SZL型工業鍋爐的前后拱改造

李友梅

雙鴨山礦業集團弘燁供熱供水有限責任公司鍋爐廠，黑龍江雙鴨山 155100

因為SZL型工業鍋爐具有結構合理，彈性、熱膨脹性好，運行安全可靠，使用壽命長，運輸、安裝、操作和維修方便等優點，在我們雙礦集團所使用的鍋爐中占有相當大的比例，通過多年來的運行發現，這種爐型存在著一些缺陷。主要表現在效率低，一般不超過70%，熱效率低直接導致了爐渣含碳量的升高，使得耗煤量增加。經認真的調查分析和實際測定，得出熱效率低的主要原因是：爐膛溫度低，燃料燃燒的不充分而產生的。為了提高SZL型鍋爐的出力和熱效率，減少熱損失，降低爐渣含碳量和噸汽耗煤量，我們決定在爐膛內部的改造上下功夫。原因是要想提高爐膛的溫度、降低爐渣的含碳量，只能從以下兩個方面入手。一是延長煙氣在爐膛內的停留時間，二是增強主煤區的燃燒程序，使燃盡區前提。

1 改造的方法

根據以上的方法我們采取了爐膛內改造前拱，增設中拱，延長后拱的改造方案。方案是：以我們鍋爐廠生產的SZL4-1.25型鍋爐為首選，進行改造。

1.1 前后拱的改造

將原來水平式前拱改為復合式，提高出口高度，并傾斜21°角，后部為40°斜面，使引燃區向后移動，驅使煙氣向爐內擾動，促進煙氣與空氣混合。后部40°斜面將高溫反射到燃料層上，提高了前拱溫度和加快了引燃的作用。后拱是在原來遮蓋爐排長度0.2m的基礎加長到0.9m，并具有10°傾角。后拱加長可達到以下的效果，進一步迫使高溫煙氣導向主燃區，提高主燃區的溫度，增加了煙氣的流程，增加了輻射面，進一步強化燃燒，降低了爐渣含碳量。

1.2 增設中拱

在爐膛內加中拱是提高爐膛溫度，降低爐渣含碳量的一種主要手段。中拱對前后拱起著承前啟后的重要作用。中拱的位置應在主燃區的中部，當煙氣沖擊具有傾角（12°)的中拱時，產生向下作用的旋渦流，改變了煙氣的流向，使煙氣中的可燃氣體以及落到火床上微小碳粒得以充分燃燒，但應十分嚴格地控制中拱的尺寸，經實際測算以SZL4-1.25型鍋爐為例，中拱高度應距火床0.4 m，寬0.6 m，傾角12°為宜，如中拱過寬，引風機阻力增加，如更換引風機則必然增加電耗，如不增加引風機則影響主燃區的燃燒效果，起不到提高爐膛溫度的效果。

前、中、后拱都是用耐火混凝土制成。它具有耐火溫度高。一般使用溫度為900℃～1350℃。抗壓強度大，熱穩定性好，可代替復雜部位的砌磚，還可進行局部修補。

配制耐火混凝土所有的材料，必須符合設計要求，按相應的標準進行檢查。嚴格按比例配料，各種粘結劑、骨料和水的用量一定要準確。水泥及用水量允差不超過1%，骨料重量允差不超過3%。攪拌后應盡快使用，必須在初凝前澆灌完畢。礬土水泥耐火混凝土應在30min內用完，硅酸鹽水泥耐火混凝土應在1h之內用完。然后對拱進行養護，養護環境是水養護或潮濕養護，養護溫度為15℃～25℃，養護時間不少于7天。

為了保證測定結果的真實性、客觀性，盡可能排除其它因素干擾。我們采取了以下措施：

1）在安裝節能拱時，盡量保持設備原有狀態，使設備的參數保持一致。

2）在安裝節能拱前、后所進行的熱工測試中選用同一司爐工進行操作，盡可能地保持操作因素的一致性。

另外，在安裝節能拱前、后測定時，以供煤量為準，即：固定煤層厚度（擋煤板高度120mm），固定鏈條速度，而不控制產汽量。

測定工作根據GB10180《工業鍋爐熱工試驗標準》的規定進行工作。

2 測定結果

1）爐膛溫度比改前提高了350℃，爐渣含碳量由原28.19%降到16.33%；

2）鍋爐熱效率由改前70%提高到80%，噸汽耗煤由原來的247kg降到187kg，每小時節煤量為60kg；

3）氣體未完全燃燒熱損失由原來的8.1%，下降到5.45%；

4）排煙溫度降低了14.7℃，排煙處的空氣過剩系數降低了1.16，使排煙損失由23.03%降低到17.11%減少了5.92%。

3 節能原因分析

據數據測算和熱工測試分析認為，節能供的作用在于提高燃燒區的溫度，促使煤層在前拱下提前著火，也有利于渣中殘碳在后拱下繼續燃燒，從而降低爐渣化學熱損失，提高熱效率。

由此測定可見，提高爐溫的因素確實非常明顯。由于中拱的作用主燃區的溫度由1085℃提高到1160℃顯然有利于煤層的燃燒。

從排渣情況看，改造后顏色灰白，內部仍現黑色，殘碳雖已降低，但仍達16.33%，可見，殘碳雖和爐溫有著密切關系 ，但與煤種的因素也是有密不可分的關系。

從另一方面分析，由于節能拱的作用，增強了爐內氣流的攪動，使煙氣中的CO有更多的燃燒機會，從而使排煙中的CO含量和排煙化學熱損失相應下降，使排煙熱損失減少2.65%和降低爐渣含碳量減少爐渣熱損失（11.86%）起到了同樣的作用。

4 經濟分析

改造一臺4T/h鍋爐需資金3萬元，按每年6個月采暖期計算，平均每天每臺爐運行8小時，每小時節煤60kg，每臺爐每天節煤480kg，煤價按300元/t，180天計算，每年節煤86.4噸，折合人民幣2.59萬，僅需一年多就可以收回改造投資。

綜上所述，對SZL型工業鍋爐的技術改造及測試結果表明這一改造先進可行，投資少，見效快，節能效果顯著。

[1]劉弘睿.工業鍋爐技術標準規范應用大全，2003，3.