锅炉强化燃烧技术分析

杨晓丽

摘 要：锅炉是一种通用动力设备，遍布于国民生产经济各个部门，然而锅炉燃料浪费问题也十分严重。为了解决锅炉的燃料浪费问题，本文通过分析现有的强化燃烧技术，提出有效措施来改造锅炉强化燃烧，以提高锅炉运行效率，达到节能环保的目的。

关键词：强化燃烧，锅炉改造

1引言

锅炉在工业生产和生活采暖中广泛应用，但是在设计和运行中存在着许多问题，主要是：煤耗量大，锅炉出力低，只有铭牌数值的60%左右，锅炉热效率低。环境污染亦较严重。为了减少环境污染，提高热效率和节约能源，必须对锅炉采取有效的技术改进措施，而使燃料在锅炉里燃烧完全则是核心间题。

当前运行的锅炉多为链条锅炉和往复炉排锅炉，在设计上和运行中存在的主要问题是：燃料燃烧不完全，煤耗大，锅炉运行效率低，锅炉出力不足，风室间漏风、窜风现象严重，炉渣含碳量高等。这些问题需要通过强化燃烧技术来解决。强化燃烧措施的着重点是提高炉膛温度和增强炉内气流扰动，减少死区。

2锅炉燃烧影响因素

2.1燃料品质的影响

锅炉燃烧设备是按设计煤种设计的，煤质和特性不同，燃烧器的结构特性也就不同。因此，锅炉正常运行中一般要求燃煤的品质与燃烧设备和运行方式相适应，但在锅炉实际运行中，燃煤品质往往变化较大。燃料中挥发分低的煤种着火较困难，达到着火所需时间就较长。在相同的风粉比条件下，挥发分降低，煤粉火炬中火焰传播的速度将显著降低，从而使火焰扩展条件变差，着火速度减慢，燃烧稳定性降低。

2.2煤粉细度的影响

煤粉越细，同样总体积燃料表面积越大，在其它条件相同的情况下，加热时温升越快，越容易着火。煤粉细度越细，所需燃烧时间越短，燃烧也就越完全。

2.3一次风的风量、风速、风温的影响

一次风速过高，将降低煤粉气流的加热程度，使着火点推迟，容易引起燃烧不稳，且煤粉燃烧也不易完全，应设法降低一次风速。但一次风速过低会造成一次风管堵塞。着火点过于靠前，还可能烧坏喷燃器。一次风温越高，煤粉气流达到着火点所需热量就越少，着火速度就越快。

2.4燃烧器特性的影响

对于同一台锅炉而言，燃烧器出口截面越大，混合物着火结束离开喷口距离就越远。小尺寸燃烧器能增加煤粉气流点燃的表面积，使着火速度加快，一方面将使膛出口温度不致过高，另一方面又能燃烧完全。直流燃烧器着火区的吸热面积虽较小，但由于能得到炉膛中温度较高烟气的混入和加热，因而在着火条件上还是比较好的。

2.5锅炉负荷的影响

锅炉负荷降低时，炉膛平均温度降低，燃烧器区域的温度也要相应降低，对煤粉气流的着火不利。当锅炉负荷降低到一定值时，为了稳定炉火，须投用油枪进行助燃。无助燃油枪时煤粉能稳定着火和燃烧的锅炉允许最低负荷，与锅炉本身的特性、所燃用的煤种和燃烧器的型式等有关。

2.6过剩空气系数的影响

炉膛过剩空气系数过大，将使炉膛温度降低，对着火和燃烧都不利，而且还将造成锅炉排烟热损失的增加。过剩空气系数过小时，又将造成缺氧燃烧，使燃烧不完全。

2.7一次风与二次风配合的影响

一、二次风的混合特性也是影响着火和燃烧的重要因素。二次风在煤粉着火以前过早地混合，对着火是不利的。因为这种过早的混合等于增加了一次风量，将使煤粉气流加热到着火温度的时间延长，着火点推迟。

3强化燃烧的措施

根据影响着火和燃烧因素的分析，强化煤粉燃烧，一般可采取如下措施：一是提高热风温度；二是保持合适的空气量，根据煤种，控制合理的一次风量；三是选择适当的气流速度，以保证适当的着火点位置；四是根据燃烧过程的发展，及时送入二次风，既不使燃烧缺氧，又不降低火焰温度；五是保持着火区的高温，加强气流中高温烟气的卷吸；六是选择适当的煤粉细度；七是维持远离燃烧器的火炬尾部具有足够高的温度，以增强燃烬阶段的燃烧程度。

3.1改造炉拱

炉排面积和炉膛是按照额定出力和特定煤种确定的，而锅炉使用单位的用汽量常常与锅炉额定负荷不匹配，使用的煤种也与设计煤种有较大差异。因此需要通过改造炉拱使其适应实际使用的煤种。炉拱的作用一方面是将新进人炉膛的煤引燃；另一方面是促进炉内气流扰动和混合，并利用炉拱蓄积的热量向火床的某一区段内集中反射热量，促使燃料充分燃烧，保证炉膛正常温度。实现前拱帮助着火，后拱促进残碳燃烬。

3.2加强密封

链条锅炉和往复锅炉的侧密封不良和风室间的相互窜风是带有普遍性的问题，如不解决都将会影响其它合理配风措施的有效性，造成锅炉引燃区风量过大，使煤闸板、煤斗、炉排经常烧坏，而主燃区风量又不足，燃煤在主燃区不能完全燃烧，使得炉渣含碳量高，不完全燃烧损失大，环境污染严重。

侧密封要解决的是运动炉排和固定的墙板之间的密封结构，而且能适应不同运行工况下炉排温度的变化。采用耐火灰浆充填侧密封下通道，能有效地阻止煤粒掉入，保护侧密封不致烧毁，而且可以减少风室之间的窜风。造成风室窜风的另一原因，是风室间隔板与移动炉排之间有间隙。在风室改造时，横向、纵向应加装耐热耐磨的密封板。

3.3烟气下抽

对于用高水分、低挥发分劣质煤的锅炉，为了使煤能稳定着火，可以将链条炉前拱下的风室改为抽烟室，利用抽风机将炉排上面的高温烟气抽吸到炉排前部，并穿过新煤层，然后再送到炉排下的风仓，高温烟气通过新煤层时放热而被冷却，新煤层因此而得到加热，可以稳定地着火燃烧。

3.4热风助燃

为了强化燃烧过程。小型锅炉也应在锅炉尾部增设空气预热器。预热助燃空气，实现热风进炉。这样既利用了排烟余热减少排烟热损失，同时又提高了炉温，从而减少了不完全燃烧损失。

3.5增加二次风

對于链条和往复锅炉，燃料燃烧所需要的空气即一次风主要由炉排下各风室送入，但是在炉排中部的主燃区，燃料发生激烈的氧化还原反应，大量地消耗氧气。为了补充主燃区缺氧现象，增加炉内气流扰动，并形成扰动紊流燃烧，使细小未燃完的碳颗粒及一些可燃气体在炉内延长停留时间进一步燃烧，应增设二次风。

4结论

综上所述，锅炉燃烧由于受到燃料品质、煤粉细度、风量、风速、风温、燃烧器特性、锅炉负荷等因素的影响，并不能很好的发挥燃料及设备的最高效率。针对这些影响因素，提出通过改造炉拱、加强密封、烟气下抽、热风助燃等方式进行锅炉改造，以求在一定程度上强化燃烧，提高锅炉燃烧效率。

实践经验表明，锅炉改造是节约燃料的一条重要而有效的途径，强化燃烧是提高锅炉燃烧效率的重要手段。经改造后的锅炉，运行效果良好，可节煤且提高输出功率，而且锅炉升温、升压快，负荷稳定，所以上述措施是可行的。

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