萬(wàn)噸,其井田大概有13.2平方公里,且具有復(fù)雜是地質(zhì)條件,對(duì)于已探明的LH>3m斷層,達(dá)到3000多條,而被揭露出的LH>3m斷層,達(dá)到2500多條。對(duì)于能夠采煤的,往往包括三層,其中,有兩層煤的厚度較薄,所以,在開(kāi)采時(shí)候十分困難,且煤質(zhì)不高,造成產(chǎn)品賣不出去。不利于經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行,另外,涌出大量瓦斯,地應(yīng)力也變高,對(duì)于4號(hào)煤層,往往被作為保護(hù)層,反之,會(huì)給礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)影響。為更好地解決這一難題,有關(guān)技術(shù)人員積極進(jìn)行探索與研究,結(jié)合這個(gè)礦的實(shí)際情況,提出把煤與新能源一起燃燒的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞:燃煤鍋爐;新能源;技術(shù);研究

1 概述

2010年,從全國(guó)的煤礦、煤層分析,氣抽數(shù)量為91億立方米,而井下瓦斯,其抽采數(shù)量達(dá)到76億立方米,直到2015年,達(dá)到了最高峰,即300萬(wàn)億立方米。在峰峰集團(tuán),有一個(gè)是羊東礦,在其煤炭的生產(chǎn)進(jìn)程中,往往有大量新能源的氣體,從建礦開(kāi)始一直到現(xiàn)在,其出現(xiàn)在礦井瓦斯內(nèi)的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10m3/min,其絕對(duì)涌出數(shù)量達(dá)到50-60m3/min,抽采的濃度達(dá)到25-70%。在1966年,這個(gè)就開(kāi)始被利用,從礦建立以來(lái),礦居民生活用氣往往依靠瓦斯儲(chǔ)氣柜的供應(yīng),而其余煤氣流入大自然空氣當(dāng)中,這里包括一些有害氣體,即CO2、 CO、NO2等,所以,嚴(yán)重污染了大自然生態(tài)環(huán)境,不利于人類健康地生活。對(duì)于這個(gè)礦的工程技術(shù)人員而言,通過(guò)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn),在鍋爐內(nèi),有些碎煤沒(méi)有被充分燃燒,能夠看到鍋爐內(nèi)的火時(shí)有時(shí)無(wú),給居民、職工的生活帶來(lái)很多方面的影響。

為了解決這些方面的問(wèn)題,有關(guān)人員提出了自己的看法,即把瓦斯燃燒與碎煤綜合起來(lái)利用,同時(shí),提出一個(gè)課題,即《燃煤鍋爐中燃燒瓦斯》,對(duì)其加大力度進(jìn)行研究,通過(guò)瓦斯來(lái)完成點(diǎn)火,把碎煤徹底燃燒,這樣就大大不提高了鍋爐有效利用率,同時(shí),不斷節(jié)能而環(huán)保[ 1 ]。

2 燃燒鍋爐中燃燒瓦斯(瓦斯)研究的主要內(nèi)容

2.1 固與氣兩相物料,在鍋爐內(nèi)燃燒的具體分析

在鍋爐內(nèi),把固、氣兩相物料一起燃燒,需要用到空氣形成的動(dòng)力場(chǎng)、傳熱等方面涉及到的知識(shí),其理論具體復(fù)雜的模型,同時(shí),大于固體的煤,以及氣體的瓦斯,往往能夠一起燃燒、一起流動(dòng)、一起傳熱在空間當(dāng)中,這二者在燃燒、傳熱等機(jī)理上有巨大差異,所以,需要依次對(duì)固體的煤、氣體的瓦斯進(jìn)行考慮,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式可知,需要從煤、燃?xì)庵g的相對(duì)速度進(jìn)行考慮,并分析其每一個(gè)影響因素,而爐腔流動(dòng)具有復(fù)雜性,其給參數(shù)帶來(lái)一定影響,問(wèn)題要想實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單化,一些引入?yún)?shù),參數(shù)包括:爐膛具體的壓力、傳熱系數(shù)、入爐燃料數(shù)量、瓦斯數(shù)量、瓦斯的濃度、壓力大小、燃燒所需要的空氣數(shù)量。

2.2 安全控制模型的建立和研究

1)對(duì)這兩種物質(zhì),研究其燃燒的特性;

2)基于鍋爐安全,需要借助一定的經(jīng)濟(jì)條件,最終形成了一個(gè)更加安全的控制系統(tǒng),需要進(jìn)行工程方面的試驗(yàn);

3)對(duì)于爐膛,從其結(jié)構(gòu)、特性等方面研究;

4)對(duì)于鍋爐需要對(duì)燃燒器進(jìn)行適宜的設(shè)計(jì),使其更加安全地燃燒與運(yùn)行[ 2 ]。

3 燃燒鍋爐改造

在熱力計(jì)算的基礎(chǔ)上,本文選取了冀中能源,即峰峰集團(tuán)的羊東礦鍋爐,具體是SHL10-1.3/A II型鍋爐,對(duì)其煤、瓦斯氣的燃燒等方面進(jìn)行了改造,與此同時(shí),對(duì)運(yùn)行的過(guò)程中,可能出現(xiàn)的情況做出了預(yù)測(cè),保持蒸汽的量不變的情況下,增強(qiáng)鍋爐的熱效率,通過(guò)碎煤老將瓦斯燃燒,可以有效地節(jié)能。灶燃燒器的布置上,以及風(fēng)道和供氣體系進(jìn)行改造[ 3 ]。

3.1 燃燒器的布置

對(duì)于燃燒爐,其鏜口的左或者右,分別安裝了擴(kuò)散瓦斯氣燃燒器,即朝著兩邊散熱的器具,把燃燒器設(shè)置在煤層的上面,兩面的墻體相對(duì),其燃燒器的噴嘴軸心線不在一個(gè)軸線上,有效地形成了剪切流體的形狀,加強(qiáng)擾力,有效地把可以燃燒的氣體或者固體顆粒穩(wěn)固在爐膛中,在爐子的上面再將氣體火焰投入進(jìn)去,有效增強(qiáng)了固體燃料的燃燒。

3.2 風(fēng)道

對(duì)于送風(fēng)道,往往可以分為兩個(gè)路線,具體過(guò)程中,需要運(yùn)用原來(lái)的送風(fēng)機(jī)進(jìn)行,即把風(fēng)依次送到供鏈條爐排送風(fēng)室、燃?xì)馊紵鳟?dāng)中,同時(shí),計(jì)算出送風(fēng)道的水力情況,以及計(jì)算出風(fēng)機(jī)校核。

3.3 供氣系統(tǒng)

對(duì)于供氣系統(tǒng),主要包括幾個(gè)部分,這幾個(gè)部分確保瓦斯的穩(wěn)定壓力和鍋爐內(nèi)安全穩(wěn)定然燒,其包括:自動(dòng)的調(diào)壓閥、氣動(dòng)的安全快關(guān)閥、手動(dòng)的截止閥、壓力開(kāi)關(guān)、壓力表、壓力變速器、旁路管閥等。

3.4 安全控制系統(tǒng)

針對(duì)安全控制,其體系主要有防爆門,其直接安裝在對(duì)應(yīng)位置上,確保系統(tǒng)更加嚴(yán)密,每當(dāng)爐腔,或者是煙道出現(xiàn)氣體爆炸的情況,內(nèi)部的蓋子就會(huì)自動(dòng)環(huán)繞軸心進(jìn)行開(kāi)啟,卸掉壓力后,停止工作。在此體系中,還有煤氣在線分析儀,其具有導(dǎo)熱式的特點(diǎn)。在鍋爐的開(kāi)啟和停止的時(shí)候,能夠隨時(shí)檢查爐膛,尤其檢查其中的瓦斯含量,及時(shí)給予其相關(guān)的信息,避免意外。

還有一個(gè)是控制系統(tǒng),其具體安全功能,主要監(jiān)控的是鍋爐的情況,一旦發(fā)生情況,具備主燃料跳閘功能,還有爐膛吹掃邏輯的功能,報(bào)警功能等。

4 創(chuàng)新點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)

1)改造煤摻燃燒氣之后,往往因煙速的對(duì)流,而受到熱力的影響不斷增強(qiáng),從而有效地減少了煙氣在出口的溫度,不斷增強(qiáng)鍋爐的燃燒效率。

2)中小型的鍋爐,在運(yùn)用燃燒器,以輻射式的為主,并在鍋爐內(nèi)設(shè)置二次車晶射裝置,也是一次創(chuàng)新。

3)采用先進(jìn)的煙氣流,使鍋爐內(nèi)保持一種負(fù)壓,提升了鍋爐的效果。

綜上所述,對(duì)于鍋爐燃燒新能源的技術(shù)的研究,有效地解決了瓦斯排空、空氣污染和資源浪費(fèi)的情況,有效增強(qiáng)了礦的經(jīng)濟(jì)效益,具備良好發(fā)展推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1] 景魁英,賈彥斌,劉軍動(dòng).燃煤鍋爐新能源技術(shù)研究[J].科協(xié)論壇(下半月),2013,(01):52-53.

[2] 李嵩.淺談燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)[J].中國(guó)井礦鹽,2016,(04):13-14+19.

[3] 曹勝利,馬傳崗.淺談某電廠300MW燃煤鍋爐富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2014,(15):18-19.

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