水煤漿在鍋爐上穩定燃燒所需要的幾個條件

馮志丹

[摘 要]水煤漿是一種可以替代油、煤的新型燃料,熱值相當于油的一半,價格卻是油的1/5,所以是近些年燃料研究的主要方向。但因為水煤漿不易著火和穩定燃燒,成為制約水煤漿發展的主要原因。本文介紹的就是怎樣使水煤漿穩定燃燒,以及穩定燃燒所需要的幾個條件。

[關鍵詞]水煤漿;穩定燃燒;需要的條件

一、前言

水煤漿是70年代發展起來的一種煤基清潔代油、代煤的新型燃料。它由70%左右的煤,30%水及少量化學添加劑制成,是一種漿體燃料。熱效率達82%,熱值相當于燃料油的一半,價格卻是柴油的1/5,它可以像油一樣泵送、霧化、貯存和穩定燃燒。可代替燃料油用于鍋爐、電站、工業爐和窯爐,用于代替煤炭燃用,具有燃燒效率高、負荷調整便利、減少環境污染、改善勞動條件和節省用煤等優點。水煤漿中因為含有30%的水,所以著火和穩定燃燒困難,要使其穩定燃燒必須具備高溫爐膛、專用燃燒器、合理的配風等幾個主要條件。

二、布置高溫爐膛

1.爐膛內保持高溫是水煤漿穩定燃燒的重要條件,水煤漿在爐內吸熱主要取決于爐內高溫煙氣的輻射熱。要形成高溫輻射熱,首先,爐膛前墻就要用耐火磚和耐火混凝土砌筑,并將框架砌筑在里面,以便安裝燃燒器和除灰門。

2.布置擋火墻。擋火墻布置在爐膛的2/3處,作用是改變煙氣流動方向,給煙氣一個緩沖,使其增加在爐膛內的停留時間,從而使爐膛內保持高溫,讓水煤漿持續燃燒并燃燼。而水煤漿燃燒所提供的高溫又使爐膛持續增溫,如此形成良性循環。擋火墻還能將煙氣溫度反射到前墻,增加前墻區域溫度,增加著火溫度使其更易燃。

3.設置衛燃帶。敷設衛燃帶的目的是提高燃燒區域溫度,幫助燃料著火,穩定燃燒。但如果衛燃帶敷設面積過大,爐膛內就會產生結焦,而如果面積過小又起不到提高溫度的目的,所以衛燃帶的敷設要合理。

衛燃帶面積應按下列公式進行計算:

F=0.2H(a+b)ψζφ

式中:H——爐膛輻射受熱面高m;a——爐深m;b——爐寬m;ψ——爐膛污染程度系數;ζ——燃燒器結構布置修正系數;φ——綜合因子。

衛燃帶的位置在爐膛前部部分水冷壁處敷設,目的是防止水冷壁中水循環吸收熱量,提高著火溫度,使水煤漿中水分迅速蒸發。

衛燃帶敷設材料選用耐火隔熱涂料。

三、選用水煤漿專用燃燒器

要使水煤漿穩定燃燒要選用專用全自動燃燒器,具有下列特點和功能:

1.具有一、二次風比例可調,旋流強度可調功能。是一種軸向葉片調風器,可以有效供給燃燒的風量并在穩熱器內形成合適的回流區,從而保證水煤漿的著火和穩定高效燃燒。

2.具備穩熱器。可將點火器的熱能吸收存儲,作為點燃水煤漿的穩定熱源,可縮短點火時間,穩熱源采用縮放噴口的形式,收縮噴口可以提高出口處旋流強度、強化混合,擴放段可以使旋轉射流得到有效加強。

3.具備高能點火器,輕油點火槍和大火油槍。

4.采用進口燃油燃燒器專用油泵,進口電磁閥。

5.具有點火槍、油槍自動進退功能;

6.具有燃輕油介質霧化功能;

7.霧化介質及水煤漿采用氣動球閥;

8.采用多級撞擊式霧化噴嘴,并使用嵌入式縫隙式噴口,使霧化效果更好;

9.具有在線自動清洗水煤漿漿槍及噴嘴的功能;

四、合理的配風

合理的配風體現在鼓、引風機的選擇。

1.鼓風機的選擇:鼓風機提供水煤漿燃燒所需的氧氣,風量的選取應與鍋爐出力匹配,一般1t/h鍋爐需1 200～1 500m3/h的空氣量。氣壓根據不同的調風器阻力選配,一般旋流式調風器,阻力約為1 200～1 500Pa。同時根據一、二次風的不同風量比例進行選擇,減少大氣污染。

2.引風機的選擇:引風機主要是保證爐膛內的負壓燃燒。它的流量與壓頭也應與整個燃燒產物和需要克服的阻力相匹配。在任一負荷下,保證爐膛負壓穩定在10～30Pa。

五、預燃室燃燒技術

所謂預燃室技術就是使水煤漿先在一個容積比較小的絕熱燃燒室內點燃,然后使穩定火焰噴入爐膛繼續燃燒和燃盡。水煤漿燃燒時氣流溫度的提高,將明顯提高水煤漿中固定碳的燃燒速度。如在1 400℃的氣流環境下,固定碳的燃燒速度約為1 000℃氣流環境下固定碳燃燒速度的2倍;另外在較高的輻射熱流中,隨著揮發物迅速析出和燃燒,有些煤漿滴經水分蒸發后形成的煤胞團會發生爆裂,分裂為幾塊,這有利于水煤漿燃盡。預燃室技術是特別適用在無熱風條件下實現水煤漿穩定燃燒的有效方法。

六、液態排渣技術

立式液態排渣旋風燃燒室技術,利用煤中灰分的熔融特性,使煤漿霧炬在高溫下迅速著火燃燒并燃盡,達到高強度燃燒;同時把煤中70%～80%的灰分以液態方式排出,達到脫灰的目的,這也是減少負荷下降的一項技術。

七、爐底風特殊清灰射流技術

該技術對難于改成斜冷灰斗的平底油爐改燒水煤漿尤為適用,不但成功地解決了爐內清灰問題,同時也提高了鍋爐的燃燒效率。□

(編輯/永安)