SHL10-1.57-AⅡ2型燃煤鍋爐改燃水煤漿的實(shí)踐

馬 亞 鐘 林 柏華松 陳 璟（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴定卷煙廠，貴州 貴定 551300）

SHL10-1.57-AⅡ2型燃煤鍋爐改燃水煤漿的實(shí)踐

馬 亞 鐘 林 柏華松 陳 璟
（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴定卷煙廠，貴州 貴定 551300）

摘 要：為解決貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴定卷煙廠卷煙生產(chǎn)綜合能耗高、煙氣排放指標(biāo)高的問題，將在線使用的2臺(tái)SHL10-1.57-AⅡ2型燃煤鍋爐改燃水煤漿。將燃煤鍋爐的煤斗、分層燃燒裝置、爐排、馬丁除渣機(jī)等拆除，增加水煤漿供漿系統(tǒng)，安裝儲(chǔ)漿罐、供漿泵、壓縮空氣儲(chǔ)氣罐、供漿管道、供氣管道、在一樓安裝輔助燃燒室，在二樓樓板開孔將輔助燃燒室與原鍋爐的爐膛連通，將燃煤鍋爐的燃燒方式由層燃改進(jìn)為懸浮燃燒，鍋爐的燃燼率由70%提高到92.73%，鍋爐的熱效率由63.32%提高到83%，工廠卷煙生產(chǎn)綜合能耗由5.55kg/萬支降為3.10kg/萬支。同比下降44.14%。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐；水煤漿；燃燒方式；燃燼率；熱效率；綜合能耗

貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴定卷煙廠卷煙生產(chǎn)綜合能耗中，煤的消耗占82.78%。使用的鍋爐為燃煤鍋爐，擁有4臺(tái)SHL10-1.57-AⅡ2燃煤鍋爐，該鍋爐于1995年投入使用至今，鍋爐綜合熱效率低，平均只有60%，其中1#鍋爐熱效率為63.32%。鍋爐燃燒屬于層燃，燃煤在移動(dòng)中的爐排上燃燒，燃煤厚度約300mm，表面的燃煤已燃盡，里面的燃煤還沒有燃燒，隨爐排的移動(dòng)已到達(dá)落灰口處，形成含碳量較高的煤渣，經(jīng)檢測，煤渣的熱值可達(dá)4186-12558KJ。燃煤燃燼率非常低，僅70%左右，燃燒效果不好，煤渣中有約30%沒有燃燒的原煤含量。鍋爐中燃煤燃燼率低，導(dǎo)致鍋爐的熱效率低，導(dǎo)致工廠卷煙生產(chǎn)綜合能耗高，為5.55kg/萬支。燃煤含硫量高導(dǎo)致煙氣排放指標(biāo)高。為降低貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴定卷煙廠卷煙生產(chǎn)綜合能耗，對SHL10-1.57-AⅡ2燃煤鍋爐的燃燒方式進(jìn)行研究與改進(jìn)，將燃煤鍋爐改燃水煤漿。

圖1 鍋爐改造后主側(cè)示意圖

1 改進(jìn)方法

現(xiàn)有鏈條鍋爐改進(jìn)為水煤漿鍋爐燃燒方式. 將燃煤鍋爐的煤斗、分層燃燒裝置、爐排、馬丁除渣機(jī)等拆除，增加水煤漿供漿系統(tǒng)，安裝儲(chǔ)漿罐、供漿泵、壓縮空氣儲(chǔ)氣罐、供漿管道、供氣管道、在一樓安裝輔助燃燒室，在二樓樓板開孔將輔助燃燒室與原鍋爐的爐膛連通，將燃煤鍋爐的燃燒方式由層燃改進(jìn)為懸浮燃燒。懸浮燃燒的優(yōu)點(diǎn)：其燃燼率高，可達(dá)到98%，燃燒熱效率高，可達(dá)80%以上。 環(huán)保性能好。 負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大（100%~10%）。安全特性好，運(yùn)輸便利。 可以不改進(jìn)原燃煤鏈條爐鍋爐主體和任何承壓部件。 現(xiàn)有鏈條鍋爐改燃水煤漿，只需增加儲(chǔ)存燃料設(shè)備、輸送設(shè)備、燃燒器，成本相對較低。不改變鍋爐的主體結(jié)構(gòu)及承壓系統(tǒng)，原有鍋爐的蒸發(fā)量與蒸汽輸出壓力不變。燃煤鍋爐爐膛改造后的結(jié)構(gòu)概況如圖1所示。

水煤漿是選洗后的精煤加工而成，它本身的灰分（6%-8%）、硫分（0.3 %-0.4%）低，所以它燃燒后排放的煙塵濃度比燃煤鍋爐低，一般為80mg/ m3；達(dá)到國家的鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一類區(qū)排放指標(biāo)（80 mg/m3）；排放的SO2濃度比燃重油鍋爐低，一般為400mg/m3，達(dá)到全部區(qū)域排放指標(biāo)（輕柴油：500 mg/ m3； 燃料油：900 mg/ m3），它是由65%-70%的煤粉和29%-34%的水及1%左右的微量化學(xué)添加劑制備而成的漿體，其狀態(tài)發(fā)生變化，從固態(tài)變成漿狀，燃燒方式從層燃改變?yōu)槭胰迹梢韵裼鸵粯恿鲃?dòng)和燃燒。水煤漿采用霧化燃燒方式，較好地解決了傳統(tǒng)燃煤鍋爐不完全燃燒的問題，提高燃料利用率，水煤漿的研發(fā)運(yùn)用主要目的是作為燃油的替代品。由于水煤漿中含有水分，因此水煤漿不易燃易爆，安全性比煤、重油、輕油、天然氣、煤氣都好。它易于輸送，可通過管道近距離輸送，也可使用火車、汽車、船舶進(jìn)行長距離運(yùn)輸。它便于儲(chǔ)存，儲(chǔ)罐的消防等級(jí)均比油、氣儲(chǔ)罐的要求低。

鍋爐本體改造的重點(diǎn)就是針對水煤漿燃燒的特點(diǎn)：通過水煤漿噴槍，將水煤漿與壓縮空氣噴人鍋爐爐膛進(jìn)行霧化，霧化后的水煤漿在鍋爐爐膛內(nèi)迅速卷吸爐膛內(nèi)的熱量，霧化的水煤漿迅速蒸發(fā)水分，在750℃的環(huán)境下，形成懸浮燃燒，沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向，充滿整個(gè)爐膛，燃燒的火焰成金黃色，灰渣成白色，90%的灰渣隨煙氣排放，通過脫硫除塵器進(jìn)行除塵與脫硫，再排入大氣。水煤漿懸浮燃燒需要較大空間的爐膛，爐膛空間增大后，會(huì)導(dǎo)致水煤漿點(diǎn)火困難。因此，重新砌筑爐膛以適合水煤漿燃燒工藝。為提高爐膛溫度，強(qiáng)化水煤漿的霧化燃燒，提高燃燼率，在爐膛下部布置一個(gè)輔助燃燒室：在原爐膛底部開一個(gè)長方形孔，將爐膛向下垂直延伸。在原除渣機(jī)位置安裝一個(gè)小燃燒室作為輔助燃燒室，增加一個(gè)水煤漿噴槍；把除渣機(jī)重新安裝在輔助燃燒室下部。輔助燃燒室為鍋爐爐膛提供溫度，作為水煤漿鍋爐點(diǎn)火用。拆除原鏈條鍋爐鼓風(fēng)三個(gè)風(fēng)門，新增一個(gè)自然通風(fēng)口。在原燃煤鍋爐的后面煙道的兩側(cè)各安裝一支水煤漿噴槍，水煤漿噴槍通過煙道進(jìn)入爐膛，噴槍槍口對準(zhǔn)鍋爐前面的中心。如圖2所示。

圖2 鍋爐改造后俯剖視示意圖

圖3 鍋爐改造后左右剖視示意圖

水煤漿噴槍功能：對水煤漿進(jìn)行霧化、點(diǎn)火、配風(fēng)，通過調(diào)控水煤漿的霧化張角和霧化距離，保證水煤漿穩(wěn)定、充分燃燒。其主要組件包括噴槍、噴嘴。型號(hào)：DJR-Ⅱ-750，主要參數(shù)：輸出功率：min：3.0MW max：7.5MW。耗漿 量：min：720kg/h max：1800kg/h，燃料壓力：0.6-1.0MPa，霧化壓力：0.4-0.7MPa，規(guī)格尺寸：￠25×￠65×2800。水煤漿噴槍安裝在燃燒器中，改造后主燃燒器安裝在二樓鍋爐后面，輔助燃燒器安裝在一樓輔助燃燒室正面中心。如圖3所示。

3 改進(jìn)效果

3.1水煤漿鍋爐改進(jìn)完成后，對水煤漿鍋爐運(yùn)行情況進(jìn)行試驗(yàn)，并與燃煤鍋爐進(jìn)行比較。改進(jìn)后的水煤漿鍋爐的熱效率為83%，比改進(jìn)前的63.32%的熱效率提高了19.68%。水煤漿燃燼率為92.73%，比改進(jìn)前的70%提高了22.73%。2013年貴定卷煙廠卷煙生產(chǎn)綜合能耗為3.10kg/萬支，比2009年燃煤時(shí)的5.55 kg/萬支降低2.45kg/萬支，同比下降44.14%。

3.2 社會(huì)效益

（1）貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴定卷煙廠鍋爐房被貴州省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局評(píng)為“安全與節(jié)能標(biāo)桿鍋爐房”，是全省取得該榮譽(yù)的3家鍋爐使用單位之一。

（2）鍋爐的煙塵排放濃度由改進(jìn)前的243.1mg/N·m3（均值）下降為124.7 mg/N·m3（均值）。

（3）二氧化硫排放濃度由改進(jìn)前的1186 mg/N·m3（均值）下降為147.6 mg/N·m3。

（4）被貴州省黔南州評(píng)為《2010年環(huán)境保護(hù)友好企業(yè)》。

（5）貴州省相關(guān)鍋爐使用單位多次到貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴定卷煙廠參觀學(xué)習(xí)。

結(jié)語

實(shí)踐證明，將燃煤鍋爐的煤斗、分層燃燒裝置、爐排、馬丁除渣機(jī)等拆除，增加水煤漿供漿系統(tǒng)，安裝儲(chǔ)漿罐、供漿泵、壓縮空氣儲(chǔ)氣罐、供漿管道、供氣管道、在一樓安裝輔助燃燒室，在二樓樓板開孔將輔助燃燒室與原鍋爐的爐膛連通，在一樓輔助燃燒室正面安裝一支水煤漿噴槍，在二樓鍋爐后面煙道兩側(cè)各安裝一支水煤漿噴槍，槍口對準(zhǔn)鍋爐前面中心，將燃煤鍋爐的燃燒方式由層燃改進(jìn)為懸浮燃燒，可提高燃料的燃燼率，可提高鍋爐的熱效率，可節(jié)能減排，立式燃煤鍋爐改燃水煤漿技術(shù)可行。

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中圖分類號(hào)：TK22

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡介：馬亞（1968-），學(xué)士，工程師，主要從事卷煙工廠設(shè)備管理與研究。