工业锅炉炉拱节能技术改造

工业锅炉炉拱节能技术改造基本信息

（一）6.5t/h至35t/h链条炉节能技术改造
在链条炉中，炉膛结构形状对煤的着火和燃烧起着重要作用，其炉拱对链条炉的燃烧特性，特别是对新煤的引燃和炉内高温气体及空气的混合有重要作用。链条炉运行中在确定燃料有关参数后，配合相应的炉拱形状及有关尺寸参数情况下，才能达到比较经济的运行工况。而目前我国生产的锅炉为参照一定参数的煤种而定型生产的，所以，用户在使用时，绝大多数企业所应用煤质与设计参数不符，导致运行工况不佳。根据普遍存在的炉拱不合理情况，我公司与有关科研单位合作研制成功了新型节能拱。

一、新型节能拱机理特点：
1、根据不同炉型及应用煤质设计科学合理的前、后拱拱墙参数，即覆盖率、高度、倾角等。
2、采取正反圆弧与直线结合兼有抛物线型引燃拱的双层曲线拱为前拱，后拱按适应的倾角和覆盖率相互呼应。
3、该新型节能拱，增加前拱覆盖率，增加炉排前区、中区、辐射热量，以便增加可燃气体挥发量，为强烈燃烧和提高炉膛温度创造条件。
4、新型节能拱具有部分二次风作用，能促使气注搅动，在炉膛内造成强烈旋涡，使可燃气体、颗粒与空气得到良好的混合，延长烟气在炉膛内的流动路程和增加充满程度，使可燃气体和气浮颗粒得到较长时间的停留。以便充分燃烧，减少不完全燃烧损失。
5、新型节能拱使烟气中所夹带的较大颗粒的红火碳粒大部份落在凸形区下，有利于前区引燃，为强烈燃烧提供条件，极大的减少烟囱飞灰排出量和充分节煤。
6、新型炉拱采用优质耐磨型高温微膨胀浇注料现场施工，有效地解决了普通烧注料或吊砖所存在的高温收缩、裂纹引起结构松散、脱落问题。延长了拱墙使用寿命。

二、改造后新型节能拱的特点：
1、该新型节能拱能有效地提高煤种拓宽度一般原型为燃贫煤、烟煤型锅炉中，能燃用挥发份在15%至20%贫煤。
2、有效地改善锅炉燃烧工况，炉膛温度明显提高。
3、提高锅炉热效率，达到设计指标。
4、降低煤渣残碳量，达到设计标准。
5、新型耐磨材料制作的拱墙具有抗冲刷、耐高温、抗热震、高温微膨胀等特点、使用寿命可比原拱墙提高一倍以上。

（二）抛煤机链条炉节能技术改造

一、抛煤机链条炉运行机理分析：
抛煤机链条炉具有着火条件优越、燃烧强度大、适应性广等优点。所以，在我国工业企业及小火电行业应用广泛，但根据广大用户应用情况，其锅炉运行存在着以下几个问题：
1、锅炉炉膛结构不合理，属开式炉膛且没有卫燃带，火床及火焰向四周（包括顶棚）水冷壁的辐射放热很强，使得火床温度较低（尤其是在燃用劣质燃料时），燃料的着火时间延长，焦炭所需的燃尽时间增加，从而，不能使焦炭充分燃烧，炉渣含碳量较高，导致热效率低。
2、二次风达不到设计的预期效果，化学不完全燃烧损失大，飞灰量和飞灰含碳量均较高。根据用户冷态试验和运行实践证明，该炉设计的二次风条件下，在距离二次风出口约一米处，二次风的能量即已耗尽，且二次风出口的总宽度仅占整个前墙宽度的25%左右，因此二次风的作用是非常有限的，对搅混烟气和压住抛入炉膛的细煤屑，使其不能直接进入对流受热面，减少炉膛的飞灰量以及增加煤屑在炉膛内的停留时间，降低飞含碳量的作用不明显。烟气在炉膛内得不到充分混合，而进入对流受热面后其温度很快降低使排烟中的CO含量较高，造成了很大的化学不完全损失，由于锅炉的飞灰量较大，对后部受热面产生剧烈磨损，使除尘器的负担加重，锅炉排烟中的飞灰浓度较高，造成对大气环境的污染。
3、由于二次风作用不明显，炉膛内存在烟气流动死角，有部份烟气滞止区，炉膛烟气充满度不好，使部分区域的水冷壁受热面得不到有效的利用，也缩短了烟气在炉膛内的停留时间。
4、抛煤机链条炉的特性为运行时煤通过风力机械从前墙区抛向火床及后墙域着火燃烧，所以，运行时有一部分煤粒直接冲击到炉膛内后拱拱墙，且运行时热震蠕动导致后拱拱墙极易产生脱落损坏，直至影响到正常运行和大修周期，而未经改造前的拱墙采用普通耐火骨料和矾土水泥配制的耐火混凝土，其材料耐火度较低，热震稳定性差，烧成收缩及重烧线收缩均较大，加之施工时往往忽视施工及养护质量，使其拱墙经高温运行使用后即内部产生裂纹，在高温气流及煤粒冲击下，短时间即损坏，所以，该型锅炉拱墙未改造前其使用寿命较短。

二、抛煤机链条炉节能改造机理及其方案：
针对该型锅炉存在问题，改造时采取方案及机理为：
1、利用二次风的作用原理，减少机械和化学不完全燃烧损失，提高锅炉热效率，在炉膛内加设中拱。加设中拱时以不影响炉膛内的抛煤及二次风，保证有足够的火焰长度，不使烟气在炉膛内的流动增加太大的阻力条件下，选择中拱的高度和长度以及喉口尺寸。具体视当地使用煤质及炉型进行热力计算和通风阻力计算后确定。
2、为使后拱具备较好的抗冲击和冲刷性能，在后拱区采取增加保护拱，增设保护拱时按有利于炉膛内燃料着火。保证炉膛内有效燃烧面积，炉膛内拱墙呼应有利于烟气运行的原则，采取三角形与正反圆弧相结合的结构。
3、炉拱改造时，为提高其拱墙的耐火性能以及抗热震稳定性，延长使用寿命，拱墙材质选用本公司研制的优质高铝耐温耐磨型烧注料。该烧注料以磷酸盐高铝耐火混凝土为基础，用氧化铝微粉、耐热钢纤维。本公司合成的专用高温微膨胀材料按科学的配方及离心工技术措施改善其耐温、耐冲刷、抗热震性能，确保其拱墙在热态运行时冲击、冲刷、热震蠕动情况下的安全运行。
4、根据锅炉的具体情况，采取必要的密封措施以及配套设备运行参数调节，以达到其最佳效果。

三、改造后锅炉运行中应注意的问题：
由于改造后炉膛内增加了炉拱、整个炉膛的气流运行及烟气充满程度较理想，故二次风使用时应根据实际情况进行调节。同时炉膛的热容量增加了，当运行一段时间后炉拱上有积灰现象，热容量增加会更大，停炉后炉温较改前下降得慢，因此，停炉后锅炉的放水时间应适当延长，否则，被积灰埋住的水冷壁管可能会超温而被烧坏。为了加快停炉后炉温的下降，可在后拱炉拱上面设置一吹灰器，在停炉时炉拱上积灰吹走，也可进行定期吹灰。