“三不誤”燃煤采暖爐的節(jié)能減排設計

代長安

摘 要 主要借助文獻資料引用法、對比分析法等方法，從中國燃煤鍋爐的行業(yè)現(xiàn)狀、對“三不誤”采暖爐的燃燒形式的設計、采暖爐的飛灰設計問題、采暖爐附屬設置的設計、采暖爐附屬設置的設計等方面的設計改造與技術方面進行探討研究。

關鍵詞 燃煤 節(jié)能 減排 設計

中圖分類號：TK223.6 文獻標識碼：A

1“三不誤”采暖爐的燃燒形式的設計

為了提高燃燒效率，減少污染的排放。根據(jù)現(xiàn)在燃煤在爐排方向依次完成燃料的預熱干燥、燃燒、燃燼的過程。保證燃煤在爐內(nèi)的有效停留時間及燃燒長度。以及防止燃煤一單面點火狀態(tài)，靜止燃燒，透氣性較差等缺點，重點對“三不誤”采用以下幾種方法進行設計與改進：

1.1型煤分層燃燒、復合燃燒、環(huán)形燃燒設計

“三不誤”技術特點：采用型煤技術，即可滿足煤充分燃燒；一、二次風合理配比，以形成適合的旋轉空氣動力場，確保型煤燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。型煤的外表面由于人為加工的因素，在成型壓制過程中使之密度加大，燃燒時外表面不易剝落，而是形成外層灰的“包裹效應”，使內(nèi)層燃煤不易與空氣接觸，所以較原煤燃燒慢。同時型煤的引燃和燃盡也較原煤慢許多，通常情況，型煤要在爐內(nèi)停留2～3小時才能燃盡，而且需要有均勻的通風和較高的溫度場，而對于生物質(zhì)型煤來說，因密度相對低、揮發(fā)分高，燃燒用時要比上述時間短且易于著火。

煤空隙尺寸，即使這樣也應使爐膛容積熱負荷保持較高值，以利于燃燒。通常，常規(guī)層燃鍋爐的輻射受熱面和對流受熱面的吸熱比例各約50%，而型煤鍋爐的輻射受熱面的吸熱比一般要小于對流受熱面，故型煤鍋爐對流受熱面要大。因型煤鍋爐爐排面積較大，型煤占據(jù)爐膛空間較多，爐膛容積相對減小，在爐膛結構設計時，盡量不要采用燃盡室結構。

為增大燃煤的透氣性。型煤燃燒及爐排面積用于燃燒型煤的爐排，其設計或選擇是以加煤方便、漏風少、排渣簡潔、運行平穩(wěn)、單機能耗小為原則。對于自然通風的爐排，由于型煤燃燒較為溫和，其燃燒熱強度應取相對低值，爐排面積選取時取大值；對于強制通風的爐排，由于型煤燃燒較為迅速，其燃燒熱強度可取高值，爐排面積選取較自然通風時略小。在選用或設計型煤采暖爐排時應保證有足夠的爐排面積，可將以前爐排改為往復推動爐排，使燃燒層和爐排之間有一個相對運動，為燃煤的充分燃燒創(chuàng)造了條件。應避免產(chǎn)生燜火，自然通風的爐排下部空間不要設計得太低，有保持良好通風措施；強制通風的爐排風量應可調(diào)，引燃區(qū)風量不可過大，尾燃區(qū)最好有通風降溫措施，落渣區(qū)應盡力密封，最好水浸。

1.2設立預燃室

它能確保型煤在較短時間內(nèi)著火并穩(wěn)定燃燒，縮短型煤著火時間。爐拱設計。爐拱的作用是煙氣導流和燃料引燃。對于型煤采暖爐來說，由于型煤著火困難引燃更為關鍵。引燃的條件是爐膛有足夠的高溫輻射、高溫氣流的沖涮和適當?shù)呐滹L。在設計型煤采暖爐拱時應注意：拱的結構形式應能使高溫氣體沖刷新煤區(qū)；喉口尺寸不宜設計過大；爐拱內(nèi)壁應光滑、平整、密實且具備一定蓄熱能力和強度；后拱平均拱高不大于煤層最大厚度2倍；與爐排配合的合理性。

1.3設置加熱器

利用廢氣的余熱將型煤加熱至40℃左右，以改善型煤的燃燒效果，保證穩(wěn)定燃燒。

1.4設置充分燃燒裝置

通風裝置設計應簡潔、可調(diào)、密封。其它設計，型煤采暖爐有熱滯后效應，設計上應有自動保護措施；運行操作中更應注意設備及系統(tǒng)的啟閉安全。設計和運行操作中都應注意爐膛內(nèi)產(chǎn)生可燃氣體的排除，避免燃爆事故的發(fā)生。

2鍋爐的飛灰設計問題

采暖爐長期使用固體燃料將造成鍋爐煙道長度方向存在大量積灰，如何使這些部分少積灰或不積灰，也是設計人員需要考慮的問題，對型煤采暖爐，只能通過勤清灰的方法來減少鍋爐飛灰的積存。

3鍋爐附屬設置的設計

鼓風機和引風機的設計，根據(jù)采暖爐結構，采暖爐的鼓風機和引風機直接影響著鍋爐的出力和效率的大小，因此合理地選擇鍋爐的風機可以保證鍋爐的良好運行。燃煤如要充分的燃燒，首要條件是提供充足適量的空氣和保持一定的高溫環(huán)境。風機過大和過小都會使鍋爐效率不高甚至破壞鍋爐正常運行。

引風機的風量過大會使鍋爐煙道處于較大的負壓而難以控制，同時出現(xiàn)的漏風會使鍋爐傳熱溫差減小，排煙熱損失增大。

實踐表明，對于鍋爐的鼓風機和引風機要具體情況具體分析，因為鍋爐廠對鍋爐本體以外的設備阻力如除塵器、煙道等都是大致估計，所以對所選的鼓風機和引風機的參數(shù)需進行復核計算，校驗是否滿足條件。

4脫硫技術的設計

脫硫的技術主要是型煤固硫技術：將不同的原料經(jīng)篩分后按一定比例配煤，粉碎后同經(jīng)過預處理的粘結劑和固硫劑混合，經(jīng)機械設備擠壓成型及干燥，即可得到具有一定強度和形狀的成品工業(yè)固硫型煤。固硫劑主要有石灰石、大理石、電石渣等，其加入量視含硫量而定。燃用型煤可大大低煙氣中二氧化硫、一氧化碳和煙塵濃度，節(jié)約煤炭，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益相當降可觀。

5小結

“三不誤”設計的核心是圍繞采暖爐提高采的熱效率和能源的利用率來達到節(jié)能目的。目前在采暖爐的設計方面應充分使用一些新技術和新工藝，針對燃煤采暖爐的特殊位置做好節(jié)能設計，從而使供熱系統(tǒng)節(jié)能、減排設計邁上一個新臺階，同時對型煤的組分和燃燒特性作了一定的闡述，目的在于突出型煤采暖爐設計與其它層燃爐設計的差異，并對型煤采暖爐各項熱損失的計算進行修正，為相關設計提供參考依據(jù)。