節能的燃煤鍋爐——角管式鍋爐

上海新業鍋爐高科技有限公司 陳曉軍 趙大民 葉科尼

上海新業鍋爐高科技有限公司目前生產的角管式熱水鍋爐是一種新穎的鍋爐結構,整臺鍋爐由位于四根集中下降管下方的支承座支承,整臺鍋爐不設獨立的鍋爐支撐鋼架，穩定性好，能抗8級以下地震。鍋爐采用了自然循環和強制循環相結合的水循環方式，爐膛部分為自然循環，由鍋筒出水進入強制循環的通道后壁部分（見圖1）。

爐膛部分采用了全膜式壁結構，高度高、容積大，有效延長爐膛內飛灰的停留時間，降低煙氣含灰量，避免了對流管束的磨損。也降低了出口處煙塵排放的初始濃度，符合國家環保標準中低于1800 mg/N m3的要求，對環境的影響相對較小。另外，鍋爐采用了模塊式設計理念，對流受熱面為旗式受熱面結構,直接焊在膜式壁上,結構緊湊,安裝方便。旗式受熱面為換熱系數相對較高的橫向沖刷對流換熱。充足的受熱面使鍋爐具有短時（2小時以內）的超負荷能力（110%）。在無空預器的前提下，僅靠鍋爐本體內充足的受熱面即可達到較低的排煙溫度，滿足了鍋爐房長度較短的用戶的需要。

圖1 角管式熱水鍋爐設計原理圖

角管式鍋爐的保溫是在膜式壁外鋪設輕型保溫材料，由于整個鍋爐都是全膜式結構，輕型保溫材料即可達到很好的保溫效果，一般爐衣外壁面溫度約比環境溫度高15℃-20℃。由于沒有爐墻結構，省去了蓄熱和放熱的時間，使得鍋爐的啟動及負荷調節時反應快。鍋爐外再用瓦楞鋼板包覆,整潔美觀,并在露天布置時能有效的防止雨水滲入。鍋爐整體占地面積小，重量輕，節省大量的建筑材料，大大降低了鍋爐房的總造價。并可根據用戶要求，選擇單層布置或雙層布置。角管式鍋爐總重量相當于同型號散裝鍋爐的1/2（傳統散裝鍋爐采用的是重型爐墻），鍋爐基礎承重減少一半以上，本體高度也有所降低，對于舊鍋爐改造項目，不用改動鍋爐房即可安裝下更大噸位的角管式鍋爐。

鍋爐的送煤裝置采用了新型的鏈條爐排結構，傳統的鱗片式爐排片安裝的傾角為60°，而現在上海新業鍋爐高科技有限公司生產的爐排片安裝傾角改為45°，這樣可以使煤的細小顆粒下落過程中，起到阻尼作用，漏煤量僅為傳統散裝鍋爐的一半不到，可以減少煤耗2%，節能效果明顯。在爐排送風風量調節方面也進行了創新，大膽采用統倉進風，在爐排面下密布了多個小風門調節風量，這樣結構設計后，整個爐排面的送風風壓處處相等，布風均勻，風量可以隨意調節。既改善了燃燒的平穩性，又可以根據需要隨意調節各燃燒區域的風量，使燃煤能在爐膛里得到充分和合理的燃燒。因此，鍋爐的爐渣含碳量相對較低，實測數據在10%左右，而傳統散裝鍋爐的爐渣含碳量約為17%或以上。以上兩點可以大大降低鍋爐的機械不完全燃燒損失，實測數據為5%-7%，大約比同類型的散裝鍋爐低2個百分點以上。

上海新業鍋爐高科技有限公司目前生產的角管式熱水鍋爐的排煙處過量空氣系數僅為1.5左右,而散裝鍋爐約在2.0左右，減少了鍋爐由于漏風而導致的能源浪費,也降低了引風機電耗.鍋爐為負壓燃燒，飛灰不會外噴，不會對鍋爐房造成污染。由于全膜式的爐膛和高密封性的爐排結構，爐膛漏風現象大大改善，也降低了鼓風機的電耗，節約了能源。

此外，角管式鍋爐還有安裝工作量少，安裝周期短的特點，由于鍋爐的水管系統分為左側壁、右側壁、前壁、爐膛后壁及通道后壁五大片板塊式膜式壁組成，每片大排均在廠內整體組裝并進行水壓試驗，合格后分段出廠，且各分段處焊接坡口均經機械加工而成。工地安裝時猶如搭積木，施工方便、可靠，工地焊接接頭數量少，安裝工作量大大減少，安裝周期大為縮短。

本爐型的原設計為沒有省煤器及空預器，煙氣最終經尾部旗式受熱面排出，排煙溫度為180℃左右?，F在減少了1/3的旗式受熱面，相應地在旗式受熱面后增加了空預器，使排煙溫度降至170℃以下，提高了鍋爐效率。并提高了鍋爐的進風溫度，便于燃燒揮發物較低的煤種，擴展了燃料的適用范圍。同時，由于空預器為非受壓元件,采用有縫鋼管制造就可，所以造價也相應降低。

目前上海新業鍋爐高科技有限公司生產的角管式熱水鍋爐和蒸汽鍋爐主要型號及參數見表1和表2。

以內蒙古鄂爾多斯某熱力公司鍋爐房內的兩臺不同型號的鍋爐為例，一臺為2010年上海新業鍋爐高科技有限公司生產的DHL 70-1.6/130/70-AII角管式熱水鍋爐，一臺為2009年國內某廠家生產的SZL 70-1.6/130/70-AII傳統散裝鏈條爐排鍋爐。上海新業鍋爐高科技有限公司生產的鍋爐通過了國家鍋爐壓力容器重量監督檢驗中心的現場能效測試，實測鍋爐效率為83.57%。有關具體數據如下：燃料低位發熱值:20870kJ/kg，燃煤消耗量:16373.8 kg/h，排煙溫度166.4℃，排煙處過量空氣系數為1.52，機械不完全熱損失6.53%，散熱損失0.8%，灰渣物流熱損失為0.37%，排煙熱損失為8.53%）根據用戶實際使用過程中,使用相同煤種（II類煙煤）的實際節煤量為730 kg/h,按每年運行180天,每天運行18小時計算,則一年能節約2365.2 t煤,按照現在日益上升的煤價，每年創造的經濟效益非常可觀！我們按照平均煤價500元/t計算，平均每年節約118.26萬元。

表1 上海新業鍋爐高科技有限公司的角管式熱水鍋爐主要型號及參數

表2 上海新業鍋爐高科技有限公司的角管式蒸汽鍋爐主要型號及參數

角管式鍋爐，作為當初我國為了更新換代而從丹麥引進的先進節能的優質產品，現在已成為參與市場競爭的拳頭產品。角管式鍋爐的優點簡單總結如下：它具有鍋爐熱效率高、水循環安全、無鋼架結構、抗震性好、全封閉結構、爐墻重量輕、占地面積小、土建成本低、安裝工作量少、安裝周期短、自動控制化程度高、操作方便安全、爐排配風精確、漏煤少、故障率低等等。顯而易見，隨著時間的推移，隨著產品的不斷優化及我國廣大用戶對角管式鍋爐的認同，結合我國能源分布的現狀，角管式鍋爐在我國集中供熱領域及工業鍋爐領域內必將得到更廣泛的使用。