如何減少鏈條爐排鍋爐的固體不完全燃燒熱損失

楊月明 張令

摘 要：介紹了固體不完全燃燒熱損失對(duì)鍋爐熱效率的影響，闡述了固體不完全燃燒熱損失產(chǎn)生的原因及如何減少固體不完全燃燒熱損失的方法。

關(guān)鍵詞：固體不完全燃燒熱損失；爐渣含碳量；鍋爐熱效率

鍋爐所采用的燃燒方式一般可分為兩種：一種是層燃，一種是懸浮燃燒。層燃爐常用來(lái)燃燒顆粒較大的固體燃料。對(duì)于機(jī)械化層燃爐來(lái)說(shuō)，煤的爐排燃燒是小型到中型鍋爐常采用的燃燒方式，而鏈條爐排是到目前仍然通用較廣的燃燒方法。鏈條爐排也稱運(yùn)動(dòng)爐排，是一種比較完善的層燃爐，至今已有百余年的歷史。由于它的加煤、清渣、除灰等項(xiàng)操作都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，運(yùn)行可靠穩(wěn)定，因此在我國(guó)，鏈條爐在中、小型電站鍋爐和供熱鍋爐中得以廣泛的應(yīng)用。鏈條爐的爐排塊是裝在由鏈輪帶動(dòng)的鏈條上的，鏈輪則由爐前的變速齒輪箱帶動(dòng)鏈輪軸而帶動(dòng)的。當(dāng)爐排塊經(jīng)過(guò)自由落下的煤斗中的煤時(shí)，會(huì)把煤通過(guò)限制煤層厚度的煤閘板把煤層帶入爐膛。[1]由于受到爐拱的輻射和爐膛中火焰和煙氣的熱輻射，進(jìn)入爐膛的煤層在前進(jìn)中由于溫度提高而干燥，燃后放出揮發(fā)分而著火，在向前運(yùn)動(dòng)中逐漸燃燒完全，最后把殘留的灰渣由于爐排最后轉(zhuǎn)向下方而自動(dòng)地排入后部的灰坑中。在整個(gè)燃燒過(guò)程中，就伴隨著固體不完全燃燒熱損失。工業(yè)鍋爐中鏈條爐排鍋爐的固體不完全燃燒熱損失是指包括飛灰、爐渣、漏煤和煙道灰中未燃燼的殘?zhí)妓斐傻臒釗p失。熱平衡方程式可表示為：

1 產(chǎn)生固體不完全燃燒熱損失的原因

影響固體不完全燃燒的因素包括燃料的種類和性質(zhì)、燃燒設(shè)備及爐膛型式、燃燒方式、鍋爐負(fù)荷、運(yùn)行水平、爐膛溫度、燃料及空氣流的混合等，分析其原因，主要有以下幾種原因：

1.1 煤質(zhì)經(jīng)常變化、鍋爐適應(yīng)差；燃料中因水分過(guò)高或揮發(fā)分過(guò)低均會(huì)延緩著火，以至于燃燒結(jié)束時(shí)碳粒還未完全燃盡；碳粒過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致固體碳不完全燃燒。煤的揮發(fā)分析出后，就形成了多孔的焦炭，焦炭一經(jīng)燃燒，灰就隨之形成，給焦炭披上一層薄薄的“灰衣”。隨后“灰衣”增厚，最后會(huì)因高溫而變軟或熔化將焦炭緊緊包裹，空氣中氧很難擴(kuò)散進(jìn)入，以致燃燒過(guò)程進(jìn)行得十分緩慢，造成較大的固體不完全燃燒損失。

1.2 盲目改進(jìn)鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)，造成爐膛尺寸不當(dāng)，飛灰損失大。

1.3 運(yùn)行工況不穩(wěn)定，負(fù)荷變化大；煤層過(guò)厚或者進(jìn)煤速度過(guò)快，碳在爐膛內(nèi)來(lái)不及完全燃燒；風(fēng)煤配比不合適，不能提供適合碳充分燃燒的空氣量。[1]

1.4 爐膛溫度偏低，不能提供維持良好的燃燒的條件。

1.5 對(duì)于漏煤中的固體不完全燃燒熱損失也是不容忽視的，如果爐排塊尺寸較大、較厚、而且上面有小通風(fēng)孔，這樣送風(fēng)不均勻，而且漏煤嚴(yán)重。

2 解決方法

為了盡可能地減少這種熱損失，提高鍋爐的熱效率，專家們已經(jīng)設(shè)計(jì)出許多的方法。比如在煤種選擇、上煤系統(tǒng)、燃燒技術(shù)改造、鍋爐日常維修、預(yù)防維修和鍋爐儀表運(yùn)行管理等諸方面開(kāi)展有效的工作。

2.1 飛灰熱損失主要是由于細(xì)小煤粒或焦粒在高溫爐膛環(huán)境中停留時(shí)間小于燃盡所需時(shí)間而造成的，通常其含碳量較高。為此一方面要降低煤中的煤粉含量，適當(dāng)增加燃料的應(yīng)用基水分，另一方面要保持足夠的爐膛溫度和充足的空氣。

2.2 爐渣熱損失是由于爐渣中的碳沒(méi)有燒透造成的。因此要從改善燃燒狀況著手，合理組織二次風(fēng)，或者采用明火反燒法。另外擋渣器可延長(zhǎng)爐渣在爐排上的逗留時(shí)間，促使?fàn)t渣含碳量降低。一般鏈條爐排都設(shè)計(jì)有多個(gè)前進(jìn)速度擋位，是為了滿足負(fù)荷變化時(shí)，保證供汽壓力恒定而調(diào)整給煤量的。走快擋時(shí)，煤塊在爐膛內(nèi)停留的時(shí)間相應(yīng)減少，經(jīng)常造成落紅渣現(xiàn)象，如果能延長(zhǎng)其在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，讓灰渣在較高的溫度條件下，并配以撥火等操作，擊破“灰衣”，使灰渣中的可燃物質(zhì)燒透燃盡，爐渣中的含碳量必定有所減少。

2.3 漏煤及其含碳量的增加可通過(guò)對(duì)爐排的經(jīng)常檢查與維修而得到控制，要防止?fàn)t排片由于受力受熱而發(fā)生故障或磨損，從而造成通風(fēng)間隙增大和漏煤增多。隨著爐排結(jié)構(gòu)不斷地發(fā)展，新式的爐排塊尺寸較薄，而且加工精細(xì)，間隙尺寸一致、均勻，因此送風(fēng)也相對(duì)地均勻，會(huì)使煤層燃燒比較完全，飛灰損失也相對(duì)地減少，漏煤量也將極大地減少。此外在煤閘的結(jié)構(gòu)上也有所改進(jìn)，煤閘下端采用鋸齒行結(jié)構(gòu)，使從煤斗進(jìn)入爐膛的煤層表面積增加，減少?gòu)拿憾穬蓚?cè)漏煤的損失。

2.4 鏈條爐中沿長(zhǎng)度的風(fēng)量分配應(yīng)按燃燒要求來(lái)決定，采用分段送風(fēng)能有效地保證燃料的完全燃燒，各風(fēng)室之間應(yīng)避免相互串風(fēng)，并且沿爐寬方向，風(fēng)量分配應(yīng)盡量保證均勻。

2.5 爐拱特別是后拱，可迫使高溫?zé)煔庵袏A帶的焦炭粒子和灰粒因轉(zhuǎn)彎而分離下來(lái)，重新加以燃盡；爐室前后裝設(shè)的二次風(fēng)，可在爐內(nèi)組織起煙氣的旋渦運(yùn)動(dòng)，從而延長(zhǎng)碳粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間，以充分燃盡。[3]

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，延長(zhǎng)灰渣在爐內(nèi)停留時(shí)間，收集飛灰中的固體可燃物重新利用，改善爐排結(jié)構(gòu)以減少漏煤量，此外，采用分區(qū)配風(fēng)、送二次風(fēng)、改進(jìn)爐拱結(jié)構(gòu)等方法都將極大減少鏈條爐排鍋爐的固體不完全燃燒熱損失。

參考文獻(xiàn)

[1]吳味隆，等.鍋爐及鍋爐房設(shè)備[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2006.

[2]張國(guó)光.固體不完全燃燒熱損失對(duì)鍋爐熱平衡效率的影響[J].煤質(zhì)技術(shù)，2008（5）：50-51.

[3]王洪民.鍋爐機(jī)械不完全燃燒熱損失q4的因素分析[J].經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息，2003（7）：28.

作者簡(jiǎn)介：楊月明（1985-），男，漢族，遼寧省凌源市人，助理工程師，學(xué)士學(xué)位。