重污染天氣期間鏈條爐排鍋爐的運行操作方法

吳德忠+王洪明+董巖+李宏偉

[摘 要]燃煤鏈條爐排熱水鍋爐是長春市冬季供暖的主要爐種，為防止重污染天氣污染的排放，一定要保證鍋爐連續(xù)運行且爐內(nèi)燃料的完全燃燒。本文對鏈條爐排鍋爐的起爐和停爐、經(jīng)常起爐和停爐的危害及操作難度作出了介紹，建議通過負荷調(diào)節(jié)從而使鍋爐實現(xiàn)采暖期的連續(xù)運行。負荷調(diào)節(jié)時要在煤層厚度、爐排速度、引風(fēng)量、送風(fēng)量四個參數(shù)上反復(fù)試驗、調(diào)整以達到最佳的效果。

[關(guān)鍵詞]鏈條爐排鍋爐；連續(xù)運行；間斷運行；負荷調(diào)節(jié)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.02.043

[中圖分類號]TK229.6 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）02-00-02

近十年，在中國北方，由冬季燃煤鍋爐燃燒不充分、污染物排放超標(biāo)導(dǎo)致的重污染天氣越來越多。長春吉大致遠供熱有限公司是專業(yè)供熱公司，主要負責(zé)吉林大學(xué)的供熱，現(xiàn)轄三個鍋爐房，其中心校區(qū)鍋爐房8臺鍋爐（1臺15噸位、5臺20噸位、2臺30噸位），西區(qū)鍋爐房4臺鍋爐（2臺20噸位、2臺10噸位），朝陽校區(qū)鍋爐房4臺鍋爐（2臺10噸位、2臺6噸位）。在重污染天氣期間，筆者對相當(dāng)噸位的燃煤鏈條爐排熱水供暖鍋爐的運行操作，總結(jié)了一套方法，在現(xiàn)有條件下，以期為城市空氣清潔與節(jié)能環(huán)保做出貢獻。

燃煤鍋爐燃料完全燃燒的必要和充分條件是爐內(nèi)有相當(dāng)高的爐膛溫度、供給適量的空氣量、燃料與空氣充分混合、足夠進行燃燒反應(yīng)的爐內(nèi)停留時間。燃煤鍋爐燃料的完全燃燒是節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染的前提條件。特別是在現(xiàn)階段環(huán)保設(shè)施改造還未全部完成、很多供熱單位鍋爐不能短時間內(nèi)全部改造合格實現(xiàn)環(huán)保達標(biāo)排放的情況下，調(diào)整鍋爐的運行狀態(tài)，使鍋爐在額定工況穩(wěn)定運行、燃料充分燃燒，這也是實現(xiàn)節(jié)能降耗、減少環(huán)境污染的有效途徑。除了安裝除塵脫硫、脫硝設(shè)施，還可通過系列手段保證爐內(nèi)燃料完全燃燒，連續(xù)運行以降低排煙污染物的初始排放濃度、減少污染物總量的排放，降低環(huán)保運行的成本，最終達到降低排放濃度的目的。

很多寒冷地區(qū)供熱鍋爐都采用間歇供熱的方式，根據(jù)室外溫度的變化調(diào)整供熱的時間，特別是在采暖初、末期。但鍋爐運行頻繁啟動對鍋爐設(shè)備、燃料充分燃燒，降低污染物的排放都是不利的。有利于節(jié)能環(huán)保的最佳運行方式是連續(xù)運行。鍋爐的連續(xù)穩(wěn)定運行、煤層厚度適宜、送風(fēng)均勻、送風(fēng)量合理、著火穩(wěn)定、燃燒均勻、火床各區(qū)域長度適宜與不跑火等狀態(tài)下，可使鍋爐內(nèi)的燃料實現(xiàn)完全燃燒。下面對鏈條鍋爐間斷運行和連續(xù)運行的利弊、間斷運行及連續(xù)運行司爐操作時應(yīng)注意的事項進行簡要論述。

1 鏈條鍋爐間斷運行的弊端

所謂間斷運行，就是鍋爐爐腔內(nèi)的燃料不處于連續(xù)燃燒的狀態(tài)，即鍋爐要經(jīng)常的起爐、停爐。鍋爐在停爐和起爐的過程中因燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定，負荷變化大，持續(xù)時間長，鼓引風(fēng)量一直處在動態(tài)變化的過程，不能保持最佳比例，很容易造成供氣量不足或供氣量過大，而導(dǎo)致燃料不完全燃燒，冒黑煙，最終加劇了環(huán)境污染。實際運行過程中，因鍋爐停爐和起爐的程序復(fù)雜、操作繁瑣、時間長，操作人員需要具有一定的專業(yè)知識和豐富的司爐經(jīng)驗，并對鍋爐的運行工況有充分了解，從而實現(xiàn)規(guī)范操作，避免在停爐和起爐時經(jīng)常出現(xiàn)冒黑煙的情況。鏈條鍋爐在采暖初、末期通過負荷調(diào)整不能滿足要求時，會采取間斷運行的供暖方式，停爐和起爐期間鍋爐出現(xiàn)燃料不完全燃燒，污染物排量放較大，停爐和起爐程序復(fù)雜，還會因頻繁的熱脹冷縮，產(chǎn)生附加應(yīng)力，引起金屬疲勞，使鍋爐接縫或脹口滲水，電氣設(shè)備頻繁啟動會增加故障率，縮短使用壽命。

2 間斷運行和起爐、停爐應(yīng)注意的操作要點

鏈條鍋爐間斷運行，每次停爐和起爐都需要對鍋爐運行的負荷進行調(diào)整。壓火停爐前，首先需要調(diào)慢爐排轉(zhuǎn)速，拉高煤閘板增加煤層厚度，這時要比正常運行時高30～50 mm，厚煤層運行至離煤閘板1.5 米左右，逐漸降低負荷，減少供煤量，使火床長度縮短到正常情況的60%左右（正常運行狀態(tài)下火床長度是爐排長度的70%），逐漸減小送風(fēng)量和引風(fēng)量，調(diào)整時必須要保證爐堂負壓，降低鍋爐出力，待爐膛溫度降到700℃以下、引風(fēng)量減小到正常值的30%左右時停止送風(fēng)，減弱引風(fēng)直到完全停止引風(fēng)（此過程大概需要30分鐘）。負荷停止后，待新煤（起火點）離開煤閘板800～1 000 mm時停止?fàn)t排運行，停止給煤，打開爐門和灰門進行自然通風(fēng)，使?fàn)t排自然冷卻，爐膛內(nèi)溫度降低，以防止煤炭復(fù)燃，燒損爐排、煤閘板甚至是煤斗，如果壓火時間較長，爐火復(fù)燃到煤閘板附近時，還需要再次啟動爐排，使復(fù)燃部位離煤閘板不低于500 mm。最后盡量關(guān)小引風(fēng)風(fēng)閥，保證爐門不冒煙即可。

重新起爐時需要先關(guān)閉爐門、灰門，打開引風(fēng)風(fēng)閥或閘板，先以自然通風(fēng)進行養(yǎng)火、緩火，待爐堂內(nèi)有復(fù)燃跡象、溫度升高至300℃～400℃后再開啟引風(fēng)至額定負荷的30%左右，約5-10分鐘再開啟送風(fēng)，待爐膛內(nèi)煤炭全部點燃后，逐漸調(diào)整到額定負荷狀態(tài)下的鼓引風(fēng)量，爐膛火床燃燒到著火點并接近煤閘板50 mm左右時開啟爐排，由慢到快，逐漸加大至所需負荷，不可直接將送風(fēng)、引風(fēng)、爐排直接啟動到正常運行負荷。

3 采暖期鍋爐連續(xù)運行的操作方法

鏈條爐排鍋爐要實現(xiàn)節(jié)能降耗、減少污染物的排放，應(yīng)選擇連續(xù)運行的方式，在連續(xù)運行的情況下，將鍋爐調(diào)整到最佳運行工況，保證燃料的充分燃燒。如必須間斷運行，也應(yīng)規(guī)范操作，嚴格按操作規(guī)程進行，盡量避免停爐、起爐時因負荷調(diào)整造成的燃料燃燒不充分、冒黑煙，進而有效地降低環(huán)境污染。

鏈條爐排鍋爐在采暖運行初期和末期可通過調(diào)節(jié)負荷的方式實現(xiàn)連續(xù)運行。負荷增加不大時，可通過先增加引風(fēng)、再增加送風(fēng)、然后增加爐排速度實現(xiàn)連續(xù)供暖；當(dāng)負荷進一步增大時，應(yīng)先加大煤層厚度、再增加引風(fēng)、增加送風(fēng)、增加爐排速度；負荷減小時逆向操作。鍋爐運行負荷不宜過低，鍋爐負荷低時，燃燒室溫度降低，不利于完全燃燒，一般鍋爐負荷不宜低于額定負荷的60%。運行時，隨著室外溫度的降低，可以逐漸加大鍋爐的負荷，直到達到額定負荷。采暖鍋爐多數(shù)設(shè)置多臺鍋爐，還可以通過調(diào)整鍋爐運行臺數(shù)實現(xiàn)負荷調(diào)整，最終實現(xiàn)鍋爐的連續(xù)運行。

鏈條爐排鍋爐負荷調(diào)節(jié)需根據(jù)煤種的情況調(diào)整煤層厚度、爐排速度、引風(fēng)、送風(fēng)量（各燃燒段根據(jù)實際情況分配），四個參數(shù)必須調(diào)整到一個最佳比例才能實現(xiàn)完全燃燒，每一個最佳燃燒狀態(tài)，需反復(fù)試驗、多次調(diào)整才能實現(xiàn)。因此，鏈條爐排鍋爐運行時不應(yīng)經(jīng)常調(diào)整負荷，即使有歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)（煤層厚度對應(yīng)爐排速度、送引風(fēng)量、各風(fēng)室風(fēng)門開啟度等），從一個穩(wěn)定完全燃燒狀態(tài)調(diào)整到另一個穩(wěn)定完全燃燒狀態(tài)，也需要2小時以上的時間。如果煤種變化或沒有歷史數(shù)據(jù)，需要更長時間多次調(diào)整才能達到最佳的燃燒狀態(tài)。在一個穩(wěn)定的狀態(tài)，隨著鍋爐工況、室外溫度、燃料儲存情況等的變化，運行狀態(tài)也會發(fā)生改變。因此，采暖鍋爐運行期內(nèi)也應(yīng)盡量保證燃料供應(yīng)的穩(wěn)定，不要經(jīng)常更換煤種。保持鍋爐穩(wěn)定連續(xù)運行是控制鍋爐燃燒狀態(tài)、節(jié)能降耗、降低環(huán)境污染的有效途徑。鍋爐運行調(diào)整到最佳燃燒狀態(tài)后，最好保證穩(wěn)定連續(xù)運行。

燃料與空氣需充分混合接觸，煤層不能過厚，燃燒不同性質(zhì)的煤，應(yīng)采取不同的操作方法，對于結(jié)焦性弱、揮發(fā)分低、著火難度大的煤要保持較厚的煤層，推煤要慢，風(fēng)壓要大，促使火焰向前卷，從而提高拱的溫度，保證新煤提前著火；對于易結(jié)渣、揮發(fā)分高的煤，煤層要適當(dāng)調(diào)?。粚τ趽]發(fā)分少的煤，煤層要厚，這是為了避免爐排后部因渣層太薄而造成大量漏風(fēng)。煤的粒度要求在50 mm以下，0～2 mm的煤不宜直接進爐燃燒。保持爐排上滿床火，未燃燒段30 mm、燃燼段80 mm左右，燃燒中心的火焰顏色為麥黃色不透明。撥火或碎渣時盡量調(diào)小風(fēng)門的開度，縮短操作時間，避免在爐膛前部和中部撥火，也不許在火床上用人工投煤，保證爐膛溫度在1 100℃左右，這樣才能實現(xiàn)鏈條爐排燃料的完全燃燒。

鍋爐連續(xù)穩(wěn)定運行時主要通過調(diào)整爐排轉(zhuǎn)數(shù)來保證足夠地進行燃燒反應(yīng)的爐內(nèi)停留時間，通過調(diào)整鼓引風(fēng)變頻、風(fēng)門、煤層厚度保證供給適量的空氣量和燃料與空氣充分混合，同時保證爐內(nèi)有相當(dāng)高的爐膛溫度，使燃料充分燃燒。各項操作調(diào)節(jié)需要協(xié)調(diào)統(tǒng)一，不能通過調(diào)節(jié)哪一項指標(biāo)來實現(xiàn)鍋爐燃燒狀態(tài)的調(diào)整。鍋爐運行時，爐排變速箱轉(zhuǎn)速直接決定燃料在爐膛內(nèi)的停留和燃燒時間，運行中應(yīng)根據(jù)煤質(zhì)、煤渣的燒盡情況和負荷情況做出適度的調(diào)整，一般情況可以控制在250～400轉(zhuǎn)，最高不得超過450轉(zhuǎn)，以維持足夠的燃燒時間。

風(fēng)量的調(diào)整需按照鍋爐的燃燒特性，在第一風(fēng)室干燥預(yù)燃階段，及第五風(fēng)室的燃盡階段，應(yīng)配給較少的風(fēng)量，而第二、三、四風(fēng)室部分為主燃燒階段，應(yīng)給予足夠的空氣量，但也不是三個風(fēng)室都一樣，也不是越大越好，要根據(jù)火焰的顏色決定送風(fēng)量，但主燃段為麥黃色、靠近燃燼段為亮黃色為最佳。風(fēng)量由鼓風(fēng)機變頻和各風(fēng)室風(fēng)門控制，根據(jù)鍋爐的負荷和爐膛內(nèi)各區(qū)域的火焰顏色正確調(diào)整各風(fēng)門的開度，總風(fēng)量由鼓風(fēng)機擋板控制，一般控制在理論空氣量的1.3倍左右，爐膛負壓由引風(fēng)機變頻配合送風(fēng)量控制，爐膛負壓維持在-50 Pa～-80 Pa之間為宜，司爐人員可打開觀火孔用軟紙測試，感覺有風(fēng)吸入即可。

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