小型燃煤锅炉的燃烧效果与消烟除尘.pdf

√ 期 小型燃煤锅炉 的燃烧效果与消烟除尘 林 彦奇 德荣 辽宁 省 环境保 护科 学研 究所 ／ ． 象 √ 沈阳北站商贸金融开发区开发建设总公司 王 秀君 沈阳颓发房屋土地开发公司 消熘 除尘效 果的好 与坏 ， 关键要 看 燃 料 在炉 内是否达到充分燃烧 ， 要达到充分燃烧 就 必 须 具备合理 的炉 膛结构 、 合理 的 送 风和 先进 的燃 烧设备 及科学的操作技术 。 目前 ， 容 量在 l t ／ h以上的 小型层燃 锅炉 中 ， 基本 上 都 采 用T机械炉 排燃烧设备 ， 这 种燃 烧设备 ， 克服了旧式手烧炉的许多缺点， 使燃 烧连续 稳定 ， 消烟 除尘效果 显著 丽小于 1 t ／ h的锅 炉 和 常 五多用炉 中， 还有相 当一部 分 的新 式 手烧 炉 。由于新 式手烧炉 比旧式手烧炉 有 许 多改 进 ， 近几年 来仍得到 比较 广泛的应用 。 本 文就 目前 比较普遍应用的几种燃烧设备的燃 烧 效 果进 行讨论 ， 以寻求较好 的节 能 和 消烟 除尘途 径 。 一 、机械化层燃炉 一 链条炉排炉 链条炉排 的燃烧在运行时， 煤是借 自重 由煤 斗 下部 滑落到 炉排上 面 ， 其煤 层厚 度 根 、2 据煤种由煤 闸板控翻， 随着炉排 的缓缀向后 水平移动， 丽进入炉膛内。 煤依靠炉膛内的高 温 辐射热 量而从上 至下 由前 至后 地着 火 、 燃 烧 。 其燃烧 的煤层在炉 排有效长度 内， 由前 至 后依次是新煤区； 挥发物逸出和燃烧区； 焦炭 燃烧 氧化 区 ； 焦 炭燃 烧还 原 区 ； 灰渣 形成 区 。 燃烧所需要的空气是根据燃烧的剧烈程度从 炉排下 部分段送入 ， 仅有 1 0 左 石是 由煤 层 上部送入 称作二次风 。烟气则 由反射拱导 向前方， 其作用一是增加可燃物在炉内停 留 时间， 使其能得到充分燃烧。 二是产生的高温 烟气有利于点燃新燃料， 使其迅速着火。 由于 整个燃烧过程的各个阶段是 连续且 有序地 合 理 完成 ， 所 不存在象 旧式 手烧 炉 鄢种严 重 的热力周期性， 使燃烧工况有了极大的改善 。 燃烧正常 的炉子， 其消烟除尘效 果和节能效 果都非常显著。 链 条炉 排的燃烧与旧式手烧 炉相 比虽然 有许多优点 ， 但也存在不同程度的同题 9 7 一 r 技 Z ， 科 境 环 r n．． ． 、／ 维普资讯 1 、 链 条炉 ， 是单 面 引火 的炉子 ， 着火 条件 不 如手烧炉 。 2 、 对煤 的 灰分 有 一定 要求 ， 灰 分过 大影 响通 风 ， 灰 尘易包 裹在 炭粒表 面 而使 炭粒 难 以燃尽 。 灰分过 小叉 易使炉排过 热 ， 容易造成 机械故障。 灰熔点太低 ， 易使络渣堵塞巩排孔 隙 影响 通 风 ， 一 般 宜 控 制 在 干 燥 基 灰分 1 2 0 0 ℃ 。 3 、 水分 含量 不 宜过大 ， 过大 会 增加 干燥 时间 ， 礁着火准 备阶段 延长， 使主燃烧 区后 移， 相对缩短了炉排的有效长度． 这样将会使 炉 渣含 炭量增高 ， ， 机械 不完 全燃烧热损失增 大 。 4 、 挥 发分含 量 不 宜过 小 ， 过 小 会使 着火 困难， 同样会使机械不完燃烧热损失增大。 5 、 由于燃料与燃料之间和燃料与炉排之 间没有相对运 动， 所 以对燃用粘结性强 的煤 时很 困难 ， 丽 对弱 粘结和 不 粘结性 煤 质又 会 使细小炭垃 被风 吹起 或漏到炉 排 下面 ， 造成 飞灰和漏煤损失增大 。 对燃烧这两种煤， 易使 通风不均匀 ． 造成燃 烧恶化 ， 不但锅炉热效 率 和 出力要降 低 ， 而且 还是 造成排 尘 浓度 增高 和 冒黑烟现 象的主要原 因。 对于 以烧 粘 结性 强的煤 为主 时 ， 笔者 推 荐一种茼单有效 的办法， 可在炉排上面适当 位置 根据燃烧情况确定 横向加设一个三角 形 可用角钢焊制 破焦器， 使煤在运行到破 焦器上时 自然有 一个上下翻 转的过程通过 翻转不但能起到强化破焦的作用。 还 能松散 煤层以利通风使氧气与可燃物混合均匀。另 外 ， 翻转 下来 的红火 层有 利于在 煤层下 面 燃 烧 ， 促成双面引火的条件 ， 这种方法对改善燃 烧其效果是比较明显的 。为防止破焦器烧损 或变形 ， 要在其孔隙 内 通以循环水。 二 水平式往复炉排炉 水平式往复炉排炉又叫水平式逆推往复 炉排炉。它的燃烧过程与链条炉排基本是一 样的， 燃科在炉排上 由前至后顺序燃烧。 但与 链 条炉 排燃烧 的最大 区别是 ， 炉 排 在运 行过 程 中 ． 其煤 颗 粒之 间和煤 层 与炉 排之 间 有 比 较大 的相对运 动 。由于 这种运动对燃烧 效果 可 以具有四个 方面的优 点 1 由于活动炉 排 片有规律 有节奏的往复运动， 使燃料有一个 抬起 和 趺落 的过 程 ． 可 以使 巴结 成 的焦 块破 碎 。 2 由于这种不 同状 态的运动 ， 燃料层得 到疏松 ， 使其 透气性得 到改善 ， 有利于可燃物 与氧气 的充分混 合 。 3 在这种特 别运动状态 下， 可礁煤层表面燃烧的红火层被翻到燃料 层的下层 ， 使之成为底层着火的火源 。 4 在 这 种运 动状 态下 ， 还 可使 包裹 在燃 料层外 表 面的 灰衣 脱落 ， 这样有利 于可燃物的燃尽 这 些优 点 的存 在 ， 为燃 料达到 充分 燃烧 创 造 了 良好 的条件 。 单 纯就燃烧效 果来讲 ， 往 复炉排 的燃 烧是 比较 好 的。 如果运行得好 ， 烟 囱基 本 不 冒黑 烟 。 在煤 种 适应性 方面 ， 往 复炉排要好 于链 条炉排 。 存在的 问题 1 、 因为水平往复炉排不但在水平方面有 相 对运动 ， 而且在 垂直方向也有相对 运动 。 所 以漏煤 比较 严重 。 2 炉排 片段 有象 链条炉 排 的冷 却过 程 ， 所以容易造成过热变形和烧损现象。 三 下饲式无烟 烧煤 机炉 这种燃烧方式的特点是 ， 由饲槽下部给 煤下部送 风， 煤在由下向上推进过程中逐渐 被 加热 、 干燥 、 析 出挥发 分而 着火燃 烧 ， 灰渣 由翻转炉排是期翻入灰坑 内。因为高温燃烧 区在煤层表面 ， 可燃气体在穿过高温燃烧区 时即可达到充分燃烧。阿时由于是机械的连 续加煤 ， 而且在饲槽的深度和宽度方向上的 燃烧过 程基本一致 ， 能达到 较高 的燃 尽度 ， 所 以烟气中含尘浓度也有明显降低。 下饲式烧煤机结构简单、 体积小、 燃烧稳 定、 消烟除尘效果较好 ， 而且具有节煤、 热效 率高的特点。所以在 l t ／ h以下锅炉 、 窑炉和 大灶 的改造方 面具 有一定应 用价 值 维普资讯 存在 的问题 ； 1 、 对煤的级配有较高要求， 即最大粒径 不应 太于 5 O毫 米 ， 面 O ～ 6毫米 的 细屑不宜 超 过 5 0 1 。 2 、 不适应 高 水分和低挥发分煤的燃烧 。 3 、 燃用 灰熔 点低的煤 易结熔渣 而阻碍通 风， 影响燃烧效果。 4 、 容易发生机械故障。 四 抽板顶升给煤机炉 抽板顶升给煤机炉的燃烧过程基本与下 饲烧煤机相 同， 不同的是它间歇加煤 ， 燃烧工 况呈周 期性变 化 ， 灰渣 由人工 定期从 炉门扒 出， 燃烧效果不如下饲烧煤机炉 。 但与旧式手 烧炉相比， 因为是机械加煤 ， 炉门不需频繁开 启 ， 避免 了冷空气 的频 繁涌入 ， 能保 持炉 内的 高温 条件 ， 燃 烧 比旧式手烧 炉稳定 ， 热效率也 比旧式 手烧 炉高 。 因结构 比较简单 ， 且 同样具 有 良好 的消烟 除尘作用 。所 以在小容 量锅炉 及太灶 的改造上 得到推 广和应用 。 存在 的 问题 l 、 煤 层 中心 部位 通风 条件 差 ， 常因空气 供应不足而 难 以燃尽 。从 而使排烟 黑度增大 和灰 渣含炭量 增 高 。 2 、 由于 设 备较 高 ， 给 旧炉 改造带 来一定 困难 。 3 、 不适应 燃 用 灰熔 点低 的煤 ， 也 适应 高水分和低热值低挥发分煤的燃烧。 4 、 传动机构易出故障 。 二 、 新式手烧炉 一 双层 炉 排炉 双层 炉 排 炉是 一种 新式 手烧 炉 ， 这种手 烧炉燃烧的 特点 在于采用 了上层水管炉排产 生部分煤气的明火反烧和下层炉排的余燃靠 渣 ， 使 其燃 烧 比较 充分 。运 行时 ， 煤 由上炉门 间歇地添加在上层水管炉排上， 供应燃烧的 空气也 由上炉门进入 ， 新煤受下面 已燃煤层 的加热 ． 得到 预热 、 干燥而着火燃烧 。火焰和 高温婀气则被迫向下流动 ， 所以也叫逆向燃 烧 ， 一些燃 烧着 的煤粒和 尚未燃 尽的焦 炭 粒 子 ， 借 自重 和捅 拨作用漏落 到 下层炉排 上 面 继续燃烧 。 由于上层炉排呈逆向燃烧， 煤的挥 发分在通过上层炉排上的灼热煤层时基本可 以燃尽 。 即使有少量 尚未燃尽的 在掠过高温 炉膛过程中能得到进一步燃烧 ， 从而消除了 黑婀 。 由于燃烧条件得到改善， 固体和气体不 完全燃烧热损失都比较小， 使锅炉热效率有 明显提高。 因为它具有许多优点， 所以 目前被 普 遍采 用 。 存 在的问题 1 、 燃烧室温度低 ， 上层炉排着火条件差， 尤其是在燃用发热值低的煤时这个问题尤为 明显， 不论是炭和挥发分的燃烧都有困难。 2 、 炉 排热强度 不够 ， 至使 有的 锅炉 出力 达不到 设计要求 ， 水管炉排 易结农垢 。 3 、 上炉门较高 ， 燃料又 必须投撤均匀 ， 不 利 于 司炉工操作。 4 、 煤 种适应 范 围较差。 5 、 用 户使用 时 ， 大 多数 不按双 层炉排 操 作 ， 而单一 烧下层炉排 ， 这与旧式手烧炉 没有 什么两样 ， 冒黑烟污染环境现象依然存在。 6 、 这 种燃 烧方式 ， 实际应用达 不到 设 计 和 测试 时的燃烧效果。 二 双室二次燃烧无 压锅炉 该 无压锅 炉设 有两个燃 烧室 ， 一个 是预 热贮煤燃烧室 ； 另一个是二次燃烧室。 其燃烧 过程是 燃料由炉门随意投入贮煤室内， 热源 则 自下而上靠煤层导热传递， 经预热、 干燥、 低温分解 在贮煤室内上部缺氧不燃烧 ， 煤层 厚度大于 2 5 0 毫米 、 析出的挥发分与斜向送 入的空气进行充分混合后 ， 在焦炭粒的间隙 中进行 着火 和强 烈燃 烧。挥发 分燃烧所 释放 出的热量 ， 又进一步提高焦炭层的温度 ， 并使 之气化。由于挥发分在燃烧前和燃烧过程中 与空气得到充分混合， 所以在离开火 层时就 已基本燃 尽 ， 下转第 3 4页 维普资讯 非常显著意义 。 2 市 区试报检验 市 区试报 的准确率 及预报值与 实测值的 相关系数见表 5 表 5 市 区试报结 果统计 表 ＼项 准 确 宰 相 关 绝 对 相 对 误 差 蘑 ＼ 系数 误差 市 区 预 报 方 程 7 7 ． 1 o ． 5 7 4 1 ． 7 0 6 3 ． 2 五子 站平 均 预 报 8 1 ． 2 o ． 8 4 2 0 0 ,3 5 2 4 ． 2 注 1 、准确率为浓度等 级试 报结 果检验 ， 其 它项为浓度值 试报结 果检验 。 2 、相关 系数 R 为 0 ． 3 S 4 据上表可见 ，用两 种预报方法预 报市 区 二 氧化硫浓度平均绝 对误差 ，相对误差 均较 小 ， 两种 数值的相关 系数 均有 非常 显著意义。 四、试报存 在的问题 1 、 按 污染等 级划分各 站位预报 的准确率 有时 不够理想 ．见表 6 表 6 各 子站级别划分预 报准确宰表 ’ I ≤ l O ． 1 5 1 O ． S C Ⅳ ≥ 0 ． 1 5 ～ o ． 5 o ～ O ． 7 0 o ． 7 0 l 8 4 ． 8 2 o 2 8 2 ． 1 9 8 ． 9 3 3 ． 3 3 62．1 loo 83 ．3 5 o． o 4 60． o 93．3 66．6 0． 0 S 95 ．6 2 5．o ． 全 市 7 O ． O 9 1 ． 6 2 5 ． o 由上表可见 ，各子蛄 的试 报结果基本可 以反 应 出每个站位 的一般 污染状况 ，但统计 模式 只是 能满足一般状 态 ，对 于个别异 常现 象顾全不 到 2 、市区预报方法探讨 全 市总方程试报的准确率 为 7 2 ． 1 ％ ； 而 由五 个子站试报 平均 所得 结果 准确率 达 8 1 ． 2 ，因而 ． 在实施预报 以后 ， 全 市的 S O 浓 度采 用哪种结果 ．将在 以后工 作 中进一步探 讨 ，以便更接近真值 上接第 9 9页即使有 少量未燃尽 的 ，在流 经二 次燃烧室过程 中 ，又将会得到 固体和气 津的高温辐射作用， 导致挥发分进一步析出， 这些未燃尽的物质，在均匀分布的可调二次 风作用下进行二次燃尽。避免了大量挥发分 涌入燃烧室空间而来不及燃烧即进入对流受 热面 所造成 的 冒黑烟现 象 。该项燃烧技术被 称做 无烟燃烧 技术 。 目前 已得到广 泛应 用 存在的闻题 炉排有效燃烧 面积小 ，至使锅炉 出力较 同种规格锅炉路 小。 三 、加强管理 ，提高司炉工 操作水平 具备先进的燃烧设 备和 合理 的炉 膛结 构 是 燃烧优劣的必要条件 ，然而 ，司炉 工操作 水平的高低也会直接影响到锅炉的正常燃烧 ⋯ 3 4 一 效果 。沈 阳市环保 局做过 调查 ．在熠 尘排放 超标 的单位 中， 有 8 0 以上 是 因为管理 不善 和操作不 合理造成的 ， 这充分说明，定期对 司炉 工进行 严格 的技术培训 是 至关 重要 的 司炉工的任务不仅仅是单纯的把温度烧上去 了事 ，在此基础上 还要考虑 节能和环保 的要 求 ，然而 ，节 能和消烟除尘效果的好坏 与燃 烧方 式 、燃烧设备形式、燃 料特性 、炉 膛结 构等多种因素有关 所以就需要司炉工全面 了解和 掌握这些知识 ， 以提 高其适应能力 。 只 有 掌握 了 一定 的理 论知 识 和 科 学的 操 作 技 术 ，才毙适应各种不同类型 炉和不 回种娄燃 辩正 常运行和燃烧的要求 ．此 外还 要加强宣 传教 育工作 ，提高环境保 护意识 ，树 立 自身 责任感。环保部门还要加强监督管理 ，做到 有奖有罚 ，只有这 样才能真正达 到节 能和环 境保护 的要求。 维普资讯