中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐需注意的技術(shù)問題

1、中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐需注意的技術(shù)問題我國中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐從1999年起對燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒水煤漿的技術(shù)改造至2005年第 一臺根據(jù)水煤漿燃燒過程（即水煤漿加熱階段、水煤漿中水份蒸發(fā)階段、揮發(fā)分析出和著火階段、固 定碳燃燒和燃盡階段）特性而設(shè)計的口動燃水煤漿蒸汽工業(yè)鍋爐投產(chǎn)運行至今一年多時間。畢競是新 生事物，難免存在不足之處；探討水煤漿燃燒所存在的一些技術(shù)問題。分析了爐膛結(jié)構(gòu)對水煤漿燃燒 的影響，闡述了防止結(jié)渣及結(jié)焦和排渣清灰排放比例的變化對除塵脫硫器的要求。中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐大多數(shù)的應(yīng)用在我國水煤漿發(fā)源地山東省及毗鄰的江蘇省和浙江省。 經(jīng)測試其燃燒效率大于98%、熱效率大于8

2、2%,環(huán)保指標(biāo)先進(jìn)，二氧化硫排放量為小于590mg/nm3； 只是國家鍋爐大氣排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的65%左右。燃燒穩(wěn)定，帶負(fù)荷能力強(qiáng)，啟動速度快。但在長期運 行或負(fù)荷波動運行還存在一些技術(shù)問題。針對存在的技術(shù)問題對中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐進(jìn)行探 討。1、爐腫空間的燃燒容積對鍋爐出力的影響：h前國內(nèi)人部分鍋爐制造廠家的中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐都是從燃汕（氣）的雙鍋筒縱置側(cè)燃 燒室俗稱''d結(jié)構(gòu)俏作改動而成。爐膛的空間燃燒份額較小，而且主要是容易燃燒的可燃?xì)怏w。有水 冷壁管的爐膛容積熱負(fù)荷最高，可達(dá)1881mj/ 而決定爐膛燃燒能力的主要參數(shù)則是爐膛有效燃 燒面積的熱負(fù)荷，鍋爐容量大，

3、要求的爐膛而積就大。而大面積爐膛亦受制造和整體布置上的限制。水煤漿的燃燒本質(zhì)是和煤粉燃燒類似的懸浮燃燒，全部燃燒過程采用低壓霧化在爐腫的空間內(nèi)完 成，所以應(yīng)充分考慮煤顆粒在懸浮過程中燃盡所需的時間。而這個時間與爐膛容積大小、燃燒火矩在 爐膛中的充滿度或均勻性有關(guān)?；谶@一點，在進(jìn)行燃用水煤漿工程設(shè)計時煤粉鍋爐的設(shè)計參數(shù)有一 定的參考價值，兇此，中小型燃用水燃漿工業(yè)鍋爐合理確定的容積熱負(fù)荷和不完全燃燒熔化特性及鍋 爐燃燒損失之間的關(guān)系是很重要的。水煤漿燃燒效率的目標(biāo)值定位在98%99%為合理。認(rèn)為屮小型 燃用水煤漿丁業(yè)鍋爐的爐膛容積熱負(fù)荷在5434863mj/m3為宜?；谶@一數(shù)據(jù)，為保證水煤漿

4、穩(wěn)定著火、燃燒和滿足爐膛容積熱負(fù)荷的需耍，在爐前設(shè)置穩(wěn)燃室。山于穩(wěn)燃室的容積設(shè)計上冇一定的耍 求，存在l/d的合理關(guān)系，并不可能無限增大穩(wěn)燃室。有的鍋爐結(jié)構(gòu)采取以上措施后仍不能滿足要求, 采用把爐膛底部向下降低從而保證有足夠的爐膛容積要求。但爐膛容積不能擴(kuò)展過大，過大會增加改 造費用且還增人熱損失，造成降低機(jī)組效率，并使啟動升溫時間延長。2、爐膛水冷程度對結(jié)焦的影響：一般屮小型燃用水煤漿丁業(yè)鍋爐受設(shè)計、工藝技術(shù)條件、金屬材料等因索的影響，爐膛水冷壁間 距較大，節(jié)徑比2-2.7,有的鍋爐這部分空間能占到1/3以上，有的甚至占到1/2。大面積的爐膛暴 露在火矩帶輻射下，這對燃燒方式的安全運行無妨，

5、而對粉狀燃料空間燃燒方式來說，雖有利于穩(wěn)定 燃燒和燃盡，但會帶來結(jié)渣危險，尤其是在灰熔點低而燃燒熱負(fù)荷偏高的情況下。爐墻的耐火磚一旦 結(jié)焦很難白行脫落，且越積越厚，甚至把水冷壁管埋在焦渣屮，使?fàn)t膛冷卻進(jìn)一步惡化，爐膛溫度隨 之升高，進(jìn)而又加劇結(jié)渣。積渣還會破壞煙氣流暢，更加劇了結(jié)渣，運行工況惡性發(fā)展的結(jié)果使負(fù)荷 下降，排煙溫度升高，最后被迫停爐清渣。這為保證從燃燒器噴出的漿能夠迅速著火和穩(wěn)定燃燒，一 般穩(wěn)燃家不布置水冷壁管，所以其爐膛結(jié)焦傾向更大。顯然，由丁受中小型鍋爐空間限制，這就要求 設(shè)計穩(wěn)燃室與燃燒器配合時必須合理得當(dāng)。所以中小型燃用燃水煤漿工業(yè)鍋爐設(shè)計時時應(yīng)預(yù)以考慮。3、防治結(jié)渣的措施

6、及其意義：3.1、防治結(jié)渣的措施：前已提到爐膛水冷卻度對結(jié)渣的影響，這只是結(jié)渣問題的一個方而。實際燃煤鍋爐結(jié)渣是一個古 老而復(fù)雜的課題，也是個難題。即使在水冷度100%的現(xiàn)代人容量煤粉鍋爐中同樣亦存在這一難題。 特別在煤種的選擇和設(shè)計不匹配時會形成惡性結(jié)渣，不僅破壞設(shè)備，嚴(yán)重時還會引起爆炸事故。一般來講，影響結(jié)渣形成的因索包括煤種選擇、燃燒室熱負(fù)荷等參數(shù)的匹配、爐膛水冷度、燃燒 器配風(fēng)設(shè)計、爐內(nèi)空氣動力場、爐壁附近的氧濃度籌等。對于每臺具體的鍋爐，采取防止結(jié)渣措施應(yīng) 有針對性。中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐可考慮如下防治結(jié)渣措施：(1) 、水煤漿燃燒器射流(噴咀角度)應(yīng)和爐膛匹配，確保從燃燒器噴出的

7、漿氣流不沖刷爐壁，更不允許沖刷漩口，使煤漿顆粒在空中懸浮燃燒。(2) 、控制燃燒室最高溫度，避免熔化的灰粒掉落在熾熱的爐底上，或者散射到各面爐壁上。冃前， 一般耍求水煤漿灰軟化溫度不低t1250°c,相應(yīng)的爐膛最高溫度應(yīng)控制在1250°c以下。(3) 、通過燃燒器進(jìn)行合理配風(fēng)，避免燃燒器四周爐壁附近出現(xiàn)還原性氣氛而導(dǎo)致灰熔點降低。(4) 、確保水煤漿濃度、粘度、粒度級配、流變物性、熱值籌指標(biāo)的質(zhì)量，這對確保良好的霧化、穩(wěn) 定燃燒、滿意的燃燒效率至關(guān)垂要。如果水煤漿流變特性差，漿顆粒粗大，特性變差，霧化不好，大 顆粒在燃完z前已被分離出燃燒中心，散落至爐底，誘發(fā)爐底結(jié)渣，造成

8、燃燒效率低。(5) 、爐膛的爐壁要做到盡量光滑，如在表|何涂抹微波釉，對防i上掛焦會起到更好的作用。(6) 、由于廣東省屬貧煤區(qū)，水煤漿燃料質(zhì)量不穩(wěn)定，在選購中小型燃用燃水煤漿工業(yè)鍋爐時以按以 下水煤漿質(zhì)量指標(biāo)作訂貨依據(jù)。水煤漿質(zhì)量指標(biāo)項目技術(shù)指標(biāo)項目技術(shù)指標(biāo)濃度55%±1%含硫量<0. 6%灰分<10%揮發(fā)份>30%粘度1. 2pa. s 土 0. 2發(fā)熱量3500kcal/kg平均粒度<50微米穩(wěn)定期靜止存放100天(7) 、水煤漿的燃燒采用低床霧化，水煤漿加熱階段、水煤漿屮水份蒸發(fā)階段、揮發(fā)分析出和著火階 段時爐膛前段為微正壓。固定碳燃燒和燃盡階段為防i

9、上未燃盡的水煤漿燃料下墜，利用引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù) 壓將未燃盡的水煤漿燃料拉起繼續(xù)燃盡；引風(fēng)機(jī)負(fù)壓最佳范圍在50100毫米水柱。也會起到很好的 防止底部結(jié)焦作用。3.2、合理排渣的意義:選擇合理的排渣方式冇利于鍋爐穩(wěn)定連續(xù)運行。水煤漿在屮小型鍋爐推廣應(yīng)用的初期重點是解決 穩(wěn)定燃燒，燃燒成功投運后，排渣的問題開始提到議事口程上來。現(xiàn)在排渣手段多半以人工為主。盡 管燃用水煤漿的屮小型鍋爐布置排渣裝置兒乎無空間，但適當(dāng)向爐底要空間還是有可能的，并可以采 用機(jī)械式與氣力式和水力式排渣系統(tǒng)，但前提繪結(jié)渣問題應(yīng)基本不存在，否則不管釆用何種排渣方式, 大塊焦渣都無法排出。應(yīng)當(dāng)指出的是快裝臥式布置中小型鍋爐爐底的坡度

10、極小，積渣不可能h動跌落 渣溝內(nèi)；必須采用輔助措施將渣排出。在實施排渣系統(tǒng)時，采用水力、氣力混合排渣方式，爐膛底部 布置成冷灰斗狀，中間沖灰溝布置為傾斜狀，以便灰渣順利排出，在沖灰溝中每隔一米左右裝配置一 個高壓氣、水混合噴咀定時將灰渣沖出，效果是非常理想的。但必須防止冷風(fēng)從排渣口進(jìn)入爐膛而影 響正常燃燒。3、定期清灰：實現(xiàn)對流受熱面管了系統(tǒng)的定期清灰冇利于鍋爐熱效率的提高。而屮小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐約 有90%的灰要通過對流受熱面管子系統(tǒng)。盡管水煤漿經(jīng)燃燒后灰量小，但通過對流受熱面的的灰份絕 對量仍比鏈條爐排鍋爐高。當(dāng)燃用中高灰份水煤漿時，更不可能忽視°積灰不僅影響鍋爐，還會影響

11、鍋爐出力。很多操作人員誤認(rèn)為水煤漿燃燒后帶不上負(fù)荷，原因就在于沒能實現(xiàn)定期沖洗措施所造成。 針對積灰現(xiàn)象在對流管束布置利用壓縮空氣的吹灰裝置進(jìn)行定期吹掃，可人人提高鍋爐的效率。為便 于觀察，可加裝反映煙道阻塞的負(fù)壓表，以指示對流管束堵塞悄況，另外在適當(dāng)位置應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的檢 查門。4、實現(xiàn)合理配風(fēng)：中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐均不安裝指示煙氣含氧量的氧量計，送風(fēng)量的人小很盲目，一般僅看 煙囪不冒黑煙就認(rèn)為燃燒止常了，實際上屮小型燃用水煤漿丄業(yè)鍋爐的過量空氣很高。水煤漿鍋爐有 低壓霧化風(fēng)和鼓風(fēng)二道風(fēng)，使得過量空氣更加明顯，有的鍋爐煙氣含氧量達(dá)到18%。因而鍋爐效率大低于設(shè)計效率。水煤漿燃燒屬于潔凈煤燃燒

12、，除了有害物質(zhì)排放量少的優(yōu)點外，高效率燃燒也是一個重耍方面。補(bǔ)裝氧量計可以為合理調(diào)整配風(fēng)提供依據(jù)，從而使水煤漿燃燒更充分，更可以減少排煙熱 損失，從而提高鍋爐熱效率，提高能源利用率。5、實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放：中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐在廣東省內(nèi)配置的除塵器有麻石、多管或簡單的旋風(fēng)式，分離效率約 在80%左右。中小型燃用水煤漿工業(yè)鍋爐水煤漿燃燒后通過除塵器的灰量增加3%5%,分離器負(fù)荷大 大增加，對環(huán)保要求高的i類地區(qū)11時段往往難以達(dá)標(biāo)。采用靜電除塵器是最好的辦法，但口前小型 靜電除塵器市場價格較貴，相近于1/2臺4t/h水煤漿鍋爐，對于單臺鍋爐己有水膜和旋風(fēng)雙作用的除 塵器在試用，h前已開發(fā)了包括脫硫功能在內(nèi)的多功能高效除塵器。在燃用水煤漿的鍋爐除塵器曾采 用過旋流板式除塵器、噴淋泡沫脫硫除塵器、高效除塵器、脈沖式除塵器。旋流板式噴淋除塵器效果 很好，但因灰量大，需建較大的沉淀池，口處理沉淀的灰較費時費力，