鐘杰
【摘 要】一臺85 t/h中溫中壓甘蔗渣鍋爐,運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了蒸發(fā)量達(dá)不到額定蒸發(fā)量、燃料燃燒困難、爐排面堆渣嚴(yán)重、未燃盡的蔗渣跌落到爐底風(fēng)室、燃燒室漏風(fēng)嚴(yán)重、爐底風(fēng)室風(fēng)壓偏低等問題。文章闡述了問題形成的原因,并提出了改造設(shè)計(jì)方案。
【關(guān)鍵詞】甘蔗渣鍋爐;燃燒室;改造設(shè)計(jì)
【中圖分類號】TK223.21 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688(2020)02-0050-02
0 前言
廣西某糖廠有一臺85 t/h中溫中壓甘蔗渣鍋爐,運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)如下問題:蒸發(fā)量達(dá)不到額定蒸發(fā)量,實(shí)際蒸發(fā)量為70~75 t/h,并且實(shí)際燃料消耗量比滿負(fù)荷設(shè)計(jì)值大,燃料燃燒困難,爐排面堆渣嚴(yán)重,未燃盡的蔗渣跌落到爐底風(fēng)室;燃燒室漏風(fēng)嚴(yán)重,加大了引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷;爐底風(fēng)室風(fēng)壓偏低等。本文分析了鍋爐存在問題的原因,并給出了技術(shù)解決方案。
1 燃燒室改造前的基本特征
(1)燃燒室及爐膛改造前的主要參數(shù)見表1。
(2)燃燒室改造前的結(jié)構(gòu)。燃燒室改造前的結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。爐膛的燃燒室區(qū)域全敷設(shè)衛(wèi)燃帶至標(biāo)高7 000 mm處,較高的熱負(fù)荷有利于甘蔗渣的著火和燃燒。甘蔗渣噴渣器安裝在燃燒室前墻標(biāo)高4 050 mm處,共設(shè)置4個(gè)噴渣器。甘蔗渣由噴渣風(fēng)氣力噴播方式送入燃燒室中,噴渣器設(shè)置有可調(diào)節(jié)托板,使甘蔗渣送入燃燒室時(shí),根據(jù)爐內(nèi)的燃燒工況,調(diào)整燃料入爐時(shí)的拋物線,利用高度差使甘蔗渣在爐內(nèi)飛行的一段路程中受到熱煙氣極為有效的加熱,甘蔗渣中的水分基本被烤干,大部分甘蔗渣在煙氣及空氣的托浮下,在燃燒室及爐膛內(nèi)懸浮燃燒。
爐排采用水冷爐梁支承的固定爐排片,往爐前向下傾斜5°安裝,爐排片開孔率為15.0%。爐排面采用蒸汽吹渣方式出渣,并在爐前設(shè)置沖渣溝。在燃燒室兩側(cè)爐排底,共設(shè)置爐8條規(guī)格為500 mm×700 mm的一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管;在燃燒室后部,標(biāo)高1 700 mm處,設(shè)置后墻二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管,水平送風(fēng);標(biāo)高5 700 mm處,設(shè)置后墻三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管,水平送風(fēng);在燃燒室前部,標(biāo)高5 450 mm處,設(shè)置前墻三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管,與水平線形成負(fù)20°夾角向燃燒室送風(fēng)。
采用耐火磚砌墻方式把爐底風(fēng)室分隔為左、右2個(gè)風(fēng)室。
2 原因的查找與分析
經(jīng)核算原鍋爐廠的設(shè)計(jì)計(jì)算文件和圖紙,根據(jù)類似的中溫中壓甘蔗渣鍋爐對比,各部件的受熱面積、煙氣流速、介質(zhì)流速等關(guān)鍵數(shù)據(jù),均在合理范圍內(nèi)。各部件的受熱面積不足影響蒸發(fā)量的原因予以排除。
經(jīng)過對現(xiàn)場的觀察,查閱鍋爐運(yùn)行記錄,以及通過與鍋爐運(yùn)行人員了解、溝通得知,鍋爐運(yùn)行時(shí),一次風(fēng)、二次風(fēng)、三次風(fēng)及噴渣風(fēng)的風(fēng)量配比不合理,沒有有效地形成燃燒室旋轉(zhuǎn)風(fēng),不利于燃燒室內(nèi)的甘蔗渣懸浮燃燒,所以大部分的甘蔗渣堆積在爐排面燃燒,甘蔗渣懸浮室燃的分量極少。同時(shí),爐排有效面積為32 m2,設(shè)計(jì)偏大;爐排面積熱負(fù)荷為2 795.7 kW/m2,設(shè)計(jì)偏低,導(dǎo)致燃燒室溫度只有850 ℃左右,含水分大的甘蔗渣從噴渣器噴射至燃燒室時(shí),沒有得到有效的加熱,形成甘蔗渣燃燒困難,未燃盡的甘蔗渣跌落到爐底風(fēng)室,燃料消耗量大,燃燒效率低。
爐底設(shè)置8條規(guī)格為500 mm×700 mm的一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管,進(jìn)風(fēng)管截面積偏大,導(dǎo)致風(fēng)速低。同時(shí),爐底風(fēng)室僅分隔為左、右2個(gè)風(fēng)室,風(fēng)室風(fēng)壓偏低,也不能通過爐排面的燃燒工況進(jìn)行有效的分段送風(fēng),沒有有效地將爐排面的甘蔗渣吹起形成懸浮燃燒。由于爐排面經(jīng)常處于堆渣的工況,所以操作人員頻繁地進(jìn)行蒸汽吹掃爐排面,導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行時(shí)燃燒室溫度長期處于850 ℃左右,這個(gè)溫度不利于水分大的甘蔗渣烘干和著火燃燒。爐前水力出渣溝幾乎處于常開狀態(tài),故燃燒室漏風(fēng)嚴(yán)重,加大了引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷,導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行整體電耗增大。
3 改造設(shè)計(jì)方案
(1)爐排由原來的傾斜爐排改為水平爐排,爐排面標(biāo)高改為850 mm,調(diào)整爐排尺寸為5 000 mm(寬)×5 600 mm(深),爐排有效面積為28 m2,并更換全部爐排片,新爐排片開孔率為11.2%。這樣增加了爐排面積熱負(fù)荷,有利于水分大的蔗渣迅速烘干燃燒;調(diào)整爐排片開孔率,將爐排面的蔗渣吹離爐排面后燃燒(形成室燃),避免造成堆渣和未燃盡的蔗渣跌落爐底風(fēng)室,有利于甘蔗渣燃燒。
(2)爐底一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管由原來的500 mm×700 mm、左右條4條,改為530 mm×730 mm、左右條2條,減少進(jìn)風(fēng)管截面積,這種做法提高了風(fēng)速,有利于甘蔗渣懸浮燃燒。
(3)利用耐火磚將爐底風(fēng)室分隔為4個(gè)獨(dú)立風(fēng)室,分別由4條爐底一次風(fēng)進(jìn)風(fēng)管單獨(dú)控制進(jìn)風(fēng)量,有利于根據(jù)爐排面的燃燒工況進(jìn)行有效的分段送風(fēng)。
(4)取消爐前沖渣溝、爐排面蒸汽吹渣裝置,采用人工出渣方式,減少燃燒室漏風(fēng);并提高和穩(wěn)定燃燒室溫度,有利于甘蔗渣著火燃燒。
(5)后墻二次風(fēng)管標(biāo)高改為1 000 mm;根據(jù)需要調(diào)整檢查門、清灰門的位置和標(biāo)高。
(6)燃燒室及爐膛改造后的主要參數(shù)見表2。
(7)燃燒室改造后的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示。
(8)鍋爐運(yùn)行送風(fēng)調(diào)整,以運(yùn)行時(shí)總風(fēng)量為基準(zhǔn),一次風(fēng)占60%、二次風(fēng)占15%、三次風(fēng)占15%及噴渣風(fēng)占10%的風(fēng)量配比,這樣能有效地形成燃燒室旋轉(zhuǎn)風(fēng),有利于燃燒室內(nèi)的甘蔗渣懸浮燃燒。
4 結(jié)語
我們對改造后的鍋爐使用單位進(jìn)行調(diào)查,鍋爐改造試運(yùn)行成功。高水分的甘蔗渣著火燃燒容易、爐排面無堆渣現(xiàn)象,燃燒室燃燒溫度穩(wěn)定、爐膛和出煙口無結(jié)焦、NOX化物排放濃度符合標(biāo)準(zhǔn);負(fù)荷穩(wěn)定、燃燒良好,各項(xiàng)參數(shù)均符合設(shè)計(jì)要求,表明本改造設(shè)計(jì)是成功的,用戶十分滿意,實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的雙重效益。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]馮俊凱,沈幼庭.鍋爐原理及計(jì)算[M].第3版.北京:科學(xué)出版社,2003.
[2]《工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法》編委會.工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2003.
[3]林宗虎,徐通模.實(shí)用鍋爐手冊[M].第2版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.
[4]胡蔭平.電站鍋爐手冊[M].北京:中國電力出版社,2005.