分層給煤燃燒技術(shù)在注汽鍋爐上的研究與應(yīng)用

李蘇

摘 要：燃煤注汽鍋爐屬于高溫高壓耗能設(shè)備，且分層給煤裝置在出廠時由于設(shè)計不合理、無微調(diào)裝置等，易造成爐排煤層厚度不均勻。對塊、沫的自然分離問題進行了分析，并進行了技術(shù)攻關(guān)，解決了6項技術(shù)難題，完成了分層給煤裝置的技術(shù)改造，為分層給煤技術(shù)在燃煤鍋爐上的應(yīng)用提供了寶貴的借鑒。

關(guān)鍵詞：分層給煤技術(shù)；注汽鍋爐；爐渣；上煤漏斗

中圖分類號：TK229.6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.142

QXL23噸燃煤注汽鍋爐實現(xiàn)了分層給煤技術(shù)的改造，實現(xiàn)了煤倉下煤均勻、通風(fēng)良好，改善了煤層的燃燒條件，避免了“火口”和“黑帶”現(xiàn)象，并減少了燃煤單耗，降低了爐渣含碳量，提高了鍋爐的熱效率，達到了節(jié)約燃煤的目的。

QXL23噸燃煤注汽鍋爐進行了6項技術(shù)改造，目前運行良好，可滿足蒸汽吞吐注汽的技術(shù)要求，爐渣的含碳量降低了5%，鍋爐熱效率提高了6%，鍋爐綜合利用效率較高，為燃煤注汽鍋爐在油田的推廣和應(yīng)用提供了寶貴的經(jīng)驗和借鑒。

1 原煤在鏈條爐排上燃燒中存在的問題

原煤在鏈條爐上燃燒時，存在上煤堆積、煤層厚度不均、燃燒不完全、爐渣含碳量偏高和排煙溫度偏高等缺陷，主要原因有以下6個方面：①黎式上煤漏斗布煤不均勻，易造成上煤堆積，這是由于傳輸帶離心力的作用，形成煤倉內(nèi)塊、面分離的狀況，使燃燒中配風(fēng)困難，煤燃燒不完全，出現(xiàn)跑火等現(xiàn)象，造成能源浪費，爐溫達不到設(shè)計要求，最終導(dǎo)致熱效率下降。②給煤機無微調(diào)裝置。對分層給煤機進行現(xiàn)場監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)，爐排煤層厚度不均勻，最大煤層厚度落差為120 mm（標準為80～100 mm），現(xiàn)有固定式分層給煤機無法實現(xiàn)分段調(diào)節(jié)，導(dǎo)致爐排上煤層兩側(cè)無法完全燃燒，造成大量浪費。③篩分器無調(diào)節(jié)裝置。原給煤機設(shè)計無法夠根據(jù)煤質(zhì)、顆粒度和煤的揮發(fā)分調(diào)節(jié)煤層厚度和爐排頻率，且對煤的適應(yīng)性差。④爐前無二次噴淋裝置。燃煤干燥易造成能源浪費，燃燒時細末隨風(fēng)飛揚，且細末會隨飛灰和煙氣一起被帶入除塵器，使除塵器負荷加大，易造成除塵堵塞和煙氣損失，進而增加引風(fēng)機的負擔(dān)。⑤配風(fēng)不合理，造成燃燒不完全。根據(jù)燃燒過程的不同，需要合理配風(fēng)，對注汽流程分析后發(fā)現(xiàn)，配風(fēng)對煤的燃燒起著至關(guān)重要的作用。但在實際運作過程中，儀表工與司爐的配合不協(xié)調(diào)易造成風(fēng)量和煤層參數(shù)的不準確，使煤不完全燃燒或風(fēng)量過大出現(xiàn)吹風(fēng)的現(xiàn)象，進而使熱損失增多，降低了鍋爐的熱效率。⑥注汽鍋爐無余熱回收裝置。對注汽鍋爐進行了熱態(tài)綜合測試，鍋爐的熱效率為75%，未達到燃煤注汽鍋爐熱效率≥81%的設(shè)計指標要求。

2 使用中存在的問題和改進措施

2.1 分層給煤機上的煤漏斗設(shè)計不合理

常存在布煤不均勻的情況，造成下煤時煤倉一側(cè)大量堆積原煤，使分層給煤機拔棍擋板負荷增加、維修間隔變短，甚至造成卡死無法使用的情況，需要維修工人下到10 m深的煤倉調(diào)整，且高空作業(yè)的危險系數(shù)大、勞動強度高。

改善措施：對原有給煤機漏斗的安裝尺寸進行了現(xiàn)場測繪，重新計算了給煤機漏斗與上煤系統(tǒng)之間的夾角，經(jīng)過反復(fù)試驗、設(shè)計和論證，在給煤機漏斗的左部、中部和右部各開了1個下煤口，形成“川”字型結(jié)構(gòu)，并安裝了2個煤擋板，以解決上煤時因負荷大、滾筒振動開裂或一側(cè)因離心力的作用而造成停爐的技術(shù)問題。

2.2 分層給煤設(shè)備缺乏微調(diào)裝置

在現(xiàn)場使用的過程中發(fā)現(xiàn)，分層給煤機布煤不均勻，厚度落差最大為120 mm（標準為80～100 mm），且塊、粒分離情況嚴重，導(dǎo)致煤層較厚的一側(cè)煤無法充分燃燒，造成燃料的大量浪費。

改善措施：針對分層給煤機布煤不均勻的情況，與鍋爐廠家進行了溝通，在不改變原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進行了適當更改，加裝了6塊微調(diào)壟型板，波浪形爪齒可將煤層拉出壟形，而爪齒與底部保持在同一個平面，將局部凸出的煤層拉平，積余在爪齒正面的煤會移向并填平凹面煤層。波形爪齒設(shè)計成可翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，可調(diào)整爪齒角度，從而達到抬高、放低爪齒的目的，所耙煤層始終控制在爐排上的細煤層部分，且可根據(jù)布煤情況調(diào)整。改進后的分層給煤機運行狀況較好，基本上解決了布煤不均勻的問題，經(jīng)過調(diào)試煤層厚度差可控制在10 mm之內(nèi)。

2.3 拱前篩分無調(diào)節(jié)裝置

在對拱前爐排布煤情況進行分析時發(fā)現(xiàn)，下塊煤時易出現(xiàn)爐前堆積、兩側(cè)下煤偏少和布煤不均勻的情況。

改善措施：為了達到布煤沿爐排方向呈壟溝型狀態(tài)，經(jīng)過多次現(xiàn)場測試，對原有的篩分器進行了改進，加裝了8塊角型分離板，制作的篩分器可以根據(jù)煤層的高度調(diào)節(jié)煤層厚度和爐排頻率，提高了鍋爐對煤種的適應(yīng)性，經(jīng)過運行試驗，效果良好，解決了拱前布煤不均勻的難題。

2.4 爐前無二次噴淋裝置

對于爐前無二次噴淋裝置的問題，在分層給煤機下方安裝了“二次噴淋裝置”，內(nèi)設(shè)6個噴頭，由閥門控制水的流量，利用水壓噴出的水霧均勻地灑落在燃煤上，有效解決了因煤干、濕度不均勻而導(dǎo)致煤在燃燒過程中無法發(fā)揮最大熱值的問題，提高了鍋爐的熱效率，降低了人力、物力的成本支出，解決了冬季燃煤加水的難題。

2.5 配風(fēng)參數(shù)調(diào)整不合理

對于燃煤注汽鍋爐而言，影響配風(fēng)的3個主要參數(shù)是風(fēng)門開度、煤層厚度和爐排頻率。這3個參數(shù)相互制約、相互影響。因此，可運用正交試驗找出3個參數(shù)的最佳配合，從而確定合理的過量空氣系數(shù)，以降低排煙容積，達到降低排煙熱損失的目的。

2.6 注汽鍋爐缺少余氣回收裝置

結(jié)合熱注站運行的實際情況，余熱回收采用管式空氣預(yù)熱器進行。應(yīng)用于鍋爐冷空氣的加熱裝置進入爐膛助燃，其是由多個支熱管組成的管束，中間用隔板分開，使兩邊的氣體不相互混攪，一邊可排煙氣，這段為加熱段；另一邊可排空氣（給氣），這段為冷卻段。排氣和給氣的流動方向相反，能最大限度地吸收煙氣溫度，實現(xiàn)熱量交換，經(jīng)濟效益明顯。

3 應(yīng)用效果

經(jīng)分層燃燒技術(shù)的應(yīng)用，鍋爐的燃燒狀況有了很大改善，煤層調(diào)節(jié)均勻、配風(fēng)合理、燃燒工況穩(wěn)定，自運行1年多，現(xiàn)場反饋良好，鍋爐的日均節(jié)煤量為2.08 t，設(shè)備的維修次數(shù)降低至每年2次以內(nèi)，基本為日常保養(yǎng)設(shè)備，提升了設(shè)備的利用率，延長了設(shè)備的使用壽命，取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

4 結(jié)束語

分層給煤技術(shù)的成功應(yīng)用極大地保障了生產(chǎn)急需，使維修和保養(yǎng)費用大幅降低，且降低了現(xiàn)場操作人員的勞動強度，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便和節(jié)能效果明顯等特點，完全符合燃煤注汽鍋爐的運行要求，解決了各種生產(chǎn)技術(shù)難題。

參考文獻

[1]徐衛(wèi)東.35T鏈條爐給煤裝置的改造——談分層燃燒裝置的使用[J].山西能源與節(jié)能，2006（02）.

〔編輯：張思楠〕