燃煤鍋爐應用節(jié)能型均勻混煤機節(jié)能效果分析

王健（中國石油天然氣集團公司節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評價中心）

燃煤鍋爐應用節(jié)能型均勻混煤機節(jié)能效果分析

王健（中國石油天然氣集團公司節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評價中心）

在北方冬季供暖期間，多數(shù)供暖企業(yè)都是以燃煤鍋爐作為主要的供暖熱源。現(xiàn)有的燃煤鍋爐給煤裝置都采用機械聯(lián)合輸送上煤的方式，導致煤從煤倉落入爐排面上，產(chǎn)生分布不均、燃燒不充分的現(xiàn)象，造成大量的能源浪費，污染了周邊的環(huán)境。某物業(yè)公司燃煤鍋爐房根據(jù)實際情況，通過使用節(jié)能型均勻混煤機，成功解決了上述問題，鍋爐效率提高了4.70%，爐渣含碳量降低了8.14%，1年可節(jié)約燃煤約31 t，對其他供暖企業(yè)具有指導意義。

燃煤鍋爐；混煤機；節(jié)能；鍋爐效率；爐渣含碳量

某物業(yè)公司燃煤鍋爐房在冬季采暖期間，需要儲存大量煤用以供暖。而煤在存放過程中，其水分會隨著空氣的潮濕而增加，進而黏度增大，這樣煤在從皮帶落入煤倉的過程中，在邊角、底板、平緩的部位造成堆積，最后堆積成“山”字型。再有部分凍煤進入溜煤槽后因溫度升高而融化，遇冷后黏結(jié)成更大的凍塊，甚至黏附在倉壁上造成堆堵，最后也堆積成“山”字型。煤倉中的“問題”煤，由于重力作用落入爐排面上，使煤在爐排面上自然形成塊、沫分布不均。通過實踐觀察，爐排后局部形成塊煤，由于通風阻力小而形成“火口”；爐排局部形成沫煤，由于通風阻力大而形成“黑帶”。

1 鍋爐傳統(tǒng)給煤方式及解決辦法

1.1 傳統(tǒng)給煤方式

根據(jù)燃燒學[1]基本原理，正轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐的送風設(shè)計為分段等壓送風，即沿爐排寬度方向上每個風室設(shè)計為等壓風室，這正是正轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐送風設(shè)計的基本特點。燃煤鍋爐通過鏈條給煤方式造成煤層分布不均，致使煤層通風阻力不暢并與等壓送風特點不相適應，是導致燃燒工況惡化的根本原因。而在鍋爐運行當中也經(jīng)常遇到溜煤槽溜煤不暢、局部甚至全部棚煤[2]的現(xiàn)象，究其原因主要有以下2種：

1）煤中含水比例過大或水分分布不均勻，致使煤的黏度增加，因而在溜煤的過程中邊角、底板等平緩的部位造成棚堵。

2）凍煤進入溜煤槽后因溫度升高而融化，再遇冷后黏結(jié)成更大的凍塊（返凍梨現(xiàn)象），甚至黏附在倉壁上造成棚堵，此現(xiàn)象在寒冷地區(qū)尤為明顯。

1.2 解決辦法

對于這些問題，以往的解決辦法是：

1）在煤倉形成堆積的部位手動敲擊，這樣不但增加了勞動強度，而且產(chǎn)生的效果很小。

2）對于解決因凍煤造成的堆堵現(xiàn)象，給煤倉中增加一層保溫材料或改善鍋爐房整體保溫效果，但收效甚微，在惡劣天氣狀態(tài)下，堆堵現(xiàn)象依然嚴重，而且問題得不到充分解決。

2 鍋爐節(jié)能型均勻混煤機簡介

2.1 工作原理

在進入“分層給煤裝置”前，先將溜煤槽（煤倉）中塊、沫分離的煤及水分在“均勻給煤裝置”中充分攪拌均勻，燃煤通過“分層煤裝置”進入鍋爐后，能夠在爐排上更均勻、平順地鋪攤，更大程度改善燃燒條件。

2.2 技術(shù)特點

1）通過鍋爐均勻混煤機[3]的攪拌，使煤倉中的塊煤和沫煤充分分離、均勻混合，徹底消除堆積現(xiàn)象。

2）能破碎凍結(jié)煤，使加水的干濕煤混合均勻。

3）自動化功能強，設(shè)置完成后，可獨立工作，減少了工人的勞動強度。

4）采用變頻控制“均勻給煤裝置[4]”轉(zhuǎn)速，冬季滿負荷運行時，變頻器設(shè)置34～40 Hz，不需要大量的電能。

2.3 結(jié)構(gòu)特點

1）混煤機是安裝在分層煤斗與煤倉之間的1個獨立箱體（圖1），箱體內(nèi)設(shè)置2根轉(zhuǎn)向一致，但螺旋葉片相對反向的絞龍（圖2）。2根絞龍的一端各伸出箱體外一段軸頭，通過獨立的驅(qū)動裝置使兩根軸頭共同等速旋轉(zhuǎn)，將煤倉里的燃煤沿水平方向相互錯動，以起到燃煤在落到“分層給煤裝置”之前便已被均勻排列的作用。

2）混煤機上的雙絞龍[5]，其自備動力系統(tǒng)配變頻調(diào)速器控制，便于低速啟動，防止過載而扭斷軸頭。

3）根據(jù)鍋爐噸位，將混煤機按單套和雙套動力系統(tǒng)分別設(shè)計，一般大于60 t/h的鍋爐，按雙套動力設(shè)計，以防止絞龍過長阻力過大而被扭斷。

4）絞龍的動力端配有牙嵌式離合機構(gòu)[6]，用以過載時保護。

圖1 混煤機的外型

圖2 混煤機的雙絞龍

3 應用效果分析

中國石油天然氣集團公司節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評價中心，在該物業(yè)公司燃煤鍋爐房3#鍋爐上做應用節(jié)能型均勻混煤機前后對比測試實驗，該實驗是在工況運行相近的情況下進行的。在應用節(jié)能型鍋爐混煤機前，鍋爐的運行熱負荷率為52.91%，空氣過剩系數(shù)為1.83，排煙溫度為85.50℃，爐渣含碳量為18.86%，鍋爐熱效率為80.31%。在安裝節(jié)能鍋爐混煤機后，鍋爐的熱負荷率為53.23%，空氣過剩系數(shù)為1.81，排煙溫度為86.80℃，爐渣含碳量為10.72%，鍋爐熱效率為85.01%（表1）。

表1 改造前后測試統(tǒng)計

由表1可知，該鍋爐熱效率提高了4.70%，爐渣含碳量降低了8.14%，節(jié)煤163 kg/h。采暖季按6個月計算，每天運行24 h，1年可節(jié)約燃煤約31 t。

4 結(jié)論

根據(jù)測試對比實驗得出的結(jié)論，該物業(yè)公司燃煤鍋爐房使用節(jié)能型均勻混煤機后，獲得了較好的節(jié)能設(shè)備現(xiàn)場應用效果。

1）徹底消除了因送煤過程中由于重力作用造成的塊、沫分離不均勻現(xiàn)象。

2）改善了爐排面上塊、沫煤的混合均勻，還能使煤的干濕度混合均勻、煤層平整，燃燒效果得到了很大改善。

3）著火同步，燃燒同步，火床上無“黑帶”和“火口”，燃燒更加充分，燃燒速度加快，燃燒效率明顯提高。

4）增大了鍋爐出力，提高了鍋爐熱效率。

5）減少操作人員的工作強度，改善運行環(huán)境，爐膛受熱元件整體受熱均勻，減少了維修工作量。

6）由于鍋爐燃燒快而充分，降低了煙塵排放濃度，改善除塵效果，減少了出渣量，環(huán)保效應顯著。

通過安裝節(jié)能型均勻混煤機，該物業(yè)公司有效地解決了大型鍋爐存在的諸多燃煤問題，提高了鍋爐出力和熱效率，節(jié)約了大量能源，減少了環(huán)境污染，降低了工人的勞動強度和維護成本，取得了一定的經(jīng)濟效益，對其他供暖企業(yè)具有指導意義。

[1]丘紀華，陳剛.煤燃燒理論與技術(shù)[M].武漢：華中理工大學出版社，2000：2.

[2]楊吉友.鍋爐原煤斗蓬煤和落煤管堵塞原因及改造措施[J]．安徽電力，2013（2）：21-23.

[3]陳思昂，王歆鑫.鍋爐混煤器的節(jié)能機理與應用[J].節(jié)能，2014，33（4）：61-62.

[4]李世偉.煤倉自動均勻給煤裝置的技術(shù)改造[R].全國設(shè)備維修與改造學術(shù)會議，2002．

[5]樊仕方，王冬瑞，陳先.提高雙進雙出磨煤機絞龍體穩(wěn)定性的方法分析與應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（32）：41-42.

[6]高波，朱先民，姜丁，等.一種可動態(tài)接合的牙嵌式離合器牙形設(shè)計方法[J].機械設(shè)計，2001，18（9）：32-33．

2017-08-23

（編輯 張興平）

中石油集團公司煉化節(jié)能技術(shù)交流會在北京順利召開

本刊訊 為了促進煉化企業(yè)了解和交流國內(nèi)外先進節(jié)能理念與節(jié)能技術(shù)應用，推動企業(yè)節(jié)能工作的開展，集團公司質(zhì)量安全環(huán)保部于2017年9月12—13日在北京組織召開了集團公司煉化節(jié)能技術(shù)交流會。質(zhì)量安全環(huán)保部副總經(jīng)理黃飛、副總工程師王學文、中石油規(guī)劃總院副總工程師段偉以及各煉化企業(yè)節(jié)能主管領(lǐng)導和相關(guān)人員60余人參加了會議。

此次交流會歷時1天半，交流內(nèi)容圍繞煉化企業(yè)能源管理解決方案和國內(nèi)外案例以及中國石油煉化先進節(jié)能技術(shù)應用案例展開，包含國外技術(shù)公司5個主題匯報及煉化企業(yè)6項先進節(jié)能技術(shù)。首先，橫河電動機公司、艾斯本公司和施耐德公司在會上分別做了關(guān)于工廠能源節(jié)能解決方案、能源優(yōu)化、能源管理以及國內(nèi)外案例的報告。隨后，大連石化、大慶石化、廣西石化、遼陽石化和錦西石化對6項先進的節(jié)能技術(shù)的技術(shù)原理、在本企業(yè)的應用情況、應用效果及存在問題做了詳細介紹。通過此次交流、學習其他企業(yè)的先進技術(shù)和經(jīng)驗，為煉化企業(yè)進一步做好能源管理與優(yōu)化、能源管控、先進節(jié)能技術(shù)的推廣應用提供借鑒。

最后，黃飛副總經(jīng)理對技術(shù)公司及地區(qū)公司匯報的內(nèi)容給予了肯定。他指出，今后要多創(chuàng)造企業(yè)之間交流、學習的機會，整體提升集團公司節(jié)能工作的水平；要將管理體系與節(jié)能技術(shù)相結(jié)合；積極開展能源管控工作，并將能量優(yōu)化工作常態(tài)化。本次交流會涉及3家國外技術(shù)公司和24家煉化企業(yè)，參加人員多，協(xié)調(diào)難度大，規(guī)劃總院作為會議的承辦單位，精心組織策劃，為與會代表提供了優(yōu)質(zhì)的服務，得到了與會代表的好評。

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.10.009

王健，2013年畢業(yè)于東北石油大學（油氣儲運工程專業(yè)），主要從事節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評價工作，E-mail：170296290@qq.com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)西賓路552號大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心節(jié)能技術(shù)監(jiān)測評價中心，163453。