周加慧

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐與以前的有機(jī)熱載體鍋爐相比，取得了明顯的進(jìn)步，具有燃料利用率高、熱效率高、節(jié)約能源、降低消耗等優(yōu)點(diǎn)。因此，本文針對(duì)燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究，并對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)問題提出解決措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐;設(shè)計(jì)問題;研究

目前，我國(guó)大多數(shù)的工業(yè)鍋爐都是燃煤爐，存在著熱效率低、能源消耗大、污染嚴(yán)重等普遍問題，而有機(jī)熱載體鍋爐自然也存在著這些問題?，F(xiàn)在的燃煤有機(jī)熱載體鍋爐一般使用的燃燒設(shè)備是鏈條爐排，由于它的燃料一般都是采用原煤，因此具有煤質(zhì)、粒度容易產(chǎn)生變化，爐排漏煤量比較大，不完全燃燒熱損失率比較高等缺點(diǎn)，同時(shí)再加上自動(dòng)化、機(jī)械化以及管理水平比較低等因素，從而導(dǎo)致了有機(jī)熱載體鍋爐工作效率比較低，實(shí)際運(yùn)行效率比設(shè)計(jì)效率降低了10%左右。

1.燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的系統(tǒng)簡(jiǎn)介

燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的系統(tǒng)主要包括有供料器、煤粉塔、鍋爐本體、燃燒器、熱力系統(tǒng)、布袋燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的系統(tǒng)除塵器、自動(dòng)控制以及輔助系統(tǒng)等如圖1所示，其中的燃燒器還帶有冷卻室。燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的工作步驟一般是先把煤固體做粉碎處理，加工成煤粉，并把煤粉倒進(jìn)煤粉塔中，但是在這過程中，值得特別注意的是其燃料的低位熱量值不小于18.8kj/Kg，然后利用氣力將煤粉注入煤粉儲(chǔ)罐內(nèi)，煤粉儲(chǔ)罐內(nèi)的煤粉按照一定的計(jì)量由風(fēng)粉混合管道以及供料器輸送進(jìn)煤粉燃燒器內(nèi)，由于燃燒器和鍋爐爐膛組成一個(gè)燃燒系統(tǒng)，通過燃燒產(chǎn)生的煙氣和對(duì)流換熱進(jìn)入布袋除塵器，經(jīng)過布袋除塵器的除塵后，形成一種比較潔凈的煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)排入空氣中，而那些飛灰比較密集的煙氣就由布袋進(jìn)行集中處理，從而保證生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。

圖1燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特點(diǎn)

2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鍋爐受熱面主要是采用煙氣三回程結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行布置，輻射受熱面則采用的是方盤管結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置，對(duì)流受熱面的部分是采用的橫置式蛇形管結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置。鍋爐的頂部設(shè)置的是煤粉燃燒器，燃燒器中的煤粉通過冷卻室進(jìn)入爐膛。由于冷卻室內(nèi)有低溫導(dǎo)熱油并且空間比較小，使煤粉和空氣混合在一起后不能充分燃燒，因此導(dǎo)致冷卻室的溫度比較低，從而避免了煤粉結(jié)焦的問題產(chǎn)生。煤粉進(jìn)入爐膛的輻射區(qū)域后，由于該輻射區(qū)域采用的是比較大的正方形截面以及爐膛比較高的結(jié)構(gòu)，因此是煤粉氣流在爐膛內(nèi)的時(shí)間超過了四十秒，而該時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了煤粉燃燒的時(shí)間。另外，由于鍋爐爐膛輻射區(qū)采用的是正方形大截面的結(jié)構(gòu)，因此受熱面積比較寬大，同時(shí)再加上爐膛的出口處采用的結(jié)構(gòu)是交錯(cuò)排列的三層冷渣管束，通過一定的科學(xué)計(jì)算得出爐膛出口處的溫度在840℃左右，因此為對(duì)流區(qū)的灰粒不結(jié)焦提供一個(gè)重要的保障條件。

2.2運(yùn)行特點(diǎn)

從目前來(lái)看，燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的運(yùn)行特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）節(jié)約資源、減少電耗。在燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐運(yùn)行過程中，煤粉的燃燒率極大，不完全燃燒的損失率非常小，并且鏈條爐排的漏煤現(xiàn)象很少出現(xiàn)或者是根本就不存在，從總體上來(lái)說(shuō)燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐與傳統(tǒng)的相比，更能節(jié)約沒資源。同時(shí)，燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐中沒有設(shè)置上煤機(jī)、皮帶輸送機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排減速機(jī)，這樣不僅減少了占地面積，而且還降低了用電量。燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐由于是在密閉的空間內(nèi)對(duì)燃燒器的鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行配風(fēng)的，因此它的漏風(fēng)量比鏈條爐排中的要少許多，并且燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的排煙熱損失也比鏈條爐降低了很多。除此之外，燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的燃燒方法與燃油燃?xì)忮仩t比較相近，啟動(dòng)速度很快，幾乎可以在10s左右就能快速的進(jìn)入工作狀態(tài)。燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的通用也很方便快捷，且爐膛內(nèi)的蓄熱量極少，輔機(jī)在鍋爐熄火后的短時(shí)間內(nèi)就能把有機(jī)熱載體的溫度及時(shí)降到符合要求的范圍內(nèi)，從而降低了電耗。

（2）環(huán)境污染小。燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的燃燒器主要采用的是冷卻、旋流濃淡燃燒技術(shù)，并且燃燒器中的冷卻室能夠吸收一定的熱量，因此降低了煤粉燃燒的溫度。燃燒器噴出的煤粉分布有一定的規(guī)律：在煤粉氣流的中心區(qū)域，由于煤粉濃度比較低，燃料少，火焰溫度低，從而降低了NOX的生成;在煤粉氣流周圍由于煤粉濃度高，空氣量少，形成了一種還原性氣氛，也減少了NOX的生成，從而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響比較小。

（3）操作便捷簡(jiǎn)單。燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的配備是智能監(jiān)控系統(tǒng)，而且集成化程度比較高，在運(yùn)行過程中，將自動(dòng)控制與故障報(bào)警、調(diào)節(jié)、連續(xù)自動(dòng)采集參數(shù)以及安全聯(lián)鎖保護(hù)有效的結(jié)合在一起，因此工作人員操作起來(lái)，比較便捷簡(jiǎn)單。

3.燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的設(shè)計(jì)

本文將燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐與鏈條爐的設(shè)計(jì)參數(shù)以及性能作比較。

設(shè)計(jì)燃料元素的數(shù)值以及參數(shù)值

（1）設(shè)計(jì)燃料元素的數(shù)值

Har=3.5%，Car=65，Nar=1.3%，Oar=3.1%，Aar=20%，Sar=0.4%，War=5.5%，Vdf=21.5%，Qnet ar=2500KJ/kg

（2）燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐與鏈條爐的額定參數(shù)值一樣，具體數(shù)字如下：

額定供油壓力：1.0MPa，額定回油溫度：290℃，額定供油溫度：320℃，額定熱功率：1400x104kcal/h。

利用計(jì)算公式得出煤粉爐與鏈條爐熱平衡及煤耗量的數(shù)值，通過分析筆者發(fā)展鏈條爐中的不完全燃燒損失占有很大的比例，這主要是因?yàn)樵斐刹煌耆紵龘p失的因素有很多，例如煤的粒度、質(zhì)量、均勻度以及濕度、爐排上的煤層厚度、配風(fēng)情況等，想把這些因素調(diào)整到合適的位置是一件非常困難的工作。但是在燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐中，不完善燃燒的損失率比鏈條爐的低10%左右，甚至還可能更多，這主要是因?yàn)槿济悍塾袡C(jī)熱載體鍋爐采用的是密閉方式運(yùn)行、過量空氣系數(shù)以及燃燒自動(dòng)控制，在最大的程度上降低了熱損失率，使得燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的運(yùn)行效率比鏈條爐高出許多。

（3）燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐與鏈條烤爐的經(jīng)濟(jì)性比較

燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備的自動(dòng)化和集成化程度比較高，因此燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的設(shè)備投資要比鏈條爐的高許多，但是在成本這一塊，燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐卻比鏈條爐的低，如果從總成本和生態(tài)環(huán)保的角度進(jìn)行全面考慮，選擇燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐是一個(gè)最優(yōu)選擇，從對(duì)熱平衡及煤耗量的計(jì)算結(jié)果來(lái)看，燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐比鏈條爐節(jié)約了16%左右的煤耗量。同時(shí)，在實(shí)際運(yùn)行中，燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐的煤耗節(jié)約量還要比鏈條爐的更大一些。在運(yùn)行過程中，燃煤粉有機(jī)熱載體鍋爐一般不會(huì)處于額定負(fù)荷狀態(tài)，在額定熱負(fù)荷達(dá)到80%左右的選型是最合適的。

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