淺談燃煤鍋爐的節(jié)能設(shè)計(jì)

西部建筑抗震勘察設(shè)計(jì)研究院

李健

    我國北方大部分地區(qū)，冬季寒冷漫長(zhǎng)，造成冬季供暖必不可少。而我國自然能源的特點(diǎn)是富煤、貧油、少氣，這一特點(diǎn)決定了我國大部分地區(qū)采用的是以煤炭為主的鍋爐房供暖，耗煤量的多少對(duì)提高燃煤鍋爐房的供熱效率，降低成本具有至關(guān)重要的作用。在當(dāng)前國家大力提倡節(jié)能減排的環(huán)境下，燃煤鍋爐的實(shí)際運(yùn)行是否高效節(jié)能運(yùn)行和鍋爐房及其相關(guān)設(shè)計(jì)是否合理密切相關(guān)，以下對(duì)燃煤鍋爐的易產(chǎn)生損耗的幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

一、鍋爐的燃燒形式

    目前，大部分燃煤鍋爐都是層狀燃燒鍋爐，而對(duì)應(yīng)的爐排形式以鏈條爐排居多，該種形式存在的也比較多，主要表現(xiàn)為鍋爐出力不足，耗煤高、效率低。燃煤在爐排方向依次完成燃料的預(yù)熱干燥、燃燒、燃燼的過程。如果燃料進(jìn)入鍋爐不能夠及時(shí)預(yù)熱干燥，點(diǎn)火燃燒，在爐排速度不變的條件下，燃煤在爐內(nèi)的有效停留時(shí)間及燃燒長(zhǎng)度都將縮短，直接造成跑火現(xiàn)象，即燃燒不完全，灰渣含炭量高，該現(xiàn)象造成鍋爐效率下降，針對(duì)這種情況，若降低爐排速度速度而增加燃煤在爐內(nèi)的停留時(shí)間又會(huì)使進(jìn)入鍋爐的燃料量減少而影響鍋爐的出力效果。

    鏈條爐燃煤燃燒的過程中，燃煤一直處于單面點(diǎn)火狀態(tài)，從進(jìn)入爐排到燃燼排出爐膛，燃煤在爐排上一直處于靜止?fàn)顟B(tài)，造成其透氣性較差，并未進(jìn)行充分燃燒。

    對(duì)于這種情況，可以采用以下幾種方法進(jìn)行改進(jìn)：

    1.在鏈條爐的形式下采用分層燃燒、復(fù)合燃燒等新技術(shù)。

    2.由于鏈條爐排對(duì)燃料的要求比較嚴(yán)格，對(duì)燃煤的顆粒度、水分、揮發(fā)性、發(fā)熱值等因素提高要求。

    3.為增大燃煤的透氣性，可將鏈條爐排改為往復(fù)推動(dòng)爐排，使燃燒層和爐排之間有一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，為燃煤的充分燃燒創(chuàng)造了條件。

二、鍋爐的飛灰問題

    鍋爐長(zhǎng)期使用固體燃料將造成鍋爐煙道長(zhǎng)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(shè)計(jì)人員需要考慮的問題，設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)鍋爐飛灰的卸放給予足夠的重視，造成飛灰堆積主要是因?yàn)榻德涞娘w灰不能及時(shí)卸放而長(zhǎng)期積累的結(jié)果，而熱水鍋爐中還可能出現(xiàn)飛灰硬化，使其清除更加困難，在設(shè)計(jì)中，較大鍋爐可根據(jù)其煙氣流程對(duì)應(yīng)鍋筒位置設(shè)置多個(gè)積灰點(diǎn)。對(duì)小型單層布置的鍋爐，只能通過勤清灰的方法來減少鍋爐飛灰的積存。

三、鍋爐附屬設(shè)置的設(shè)計(jì)

    鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)直接影響著鍋爐的出力和效率的大小，因此合理的選擇鍋爐的風(fēng)機(jī)可以保證鍋爐的良好運(yùn)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(fēng)機(jī)的過大和過小都會(huì)使鍋爐效率不高甚至破壞鍋爐正常運(yùn)行。

    鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量小會(huì)使燃煤燃燒不充分，而風(fēng)量過大不僅使風(fēng)機(jī)本身功率加大，耗能量加大，同時(shí)風(fēng)量過大，還會(huì)帶來部分低溫風(fēng)，這些多余的低溫風(fēng)不僅使?fàn)t膛溫度減弱，減弱燃料的燃燒，增加燃料預(yù)熱、反應(yīng)的時(shí)間，甚至還會(huì)引起燃料的不完全燃燒。

    引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量過大會(huì)使鍋爐煙道處于較大的負(fù)壓而難以控制，同時(shí)出現(xiàn)的漏風(fēng)會(huì)使鍋爐傳熱溫差減小，排煙熱損失增大。

    實(shí)踐表明，對(duì)于鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)要具體情況具體分析，因?yàn)殄仩t廠對(duì)鍋爐本體以外的設(shè)備阻力如除塵器、煙道等都是大致估計(jì)，所以對(duì)所選的鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的參數(shù)需進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，校驗(yàn)是否滿足條件。

四、碎煤設(shè)施

    對(duì)燃煤鍋爐燃燒另一個(gè)較大的影響因素是煤的顆粒度大小，而對(duì)燃煤鍋爐系統(tǒng)所選擇的破碎設(shè)備直接影響著顆粒度的大小，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)機(jī)械化層燃爐的燃料機(jī)理對(duì)煤的力度進(jìn)行控制，選擇合適的破碎設(shè)備。

小結(jié)

    燃煤鍋爐節(jié)能設(shè)計(jì)的核心是圍繞鍋爐燃燒系統(tǒng)來提高鍋爐的主機(jī)設(shè)備鍋爐的熱效率和能源的利用率來達(dá)到節(jié)能目的。目前在鍋爐的設(shè)計(jì)方面應(yīng)充分使用一些新技術(shù)和新工藝，針對(duì)燃煤鍋爐的特殊位置做好節(jié)能設(shè)計(jì)，從而使供熱系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)邁上一個(gè)新臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

1、新型節(jié)能鍋爐-水煤漿鍋爐，許衛(wèi)清 《上海節(jié)能》2008 第2期

2、控制循環(huán)鍋爐原理特點(diǎn)及其控制，自云江，劉偉，《云南電力技術(shù)》2005年第4期。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)