淺談燃煤鍋爐新能源技術(shù)研究

王萬來

摘 要：針對山釜峰集團的羊東礦而言，作為一座突出礦井，其從50年代就開始進行了簡單的投產(chǎn)，又深入對煤與瓦斯進行了開采，每一年的原煤產(chǎn)量達到130萬噸，其井田大概有13.2平方公里，且具有復雜是地質(zhì)條件，對于已探明的LH>3m斷層，達到3000多條，而被揭露出的LH>3m斷層，達到2500多條。對于能夠采煤的，往往包括三層，其中，有兩層煤的厚度較薄，所以，在開采時候十分困難，且煤質(zhì)不高，造成產(chǎn)品賣不出去。不利于經(jīng)濟的運行，另外，涌出大量瓦斯，地應(yīng)力也變高，對于4號煤層，往往被作為保護層，反之，會給礦井的安全生產(chǎn)帶來影響。為更好地解決這一難題，有關(guān)技術(shù)人員積極進行探索與研究，結(jié)合這個礦的實際情況，提出把煤與新能源一起燃燒的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐；新能源；技術(shù)；研究

1 概述

2010年，從全國的煤礦、煤層分析，氣抽數(shù)量為91億立方米，而井下瓦斯，其抽采數(shù)量達到76億立方米，直到2015年，達到了最高峰，即300萬億立方米。在峰峰集團，有一個是羊東礦，在其煤炭的生產(chǎn)進程中，往往有大量新能源的氣體，從建礦開始一直到現(xiàn)在，其出現(xiàn)在礦井瓦斯內(nèi)的數(shù)量遠遠大于10m3/min，其絕對涌出數(shù)量達到50-60m3/min，抽采的濃度達到25-70%。在1966年，這個就開始被利用，從礦建立以來，礦居民生活用氣往往依靠瓦斯儲氣柜的供應(yīng)，而其余煤氣流入大自然空氣當中，這里包括一些有害氣體，即CO2、 CO、NO2等，所以，嚴重污染了大自然生態(tài)環(huán)境，不利于人類健康地生活。對于這個礦的工程技術(shù)人員而言，通過仔細觀察發(fā)現(xiàn)，在鍋爐內(nèi)，有些碎煤沒有被充分燃燒，能夠看到鍋爐內(nèi)的火時有時無，給居民、職工的生活帶來很多方面的影響。

為了解決這些方面的問題，有關(guān)人員提出了自己的看法，即把瓦斯燃燒與碎煤綜合起來利用，同時，提出一個課題，即《燃煤鍋爐中燃燒瓦斯》，對其加大力度進行研究，通過瓦斯來完成點火，把碎煤徹底燃燒，這樣就大大不提高了鍋爐有效利用率，同時，不斷節(jié)能而環(huán)保[ 1 ]。

2 燃燒鍋爐中燃燒瓦斯（瓦斯）研究的主要內(nèi)容

2.1 固與氣兩相物料，在鍋爐內(nèi)燃燒的具體分析

在鍋爐內(nèi)，把固、氣兩相物料一起燃燒，需要用到空氣形成的動力場、傳熱等方面涉及到的知識，其理論具體復雜的模型，同時，大于固體的煤，以及氣體的瓦斯，往往能夠一起燃燒、一起流動、一起傳熱在空間當中，這二者在燃燒、傳熱等機理上有巨大差異，所以，需要依次對固體的煤、氣體的瓦斯進行考慮，結(jié)合經(jīng)驗關(guān)系式可知，需要從煤、燃氣之間的相對速度進行考慮，并分析其每一個影響因素，而爐腔流動具有復雜性，其給參數(shù)帶來一定影響，問題要想實現(xiàn)簡單化，一些引入?yún)?shù)，參數(shù)包括：爐膛具體的壓力、傳熱系數(shù)、入爐燃料數(shù)量、瓦斯數(shù)量、瓦斯的濃度、壓力大小、燃燒所需要的空氣數(shù)量。

2.2 安全控制模型的建立和研究

1）對這兩種物質(zhì)，研究其燃燒的特性；

2）基于鍋爐安全，需要借助一定的經(jīng)濟條件，最終形成了一個更加安全的控制系統(tǒng)，需要進行工程方面的試驗；

3）對于爐膛，從其結(jié)構(gòu)、特性等方面研究；

4）對于鍋爐需要對燃燒器進行適宜的設(shè)計，使其更加安全地燃燒與運行[ 2 ]。

3 燃燒鍋爐改造

在熱力計算的基礎(chǔ)上，本文選取了冀中能源，即峰峰集團的羊東礦鍋爐，具體是SHL10-1.3/A II型鍋爐，對其煤、瓦斯氣的燃燒等方面進行了改造，與此同時，對運行的過程中，可能出現(xiàn)的情況做出了預測，保持蒸汽的量不變的情況下，增強鍋爐的熱效率，通過碎煤老將瓦斯燃燒，可以有效地節(jié)能。灶燃燒器的布置上，以及風道和供氣體系進行改造[ 3 ]。

3.1 燃燒器的布置

對于燃燒爐，其鏜口的左或者右，分別安裝了擴散瓦斯氣燃燒器，即朝著兩邊散熱的器具，把燃燒器設(shè)置在煤層的上面，兩面的墻體相對，其燃燒器的噴嘴軸心線不在一個軸線上，有效地形成了剪切流體的形狀，加強擾力，有效地把可以燃燒的氣體或者固體顆粒穩(wěn)固在爐膛中，在爐子的上面再將氣體火焰投入進去，有效增強了固體燃料的燃燒。

3.2 風道

對于送風道，往往可以分為兩個路線，具體過程中，需要運用原來的送風機進行，即把風依次送到供鏈條爐排送風室、燃氣燃燒器當中，同時，計算出送風道的水力情況，以及計算出風機校核。

3.3 供氣系統(tǒng)

對于供氣系統(tǒng)，主要包括幾個部分，這幾個部分確保瓦斯的穩(wěn)定壓力和鍋爐內(nèi)安全穩(wěn)定然燒，其包括：自動的調(diào)壓閥、氣動的安全快關(guān)閥、手動的截止閥、壓力開關(guān)、壓力表、壓力變速器、旁路管閥等。

3.4 安全控制系統(tǒng)

針對安全控制，其體系主要有防爆門，其直接安裝在對應(yīng)位置上，確保系統(tǒng)更加嚴密，每當爐腔，或者是煙道出現(xiàn)氣體爆炸的情況，內(nèi)部的蓋子就會自動環(huán)繞軸心進行開啟，卸掉壓力后，停止工作。在此體系中，還有煤氣在線分析儀，其具有導熱式的特點。在鍋爐的開啟和停止的時候，能夠隨時檢查爐膛，尤其檢查其中的瓦斯含量，及時給予其相關(guān)的信息，避免意外。

還有一個是控制系統(tǒng)，其具體安全功能，主要監(jiān)控的是鍋爐的情況，一旦發(fā)生情況，具備主燃料跳閘功能，還有爐膛吹掃邏輯的功能，報警功能等。

4 創(chuàng)新點、關(guān)鍵技術(shù)

1）改造煤摻燃燒氣之后，往往因煙速的對流，而受到熱力的影響不斷增強，從而有效地減少了煙氣在出口的溫度，不斷增強鍋爐的燃燒效率。

2）中小型的鍋爐，在運用燃燒器，以輻射式的為主，并在鍋爐內(nèi)設(shè)置二次車晶射裝置，也是一次創(chuàng)新。

3）采用先進的煙氣流，使鍋爐內(nèi)保持一種負壓，提升了鍋爐的效果。

綜上所述，對于鍋爐燃燒新能源的技術(shù)的研究，有效地解決了瓦斯排空、空氣污染和資源浪費的情況，有效增強了礦的經(jīng)濟效益，具備良好發(fā)展推廣價值。

參考文獻：

[1] 景魁英，賈彥斌，劉軍動.燃煤鍋爐新能源技術(shù)研究[J].科協(xié)論壇（下半月），2013，（01）：52-53.

[2] 李嵩.淺談燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)[J].中國井礦鹽，2016，（04）：13-14+19.

[3] 曹勝利，馬傳崗.淺談某電廠300MW燃煤鍋爐富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014，（15）：18-19.