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试论抛煤机锅炉环保节能分析改造
摘要：延安某厂原有的SZD10-13一AⅡ型抛煤机链条炉存在着烟气黑度等级高、飞灰量大、飞灰含碳量高等问题。通过对燃烧过程具体分析，对抛煤机链条炉炉膛结构、配风系统、飞灰系统等方面进行了改造，改造后的抛煤机链条炉减少了飞灰不完全燃烧热损失，提高了锅炉热效率，达到了节能环保的效果。
论文关键词：节能；环保；改造
抛煤机链条锅炉具有结构紧凑、负荷调节能力强、适应煤种广、操作简单、运行可靠等优点，受到了很多用户的欢迎。
延安某厂原有的SZD10-l3一AⅡ型抛煤机链条炉采用开式炉膛和机械式风力抛煤机。炉内的燃料燃烧是火床与悬浮状态的综合燃烧，大颗粒煤落在炉排上作火床燃烧，小于lmm的细煤末在炉膛空间作悬浮燃烧，燃烧状况远不如煤粉炉。由于开式炉膛极少产生气体紊流和机械混合扰动，加上配风条件的限制，细煤末与空气昆合状况较差，大多数细煤屑不经过强烈燃烧区，只受到火焰辐射，很容易导致缺氧而析出碳黑，产生焦炭粒子，造成机械不完全燃烧热损失增大。经测试，这台SZD10—13一AⅡ型抛煤机链条炉排烟黑度一般在林格曼黑度3级左右，严重时高达5级；烟尘排放浓度一般都在500mg／m。以上，有的高达l000mg／m。以上，超过国家排放标准的十几倍甚至几十倍；烟尘中含碳量一般在60～70，没有完全燃烧的碳颗粒随烟气排出，资源浪费现象十分严重。
1缺陷分析
(1)抛煤机抛在炉膛空间燃烧的是直径在lmm左右的煤屑，在现有抛煤机链条炉炉膛空间，悬浮可燃物不具备完全燃烧条件。煤粉炉悬浮燃烧时设有煤粉燃烧器，它是保证煤粉良好燃烧的重要手段，而该抛煤机锅炉不但没有煤粉燃烧器，而且把煤屑抛人炉膛空间燃烧时几乎是没有采取强化措施的，不能保证煤屑正常燃烧。
(2)抛煤机锅炉的炉膛是开放型的矩形直筒子，没有前后拱，空间很大。因此，尽管炉内过剩空气量很大，但煤屑与空气仍不可能充分混合，悬浮可燃物燃烧反应的物理条件较差，造成煤屑因缺氧而减慢化学反应的进程，产生不完全燃烧现象。每当控制调节不当，大量细煤屑来不及燃烧就飞出炉膛；这不仅对锅炉的燃烧十分不利，还会造成严重的环境污染。
(3)此锅炉没有设计二次风，使得烟气在炉膛内得不到充分混和，煤粒在炉膛内的停留时间很短，炉膛出口的飞灰量和飞灰含碳量增加，使得炉内烟气温度很快降低，排烟中的CO含量较高，以致造成化学不完全燃烧损失增大。同时由于锅炉的飞灰量大，锅炉排烟中的飞灰浓度较高，易造成大气污染。
2改造方案
针对本台锅炉存在问题，进行了如下改造。
2。l增加前后拱、折焰拱
在不影响抛煤机正常工作的前提下，利用双人字形拱的“a”形燃烧方式理论增加前后拱，如图1所示，使得高温火焰在前后拱导向下运动直接冲刷新煤层，高温火焰的灼热焦碳颗粒在重力和离心力惯性联合作用下让分离发生在新煤层上，火焰的冲刷及灼热碳粒的分离与新煤之间进行着强烈的动量、质量和热量交换，形成一个极有利的着火条件。同时“a”型火焰在前拱区的回流形成一个强湍动的大旋涡，火焰中未燃尽的可燃性气体及灼热碳粒在强湍动中增强了与氧气间的混合，可以及时充分供氧保证Q3和Q4的减少。且“a”型火焰回流对细小飞灰带出实际上有封锁作用，“a”型运动轨迹也大大增长了气流在炉内的路径、改善了充满度，增加了停留时问，提高了燃尽率。
图1所示新增折焰拱也进一步延长了未燃尽粒子与空气的接触时间，加强了燃烧。
2。2增加二次风
如图1所示，改造后的炉膛前、后拱二次风管恰好可以布置在前后拱内，后拱的二次风与前拱的二次风相互配合；射流角度合适，增加前、后拱二次风喷嘴数量，调整前、后拱二次风比率。改造后可以使气流旋转并保证一定的旋流强度，提高二次风的功效，盖住扬起的细煤屑，加强抛煤细屑与空气的扰动混合，延长其在炉内的停留时间，以便降低飞灰中的含碳量，减少局部受热面的磨损，这样就可以降低烟气黑度和减少粉尘的排放。
含尘烟气通过前后拱形成的喉口，由燃烧室进入燃烬室，由于烟气流通截面的扩大及烟气的转向，可能导致部分飞灰降落在炉拱上。为此对拱进行改造，目的是让飞灰由拱两侧进入燃烧室再燃。如图2所示在前拱上面贴近前墙的下部设置几个%400定向落灰口，将前拱上的积灰引入前拱下面回燃，可以提高锅炉燃烧效率，减少不完全燃烧热损失。
3改造结果
针对某厂DZL10—1．25一AⅡ型抛煤机锅炉用上述方法加以改进，改造前后测量数据如过表1所示。
从改造前后数据分析可以看出，经过改造后，燃用Ⅱ类烟煤时锅炉煤渣含碳量在5左右，炉膛温度比以前提高5OK，烟尘排放浓度可以做到小于150mg／m3，烟气黑度在林格曼1级以下，燃用煤量较改造前显著减少。
抛煤机链条炉炉膛前后拱与二次风的配合促进了细煤屑与空气的混合，延长了烟气流程并为细煤屑燃烧提供了高温条件；飞灰复燃功能的运用，减少了飞灰不完全燃烧热损失，提高了锅炉热效率。可见，用此方法改造锅炉，不但节能效果显著，而且减少锅炉烟气对空气污染，起到一定的环保作用。
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