浅谈DZW型燃煤锅炉烟道改造的分析与体会

摘 要：近几年，营口港区多处锅炉房的DZW型烟火管锅炉在冬季运行中经常出现炉膛结硫、燃煤结焦、锅炉正压燃烧以及锅炉升温慢等问题，从而导致锅炉使用的热效率严重下降。该文就这种类型锅炉问题产生的原因和相应的改进策略进行探讨。

关键词：DZW型 锅炉 烟道改造

中图分类号：TK224.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（c）-0240-01

1 DZW型烟火管锅炉常见问题和原因

DZW型烟火管锅炉是生产中的主要设备，在其运行过程中经常出现以下几个方面的问题。

（1）炉膛结硫、燃煤结焦。公司最新购置了新烟火管锅炉，在新锅炉投入运行三个月后，就发现炉膛内壁有严重的结硫现象，严重影响了锅炉的正常运行。炉膛结硫不仅使锅炉热效率降低，而且还有潜在的危险。燃煤在炉内的结焦是中小型层燃工业锅炉运行时经常发生的现象。燃煤结焦使燃料不能充分燃烧，有效放热量减少，灰渣中未燃尽煤量增加，灰渣热损失增加，大大降低了锅炉热效率。

（2）锅炉正压燃烧。锅炉的正常燃烧工况，应始终保持炉膛呈微负压状态，这种状态是节能、环保和安全的最佳结合点。炉膛的正压燃烧状态导致热烟气外逸，不仅污染锅炉的使用环境，还会增加燃料消耗量和烟气热损失，降低了锅炉热效率。

（3）锅炉升温慢。锅炉投入运行后，在操作正常、燃料燃烧工况正常的情况下，发现锅炉升温缓慢。在起炉2小时后锅炉出水温度勉强升至70℃左右，而在正常情况下起炉后1～ 1.5小时内出水温度就应达到80℃以上。

2 问题产生的原因和对策

（1）炉膛结硫、燃煤结焦

炉膛结硫、燃煤结焦是锅炉使用过程中常见的两种问题，通过对其形成过程的分析，我们得出形成这种现象的原因有两个。一是硫分高、结焦性强的燃煤是出现结硫、结焦的主要原因。煤中含的黄铁矿，即硫化铁（FeS2）多时，灰渣易结焦。正常工况下炉膛温度为1100～1300℃，而硫化铁的熔点是1170℃，因此煤中硫分高易导致结硫、结焦。二是炉膛温度过高是炉膛内壁结硫的另一主要原因。经过分析此型号锅炉为提高烟气热能吸收率而增加了烟气在炉内的流程，增加了烟气的流动阻力，致使高温烟气不能及时进入烟火管进行热交换，使炉膛内温度严重高出正常值而出现锅炉结硫、结焦的现象。同时在正常负荷运行中，炉膛的温度应比燃煤中的灰分熔点低。为使结焦分散，在司炉操作中频繁地打焦，使大量冷空气从炉门进入炉膛，炉膛内的温度就会迅速下降，同时增加了过剩空气量，恶化燃烧工况，降低燃烧效率。

考虑到受当地煤种供应限制，很难改用弱结焦性燃煤，需加强燃煤的炉前处理（混煤、参水），但合理改造侧烟道口径，加大烟气流量，适当的控制温度均可在一定程度上降低炉膛结硫、燃煤结焦的问题。

（2）锅炉正压燃烧

通过对锅炉内引风量的检测，发现其值大小远远低于鼓风量，导致锅炉在正压条件下燃烧。这里说的风量含风压和流量两个指标，在温度、阻力和结构形式相同的情况下流量是和风压成正比的，引风风压和鼓风风压之差的大小由最易改造的烟道阻力H烟道大小来决定的。

H烟道=h″1+Hysl-Hyzs Pa

H烟道―烟道总阻力，Pa。

h″1―平衡通风时炉膛出口处必须保持的真空度；一般计算时取h″1=20Pa。

Hysl―烟道流动总阻力，同烟道结构和截面积有关。

Hyzs―烟囱的自生风，烟囱固定时取值应相同。

当烟道结构和烟囱结构为定值时，改变烟道截面积将直接影响炉膛内的风压变化。即由于侧烟道口径过小，使烟气阻力增大，使引风风压不足，引起排烟不畅，从而导致炉膛产生正压。因此可尝试改造侧烟道口口径，是解决炉内正压燃烧问题的最简易办法。

（3）锅炉升温慢

烟火管式热水锅炉的传热，主要是靠高温烟气在烟火管中的热交换使炉水升温。由放热系数图表可知：其传热系数的大小主要与烟气流速有关。而烟道口径的大小又直接影响了烟气的流速。经检查分析并与其它类型锅炉比较发现，该型号锅炉侧烟道口径较小，使烟气在炉内流动速度很小，不能使高温烟气及时有效的在烟火管内进行热交换，同样是造成锅炉升温缓慢的主要原因。

鉴于以上情况，我们尝试对锅炉侧烟道口进行多次改造，并根据每次试验情况，绘制了η（锅炉热效率）-S（侧烟道口径）曲线如图1所示。

依据图1可知：锅炉效率η在烟道口径S为450×300mm时最高，达到了73.8%。因此，我们最终将烟道口径由原来的300×200mm改为450×300mm，使高温烟气在烟火管内充分进行热交换，提高了锅炉的热效率。

3 改造效果分析

按照上述方法对DZW型锅炉进行了改造，通过对其改造后的对流换热量和热效率数值进行了验算，发现其对流换热量跟改造前增加了11.32KJ/kg，锅炉热效率改造后比改造前提高了3%，这说明改造方法是可行的。

目前公司已经按照上述改造方案对公司内同种类型的其他锅炉进行了改造，锅炉的燃烧工况都得到了明显改善。首先炉膛挂硫现象基本消除，原来需要一个或者一个半月就需停炉清理炉膛，现在可在供暖期结束后，与锅炉保养一并处理，其次灰渣含碳量明显降低，正常起炉约1小时锅炉出水温度即可达到85℃，锅炉压力在1小时内即可达到0.4MPa。最后彻底消除了锅炉正压燃烧现象，锅炉房内环境也得到明显改善。

4 结语

DZW型烟火管锅炉在其烟道口设计过程中没有考虑到当地煤种的特点，导致此类锅炉在使用过程中出现升温慢、炉膛结硫、燃煤结焦以及正压燃烧等问题的。经过近三年的改造试验，上述问题已彻底解决，也未出现其他影响锅炉运行的现象。在提高锅炉效率、降低运行成本的同时，也降低了司炉工的工作强度、改善工作环境，是一次对推进节能减排工作有意义的尝试，具有非常重要的意义。

参考文献

[1] 马威，李沈生，贾玉鹤.沈阳市燃煤锅炉脱硫除尘设施存在问题及对策研究[J].环境保护与循环经济，2010（7）：48-51.

[2] 宋巍，王涛.浅谈燃煤锅炉的发展前景[J].应用能源技术，2010（3）：23-25.

[3] 易宝军，张立麒，朱海跃，等.煤粉富氧燃烧锅炉改造的热力计算研究[J].2014（12）：10-15.

[4] 吴康祖.浅谈燃油燃气锅炉调试点火时发生爆燃事故的原因与对策[J].2006，33（4）：178-181.