35t鏈條鍋爐節(jié)能減排的探索

白廣卿

（天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司，天津 300450）

天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司自備電廠現(xiàn)有3臺(tái)CG-35/3.82-ML中溫中壓鏈條鍋爐，擔(dān)負(fù)著集團(tuán)公司化工生產(chǎn)用汽、鹽業(yè)生產(chǎn)用電和冬季居民采暖供熱等任務(wù)，1#、2#爐運(yùn)行已達(dá)13年。在近兩年，先后對(duì)1#、2#爐的爐墻、分層給煤裝置、爐拱、脫硫除塵設(shè)備等方面進(jìn)行了改造工作，取得了顯著的節(jié)能減排效果，提高了鍋爐的經(jīng)濟(jì)性和鍋爐的效率，節(jié)約了能源，降低了鍋爐的煙氣排放，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

1 、改造爐墻加強(qiáng)密封，減小散熱損失

爐墻是鍋爐的重要組成部分。由于鍋爐運(yùn)行已經(jīng)超過(guò)十年，爐墻保溫性能降低，跑漏嚴(yán)重，不僅造成現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境差，而且散熱損失加大，鍋爐熱效率降低，浪費(fèi)能源，需要對(duì)爐墻進(jìn)行大修重新砌筑及保溫改造。

（1）改造前的爐墻結(jié)構(gòu)形式

爐墻按其支撐方式分為重型、輕型和敷管爐墻三類，CG-35/3.82-ML鍋爐采用的是重型爐墻方式，爐墻由三層組成，外層為一級(jí)紅磚，內(nèi)層為耐火磚，中間一層為保溫磚（硅藻土磚）。要求耐火磚的耐火溫度不低于1 730℃；硅藻磚的容重不大于“650”，耐火溫度不低于900℃；紅磚的耐火溫度不低于700℃。由于連續(xù)運(yùn)行，各種磚體性能下降，縫隙增大，且保溫層有損壞現(xiàn)象，造成爐墻散熱增加。如果按設(shè)計(jì)重砌爐墻，由于紅磚的保溫性能較差，磚縫過(guò)多，爐墻外表面溫度仍可達(dá)50~60℃，熱流量相應(yīng)可達(dá)400-500kcal/m2,散熱損失還是過(guò)大，達(dá)不到節(jié)能的目的。

（2）改造后的爐墻結(jié)構(gòu)形式

在借鑒同行業(yè)先進(jìn)研究成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)專業(yè)技術(shù)人員的反復(fù)論證，提出了“利用新型保溫材料，加強(qiáng)保溫層的保溫性能”的工作方案。所謂加強(qiáng)保溫層的保溫性能，即在不改變墻體寬度的條件下，加強(qiáng)中間保溫層的保溫性能，這就要求改變保溫磚的擺放形式，同時(shí)輔用高性能保溫材料。

改造時(shí)，采用了性能優(yōu)良的絕熱材料，使散熱和蓄熱損失都顯著減少，保溫層采用保溫磚（硅藻土磚）豎放與三層白色硅酸鋁耐火纖維板錯(cuò)列布置。由于紅磚層與耐火磚層的尺寸不可改變，而保溫磚層采用的硅藻土磚尺寸為250×125×65這一種，即保溫層厚度為125 mm，將硅藻土磚豎放后占用65 mm，還剩余60 mm，正好將三層δ=20 mm的硅酸鋁耐火纖維板緊壓在內(nèi)。硅藻土磚的豎放減少了縫隙數(shù)量，加強(qiáng)了保溫；而白色硅酸鋁耐火纖維板的主要成分為SiO2和AI2O3，保溫性能好，1 cm厚的耐火纖維層的保溫效果相當(dāng)于10 cm厚的普通耐火磚，并且白色硅酸鋁耐火纖維對(duì)可見(jiàn)光的高反射率，使?fàn)t體本身吸收熱量減少，爐內(nèi)有效熱量增加。這樣既能提高鍋爐的升溫速度，又降低了散熱損失，同時(shí)還增加了鍋爐的密封性，降低漏風(fēng)系數(shù)。硅酸鋁耐火纖維層還具有吸音性能，可減弱燃燒時(shí)產(chǎn)生的噪聲，防止聲波震動(dòng)而損壞爐墻。在原有墻體寬度不變的條件下，減少60 mm厚的硅藻土磚保溫層，相應(yīng)改變?yōu)楣杷徜X耐火纖維板保溫。改造后，熱流量由400~500 kcal/m2降低到150~200kcal/m2。

2 、分層給煤裝置的改造

1#、2#爐由于投用時(shí)間早，配置的是普通加煤斗，只能將原煤簡(jiǎn)單的平鋪在爐排上，對(duì)顆粒與粉末不能分配布置，統(tǒng)煤在鏈條爐排上是十分不利于燃燒的，粒度不一，碎煤末嵌在大塊煤之間，煤堆的過(guò)實(shí)，使燃料層熱量不易傳到其深處，同時(shí)干燥過(guò)程中所產(chǎn)生的水蒸汽也不易散發(fā)出來(lái)，故燃料不易著火和燒透，另外還會(huì)增加通風(fēng)阻力，對(duì)于細(xì)煤末多的區(qū)域易吹空，形成火口，當(dāng)有較大塊煤、凍煤、煤末較多時(shí)，影響下煤，造成火床布置不均，影響鍋爐穩(wěn)定燃燒，而且浪費(fèi)原料。需要改進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備，消除不利影響，達(dá)到節(jié)能目的。

表一 改造前爐墻結(jié)構(gòu)

表二 改造后爐墻結(jié)構(gòu)

為此，進(jìn)行了分層給煤裝置的改造。所謂分層給煤，就是通過(guò)專用的分層給煤裝置（配帶梳齒式篩分器），解決以往爐排上燃煤密實(shí)擠壓的結(jié)構(gòu)，將最大的煤顆粒撒落在爐排的最底層，并且按照降冪的排列方式，由下到上層狀排布燃煤，從而形成一個(gè)松散有序、風(fēng)阻均勻的煤層結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖一）。燃燒時(shí)，一次風(fēng)從上而下包裹在每個(gè)煤顆粒的周圍，風(fēng)煤混合均勻，燃燒較為充分。我公司改用的是雙輥式帶篩分器為漸擴(kuò)型篩網(wǎng)給煤裝置，此種給煤分層燃燒方式改造使用后，經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)分析，此給煤方式在燃用我公司混配原煤條件下，燃燒效率最高。

與普通給煤斗相比，在爐渣的含碳量方面可使降低3﹪左右，熱效率提高了1.5﹪左右，平均節(jié)煤4﹪~7﹪，燃燒效率及節(jié)煤效果都有明顯提高。以鍋爐每小時(shí)耗煤量為5t計(jì)算，日耗煤量120t/h，日節(jié)煤5-8噸，全年按運(yùn)行7 200h計(jì)算，年可節(jié)原煤1500~2400t。

圖一

3 、爐拱的改造

由于鍋爐設(shè)計(jì)使用煤種為四川省永川劣質(zhì)煙煤，其發(fā)熱量較低，在北方地區(qū)沒(méi)有合適的煤種，只能采用混配原煤，但火床較為向前，經(jīng)常引起落煤斗著火，需要對(duì)爐拱進(jìn)行改造。

改變鍋爐前拱角度及前拱的覆蓋面，來(lái)滿足煤種的變化，鍋爐前水冷壁管子從標(biāo)高5 340㎜以下重新設(shè)計(jì)更換，前水冷壁集箱向下移400㎜，向后拱方向平移200㎜，水冷壁集箱因水冷壁管子的變化而須重新設(shè)計(jì)。在使原前拱折射角度減小后，即保證了前拱對(duì)新煤的引燃作用，又相應(yīng)的使火床后移，使?fàn)t膛火焰的充滿度提高，強(qiáng)化了燃燒效果，避免了更多熱量的損失，而且使鍋爐的出力提升速度加快，可調(diào)節(jié)裕度增強(qiáng)。

4 、清除積灰措施

灰垢的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.1163W/(m·K)，約為鋼板導(dǎo)熱系數(shù)的1/750-1/45。當(dāng)鍋爐的受熱面積灰厚度1mm時(shí)，鍋爐的熱效率就要降低4%-5%，，所以清除積灰對(duì)提高鍋爐的熱效率非常重要。CG-35/3.82-ML鏈條鍋爐沒(méi)有吹灰系統(tǒng)，在爐墻改造后，積灰現(xiàn)象變的較為突出，針對(duì)此種情況，我們進(jìn)行了細(xì)致的分析，發(fā)現(xiàn)鍋爐水冷壁部分為浮灰，可以利用壓縮空氣進(jìn)行清除，而過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器部分為硬質(zhì)灰垢，利用吹灰不能完成。針對(duì)特殊情況，采用了分段除灰方案。水冷壁采用氣泵壓縮空氣，近位吹掃，既干凈徹底，又不損傷管壁；過(guò)熱器、省煤器采用細(xì)竹竿刮蹭、輕敲的方法，清除附著管皮垢，十分見(jiàn)效，且細(xì)竹竿對(duì)20g材質(zhì)鋼不易造成劃傷；最難辦的空氣預(yù)熱器，由于是管內(nèi)壁附著垢，不易清除。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，我們發(fā)明了專用鉆具結(jié)合水管沖洗法，取得良好效果，而且專用鉆具獲得專利稱號(hào)。

5 、脫硫除塵系統(tǒng)改造

1#、2#爐配套除塵設(shè)施為花崗巖水膜除塵器，3#爐為水浴脫硫除塵器，隨著國(guó)家各時(shí)段對(duì)脫硫除塵排放要求的升高，原有的脫硫除塵設(shè)施不能滿足排放要求，需進(jìn)行改造，以降低硫化物（SOx）、氮化物（NOx）和煙塵的排放。

經(jīng)過(guò)與環(huán)保部門共同探討、論證，決定采用雙塔脫硫除塵模式，一個(gè)除塵塔，一個(gè)脫硫塔，一前一后，輔助完成脫硫除塵任務(wù)，使脫硫除塵能力進(jìn)一步提高，為了使脫硫除塵效果得到保證，還在塔體四周加裝上下兩層八組噴頭進(jìn)行噴淋，改造后在環(huán)保驗(yàn)收中通過(guò)測(cè)試，效果非常顯著。為完成公司的減排任務(wù)打下了良好的基礎(chǔ)。

6 、小結(jié)

在鍋爐的選用時(shí)，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖褂妹悍N，選擇最佳的燃煤鍋爐，這樣才能使鍋爐的運(yùn)行效率達(dá)到最佳。例如我公司的1#、2#爐，在運(yùn)行初期極為不正常，很難達(dá)到鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)，且浪費(fèi)燃料，通過(guò)以上改造，提高了鍋爐的效率，達(dá)到了設(shè)計(jì)出力標(biāo)準(zhǔn)。并且通過(guò)改造降低了熱損失，節(jié)約了運(yùn)行成本，減少了廢渣、廢氣的排放，達(dá)到了預(yù)期的技改目標(biāo)，促進(jìn)了節(jié)能減排工作。

[1]《鍋爐原理》陳學(xué)俊 陳聽(tīng)寬

[2]《燃料與燃燒概論》胡震崗

[3]《分層給煤技術(shù)在鍋爐中的應(yīng)用》謝萍 程鴻相劉明友