第  卷第 期    年 月锅炉技术                           分层燃烧技术机理分析与应用                                          前言 正转链条炉燃烧方面的主要问题            赖艳华吕明新 马春元  东南大学江苏南京       山东工业大学山东济南      摘要分层燃烧技术是一种提高锅炉效率的有效措施近来在山东得到了广泛的推广。本文从理论上分析了分层燃烧技术可提高锅炉效率和锅炉出力的基本原因。分层燃烧技术对改善反平衡测试中  较大、尤其是炉渣含碳量较高而引起的锅炉效率较低和出力不足的情况更为有效。同时也指出锅炉的改造需进行反平衡测试和专家论证以找出锅炉效率低的根本原因因而采取不同的措施避免锅炉改造的盲目性。图关键词正转链条锅炉层燃燃烧分层给煤分层燃烧技术在工业锅炉改造的应用表明按粒度大小分层给煤使煤颗粒在炉排上按上小下大的规律排列可使整个炉排断面通风均匀、通风阻力下降从而使锅炉在合理的空气过量系数下达到较高的燃烧效率。它克服了正转链条锅炉原来煤粒混杂混烧时所出现的火口、火龙、炉渣含碳量偏高的缺陷。有关改造前后的测试数据表明改造后炉排热负荷和锅炉出力明显提高锅炉热效率在相同负荷下比改造前提高 — 个百分点炉渣含碳量明显下降燃烧状况的改善也拓宽了正转链条锅炉的煤种适应性。分层燃烧技术与其它锅炉改造技术相配合可进一步提高锅炉的热效率。在链条锅炉运行中煤经煤斗送到炉排上时经高层煤堆的压实大小块混杂非常密实且通常是两侧的大块多而中间的碎煤多从而引起以下问题   煤层的通风阻力较大而且不均匀。为达到所需的供风量煤层上下保持的压差也较大局部细屑易被吹跑形成火口会有较多的空气’一’一’一                                                                                                                                                                                                                    —            色                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        ×        修订日期    —  —                    　　万方数据 第 期赖艳华等分层燃烧技术机理分析与应用 在煤层上下的压差作用下通过炉排两侧和火口等阻力较小处进入炉内未能起到理想的助燃作用。在运行中若保持总的空气过量系数口 不变则使煤层阻力较大处风量不足灰渣不完全燃烧热损失增加  升高若使阻力大处也烧透需让足够的空气在此通过则必须增加  。此时阻力小处如火口处和炉排两侧通风量更大降低了炉温加大了未燃尽的细颗粒和可燃气体的上升速度从而使排烟热损失  、飞灰热损失  和气体不完全燃烧热损失  增加送引风机的耗电量也随之升高。   各种颗粒度的煤粒混放时炉排煤层的下部也有碎煤炉排运动过程中细煤屑易下漏使 紫热损失增加。   煤层密实时孔隙度小。煤在燃烧过程中煤粒接触紧密结焦性稍强的煤在挥发分析出过程中易发生粘连而板结造成供氧量不足灰熔点较低的煤在燃烧过程中易因灰软化而使焦炭颗粒之间的通风孔隙堵塞使焦炭燃尽困难。   增加煤层燃烧速度慢单位时间燃烧量降低。   由于燃烧速度慢炉排热负荷低燃煤量少。一方面使锅炉出力不足另一方面使炉膛温度偏低新煤层着火延迟煤着火后在炉膛内的停留时间缩短使  进一步升高。 分层技术可改善链条炉燃烧状况提高其效率的理论分析我们知道要使煤粒在炉排上能充分燃烧必须强化干燥预热阶段使煤粒尽快升温加强空气向煤粒表面的扩散这就要求煤层有足够的孔隙度。而分层燃烧技术是指通过分层给煤设备使煤在炉排上按颗粒度的大小均匀分布使较大的颗粒位于煤层下面。从理论上看分层技术恰恰能够克服链条炉所存在的缺陷使煤层供氧充分燃烧过程较为理想提高燃烧强度与锅炉热效率具体分析如下   煤粒规律分布布风均匀通风阻力小可降低  、  减少风机耗电量。采用分层技术给煤时煤层按颗粒度大小有规律下落送到炉排上时分布均匀孔隙度增加煤层中通风面积增加空气在煤层中流动时分布均匀、阻力小总体的通风压差小不易产生火口从而可以在空气过量系数合理的情况下保证各处的风量均匀炉排横向燃尽程度一致在运行中容易通过调整炉排的速度和各风室开度来保证煤层烧透从而提高炉排的有效利用率使   降低。相同负荷下与改造前相比因  的下降使空气量和烟气量减少  下降并可降低送引风机的功能。   分层给煤时较大的煤粒落在下面小块、碎屑在上面可以减少漏煤降低 宁。   燃烧速度快着火条件好降低了气体不完全燃烧损失  燃烧中煤层不易板结拓宽了煤种的适应性炉排冷却好。分层给煤时在同层内颗粒大小基本一致块与块之间减少了粉末填充相互之间接触小因而即使在燃用焦结性较强或灰熔融温度较低的煤时也不易使煤层结成大块而板结空气可顺利地在煤粒间流动拓宽了煤种的适应性使之燃烧完全。分层给煤后由于煤层中供氧充足可在采用较小的空气过量系数下达到较好的燃烧状况炉温升高这一方面改善了着火条件延长了煤着火后在炉膛内的停留时间另一方面也有利于减少  降低了  。   可提高锅炉效率与出力降低对所用煤质的要求。  合理的条件下可实现均匀通风供氧充分使煤在炉排上的燃烧速度加快炉温提高改善了着火条件使主燃烧区前移提高了主燃烧区的燃烧强度与炉排的热负荷可以提高燃煤量与锅炉出力。原来因燃用较差煤质出力不足的锅炉可达到额定负荷而能保持较高的热效率并具有一定的超负荷能力相同负荷下与改造前相比燃用较差煤质的锅炉热效率得以显著提高。综上所述分层给煤技术可使煤层疏松、通风均匀降低通风阻力加快燃烧速度提高炉温改善着火条件从而降低  、  、  各项热损失降低锅炉对所用煤质的着火性能、粒度、结焦性、灰的熔融温度等方面的要求增强对煤种的　　万方数据  锅炉技术第  卷适应性使锅炉效率高、出力足是一种较为有效的改善锅炉燃烧条件的措施。这已由许多改造后的锅炉测试数据所验证。图 为某厂 号正转炉排锅炉改造为分层燃烧的示意图。分层给煤采用滚筒与筛子相配合的方法如图 中的 、 所示通过分层给煤可使煤按颗粒粒度大小在炉排上分层均匀分布。 卜筛子 一滚筒 一集灰斗 一喷嘴 一后拱 一输送管道 一联箱 一复燃风机图 锅炉改造示意图锅炉改造前后的热工测试数据如表 所示分层给煤后的测试数据表明该技术可提高锅炉热效率  个百分点左右锅炉出力相对提高量可达  个百分点。由此可见分层燃烧技术用于原先燃烧状况较差以及炉渣含碳量较高的锅炉以后提高了锅炉的燃烧强度和热效率具有较好的节能效果。表 改造前后的测试数据测试项目改造前嚣嚣蒜但改造后也出现了一些新问题如改造后由于燃煤量增加而使烟气量增加烟气的上升速度提高从而使烟气中飞灰含碳量增加。需增加飞灰复燃装置以及进行相应的后拱改造这样可进一步提高锅炉出力  个百分点和锅炉效率 个百分点如表 中数据所示。由此可见分层给煤技术可在一定程度上提高锅炉的效率但只有在与其它锅炉改造技术相配合后才能使锅炉处于更好的工作状况。另外改造后锅炉若长期超负荷运行也会影响到锅炉的寿命。 分层技术的采用应视锅炉的实际运行情况而定目前在某些地区出现了分层燃烧技术一刀切的现象即    以上的工业锅炉全部强行进行分层给煤技术改造。而实际上对于运行中的锅炉锅炉效率低出力不足是由许多原因引起的并不是分层燃烧技术能够解决正转链条锅炉的一切问题。锅炉在进行改造前应对其进行反平衡测试并请有关的专家进行论证根据测试结果来分析锅炉效率低的原因是由影响锅炉效率的因素中   、  、  等 哪一种原因引起的。如果发现  较大炉渣含碳量较高可以考虑改造如果发现漏风系数 。太高那么利用分层燃烧技术是不能解决其本质问题的。因此在推广应用分层燃烧技术时应根据锅炉的实际情况而不要千篇一律强制进行。对于出厂时设计效率较高的锅炉因其本身设计得较好即使煤层不分层也能保证及时着火可以达到额定负荷或超负荷运行。而设计时就采用较好煤种的锅炉如 、Ⅱ类烟煤已经能够实现及时着火完全燃尽锅炉效率已经很高如果对其进行改造锅炉出力虽然可以增加可达到超负荷运行但也引起锅炉长期超负荷运行的安全性、蒸汽用户用不了等的问题。如果使其仍按需要的低负荷运行则体现不出改造的优越性。也就是说对于锅炉本身设计得好、使用的煤种较好、二次风设计得合理并一直使用的运行状况良好、效率较高的锅炉采用分层燃烧技术后锅炉效率可再提高的幅度很少改造的效果并不明显。另外锅炉进行改造后即使可以烧劣 下转第  页　　万方数据 第 期华永明等      直流锅炉水冷壁应力特性理论研究   结论   锅炉水冷壁管子受到 种应力即内压应力、外载应力和温差应力内压应力为 向应力外载应力为轴向拉应力温差应力也是轴向的视位置不同可能为拉应力也可能为压应力   在 个轴向应力中内压产生的轴向拉应力较小其值一般在       之间外载应力在       之间而温差应力值在不同位置处差别较大   水冷壁在宽度方向存在由温差导致的应力并可分为管间温差应力和向背温差应力。最边部管屏 的管间温差应力最大在     负荷下达到         向背温差应力在各辐射区和各管屏之间差别不太显著在     负荷下向背温差拉应力一般为      个别管屏达到       。   在水冷壁管所产生的 个方向的应力中仅轴向应力   就已接近、达到或超过材料使用温度的许用应力其中以各辐射区靠边的管屏显得较为突出。如...