煤炉改造

摘要分析现行抛煤炉在燃烧组织上存在的缺陷，提出用相对独立的层悬浮燃烧方法进行改造，达到节能、环保的预期目标。

关键词抛煤炉层悬浮燃烧

1前言

在我国，为数不少的35t/h以下抛煤炉仍在地方热电厂运行，这种锅炉由于机械不完全燃烧损失居高不下，导致锅炉效率低，环境污染严重。

通过反复实践和现场对比试验，采用比较完善的颗粒原煤层燃燃烧与制备煤粉悬浮燃烧的方式，对35t/h抛煤炉进行改造，达到比较满意的经济与环保效果，试验表明，改造后锅炉效率提高5～9％，烟囱黑烟基本消失。

2抛煤炉在燃烧组织上存在的缺陷

现行抛煤炉在燃烧组织上，是将粗细颗粒同时存在的原煤，遍过抛煤机“抛洒”方式使之粗粒煤层燃燃烧。要使抛煤炉中悬浮燃烧比较理想，应同时具备三个条件：较细的煤粉颗粒度，较低的煤粉水份，合理的配风方式。

2.1悬浮燃烧对煤粉细度的要求

煤粉是一种燃尽过程较长的燃料，煤粉的燃尽时间与煤粉粒径成平方关系。

当燃烧室高度一定时，煤粉在燃烧室内停留时间是一定的，当未燃尽的煤粉一旦出了燃烧室，煤粉即停止燃烧，造成机械未完全燃烧损失。欲使煤粉在燃烧室内得到充分燃烧，应使煤粉细度越细越好。一般应控制经济细度R90=18～25％。亦即煤粉粒径大于90μm部份只占煤粉总量的18～25％。

根据抛煤炉对原煤的最佳颗粒度配比：13～19mm、6～13mm、＜6mm各占1／3的要求，显然处于悬浮燃烧的细煤粒径粗至以毫米计远远粗于以微米计的煤粉，因此，其燃尽所需时间高出煤粉百倍以上。

2．2煤粉水份对燃尽的影响

煤粉开始着火的条件之一，是必须在燃烧室内将煤粉加热先将水份蒸干，然后在600～700℃条件下析出可燃挥发物点燃燃烧。当煤粉水份越多，加热蒸干时间就越长，则可供煤粉焦粒燃烧的时间越少。当有制粉系统时，原煤在系统中有一个干燥过程，使成品煤粉的含水率小于1%。而抛煤炉入炉原煤没有预干燥过程，其水份一般为6～10％，当雨天时甚至大于12％，这对抛煤炉中细煤屑的悬浮燃烧是很不利的。

2．3配风方式对煤粉燃尽的影响

前面提到，煤粉是一种燃尽时间较长的燃料。为使煤粉尽快、充分地燃烧，合理组织供氧是很关键的，首先，应有少量空气（一次风）与煤粉充分混合，在煤粉气流喷出燃烧器喷口之后形成一个回流区，以吸纳高温烟气，加速预热过程使之点燃。随后，及时将其余空气（二次风）逐步混入，使焦碳微粒在富氧条件下充分燃烧。对抛煤炉来说，它既无前拱又无后拱，炉室空气动力场很差。所谓悬浮燃烧，只是煤屑在炉室内飞扬。火床上方的空气与细粉不可能得到良好混合燃烧，这就导致飞灰与飞灰可燃物的增加。

2．4原煤颗粒度的均匀性对层燃燃烧的影响

从理论上讲，不同粒径的原煤，通过抛煤机的作用，将颗粒粗的抛得远，颗粒细的抛得近，达到不同粒径的原煤分开层燃燃烧的要求。实际上，由于炉内的复杂工况，如风速、原煤水份、给煤量等因素的影响，往往使细煤粒仍然混杂在粗煤粒中间，影响炉排上煤层的通风。这就是抛煤炉炉下灰可燃物含量与链条炉相当的原因。若将占1/3的细煤从较粗的煤粒中分离出来，则抛煤炉炉排上的煤层通风条件将得到改善，使炉排上的煤层得到完全燃烧。

3对抛煤炉燃烧系统的改造

3．1工艺思路

通过对现行抛煤炉燃烧工艺存在缺陷的分析，提出了各自相对独立的煤粉悬浮燃烧和较粗粒原煤抛煤层燃燃烧的技术思路。首先，由原煤分离装置，将原煤中粒径小于4～5mm的细煤屑分离出来，制成成品煤粉，组织较完善的煤粉悬浮燃烧；其次，对粒径大于4～5mm的原煤，仍经过现有抛煤机抛洒到反转炉排上，组织起通风良好的层燃燃烧。

3．2对抛煤炉燃烧系统的改造

本着可靠、实用、节约投资的原则，仅对悬浮燃烧部份作了改造，对原有抛煤层燃部份基本上来作大的改动：

a.在抛煤炉落煤管处加装细煤分离装置；

b.分离出来的细煤，经可调速的给煤机输入磨煤机；

c.为简化制粉系统，选用带有旋风分离器的风扇磨煤机。磨煤机的出力按锅炉额定负荷耗煤量的1/3考虑。对35t／h抛煤炉，选用FM2-1000风扇磨。该磨出力1800kg/h，允许原煤水份12％，成品煤粉细度R90≤23%，磨煤机出口风压H≥1750Pa。

d.用于干燥原煤的热风分别取自锅炉省煤器出口的烟气（250℃）和预热器出口的热空气（165℃）。运行时根据磨煤机出口温度、可适当调整两种干燥热源的比例。

e.燃烧器的布置：考虑到锅炉子炉室结构的限制，煤粉燃烧器选用直流式燃烧器二台，二台燃烧器分别布置在两侧墙后侧看火孔处。燃烧器气流交汇炉室断面中心。为延长煤粉燃烧时间，燃烧器喷口稍向炉排倾斜。试验表明，燃烧口倾角对完全燃烧有重大影响。

对35t/h抛煤机上述改造费用为45～50万元。

4运行与维护

a.煤粉燃烧器一次风是不可调的，在运行时，控制磨煤机出口温度≤150℃尽可能多用热风少用烟气干燥原烟，以保证一次风中空气量＞40％。

b.调节燃烧器的二次风，控制煤粉着火点距喷口距离在0．3～0．5m左右。当燃烧器停用时，应微开二次风，保证燃烧器喷口得到有效冷却。

c.当原煤很细时，应调节给煤机转速控制进入磨煤机的细煤量不超过总煤量的1／3。否则喷粉量过多会造成悬浮燃烧恶化。

d.由于1／3原煤进入悬浮燃烧，使抛到炉排上的原煤量减少，煤层变薄、距离变远，同时改善了层燃燃烧条件，燃尽时间较改造前缩短。为防止炉排末端脱火，造成炉排末端漏风过大。应适当提高炉排速度，必要时适当关小炉排风。

e.风扇磨的叶轮与机壳衬板磨损较快，改造后的抛煤炉若再掺煤渣燃烧是不适当的。当风扇磨局部磨损导致振动较大时，可用校静平衡的方法处理，若衬板磨损超过要求，可停机更换衬板。

5改造前后的技术经济比较

对比试验是在宁波小港热电厂4号炉（35t／h抛煤炉）上进行的。根据小港热电厂习惯配煤方式，试验分纯烟煤燃烧和烟煤中掺适量煤渣燃烧两种，对比试验结果如表1。可以看到，锅炉平均效率比改造前提高5．5％。按宁波小港热电厂锅炉负荷水平，若年运行7000小时，一台锅炉年节约原煤1600吨。按当前入厂原煤价格320元／吨，年节约原煤费用51万元，当年收回投资。

6结论

抛煤炉改造成抛煤层燃和煤粉悬浮燃烧，可提高锅炉效率5～8％。改造后的抛煤炉若再掺煤渣运行是不可取的，虽然对锅炉效率有所提高，但总体炉效比烧纯烟煤下降，且加速风扇磨的磨损，增加维修工作量。