SHL鏈條結(jié)構(gòu)圖

【專家解說】：SHL型鍋爐兩種改造方法的比較 ――淺談福建東南電化股份有限公司兩臺鍋爐的改造 葉振華 摘要:福建省東南電化股份有限公司的兩臺早期的SHL鍋爐運行效率不高，因此公司對這兩臺鍋爐進行了改造，不過分別采用了爐拱改造和分層燃燒煤斗的改造，并都取得了明顯的效果，這里我就這兩種改造進行了總結(jié)。 關(guān)鍵詞:鏈條爐 爐拱 分層燃燒 效率 1、前言 福建省東南電化股份有限公司兩臺早期SHL20-1.6/350(6#、7#)鍋爐由于運行效率不高，單噸蒸汽煤耗過高，煤渣含碳量較高(見表1、表2)，造成了鍋爐的熱效率較低。因此公司決定對這輛臺鍋爐進行改造，不過對于改造采取何種方法公司進行了考慮。公司結(jié)合生產(chǎn)安排的需要于2003年7月對6#爐進行了爐拱改造，并于2004年10月對7#爐進行了分層燃燒煤斗的改造。 表1、 6#改造前爐煤渣取樣報告 試樣來源 取樣日期 報告日期 報告結(jié)果 收到基全水分 分析基水分 分析基灰分 干燥基灰分 分析基揮發(fā)分 分析基固定碳 6#爐煤渣 2003.6.23 2003.6.24 \ 1.83 60.13 \ 4.54 33.50 表2、 7#爐改造前煤渣取樣報告 試樣來源 取樣日期 報告日期 報告結(jié)果 收到基全水分 分析基水分 分析基灰分 干燥基灰分 分析基揮發(fā)分 分析基固定碳 7#爐煤渣 2004.6.3 2004.6.4 \ 1.70 69.26 \ 4.86 24.18 2、6#、7#存在問題 2.1 改造前拱的形式 圖1、6#、7#爐改造前爐拱形式 福建東南電化股份有限公司的6#、7#鍋爐的前后拱如圖1，這種拱形不易使高溫火焰所攜帶的炙熱碳粒撒落在新燃料上形成高溫覆蓋層的接觸傳熱。也不易組織高溫煙氣對新燃料和著火區(qū)爐拱的沖刷，形成帶沖擊的對流傳熱，同時也不利于高溫煙氣輸入著火區(qū)，提高了那里的溫度，不能夠有效的增強輻射引燃作用。由于這多方面的原因使得燃煤不能夠盡快著火，這就使得燃煤不能夠充分燃盡就被排出了爐外，造成煤渣含碳量較高。 2.2 煤斗的結(jié)構(gòu) 東南電化股份有限公司6#、7#鍋爐原先的加煤斗為煤閘門給煤裝置如圖2，其主要部件有加煤斗本體、煤閘門、煤閘門傳動裝置及冷卻裝置、月牙形擋煤板等。這種給煤裝置存在的主要問題是:煤從煤斗向下壓再通過煤閘門造成煤層顆粒排布密實，通風不暢，缺氧燃燒，使煤燃燒不充分。 圖2、6#、7#爐加煤斗形式 3、存在的問題分析及解決辦法 為了使鏈條爐能很好的適應(yīng)煤的燃燒特性，具備煤在鍋爐中有良好的燃燒條件(足夠的空氣量、高于煤著火點的爐膛溫度、有足夠的燃燒時間與空氣的充分混合)，設(shè)計時鏈條爐的燃燒室結(jié)構(gòu)、送風布置、煤層的成形以及煤場管理和操作方法等都必須與其燃燒特性相適應(yīng)。 為此福建東南電化股份有限公司的技術(shù)人員結(jié)合以上存在的問題，認為有必要對鍋爐的前后拱和鍋爐的給煤裝置以及其他相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、輔機等進行一系列的改造，并對燃燒調(diào)節(jié)方式進行相應(yīng)的改變，以改善鍋爐的燃燒室結(jié)構(gòu)、煤層成形、送風布置等等。然而如何進行改造呢? 3.1 燃燒室 鏈條爐燃燒室的布置首先應(yīng)當是要保證燃煤的及時著火，還應(yīng)保證有良好的燃燒工況，其關(guān)鍵在于改善火床的著火條件。改善著火條件的主要途徑就是布置合適的拱型。爐拱的布置正確與否，對于燃煤穩(wěn)定燃燒至關(guān)重要。 ⑴后拱 后拱設(shè)計布置在保證爐排后部能順利排渣，拱下煙氣能順利流出，爐拱砌筑檢修方便及便于布置的情況下要應(yīng)壓低拉長。 這樣的后拱通過與前拱的適當配合能引導(dǎo)高溫煙氣，對著火區(qū)的流動產(chǎn)生如下三個效應(yīng): a、促使高溫火焰所攜帶的炙熱碳粒撒落在新燃料上形成高溫覆蓋層的接觸傳熱。 b、組織高溫煙氣對新燃料和著火區(qū)爐拱的沖刷，形成帶沖擊的對流傳熱。 c、大量的高溫煙氣輸入著火區(qū)，提高了那里的溫度，從而有效的增強了輻射引燃作用。 ⑵前拱 前拱的主要作用是通過以再輻射為主、漫輻射為輔的方式，將高溫火床面的輻射熱和部分高溫火焰的輻射熱傳遞給新燃料，同時與后拱組成組合拱，使高溫煙氣所夾帶的炙熱碳粒分離出來，落在火床頭部，增強引燃作用。因此前拱應(yīng)是短而稍高。 3.2 分層燃燒的原理和對改善燃燒的作用 3.2.1 分層給煤裝置的基本原理 分層給煤裝置的基本原理是:在現(xiàn)有原煤條件下，通過轉(zhuǎn)動的滾筒給煤器撒播在漸開線式篩分器上，由篩分器將原煤按大、中、小顆粒撒布在運行的爐排上，使進入爐膛的燃煤形成上小下大且均勻平整、松散透氣的煤層，煤顆粒之間的間隙得以保留。改造前后的煤層形式見圖3、圖4。 圖3、改造前爐排上的煤層形式 圖4、改造后爐排上煤層形式 這種煤層對促進燃燒也有三個效應(yīng): a、減小了煤層通風阻力，增加了單位面積的通風量，供應(yīng)燃料在燃燒中所需的充足空氣， b、使煤層通風均勻，有效避免了爐排上出現(xiàn)火口和燃燒不均的現(xiàn)象， c、更易產(chǎn)生細小炙熱碳粒，并由高溫火焰攜帶這些炙熱碳粒撒落在新燃料上，形成高溫覆蓋層接觸傳熱，使燃煤著火點提前，氧化反應(yīng)增強，燃燒速度加快，顯著提高了火床熱強度和煤層燃盡速度。 3.2.2 分層煤層的形成(見圖5) 圖5、分層煤層的形成 當煤從溜煤斗下落到分層給煤裝置時由給煤滾筒3和煤量調(diào)節(jié)板2來控制煤量。煤顆粒通過給煤滾筒3滑落到篩分機構(gòu)5，由于有一定的落差，細顆粒通過篩分機構(gòu)直接落到爐排上，而大顆粒則順著篩分條滑落到前端爐排。當鍋爐在運行時，爐排由前向后運動，這時就使得后部下落的細煤顆粒落到了前部下落的粗煤上，形成了上小下大且均勻的煤層。這種煤層對改善燃燒起到了很好的促進作用。 基于對以上燃燒室爐拱形式和燃煤的在爐排上的煤層形式的分析結(jié)果，福建東南電化股份有限公司的技術(shù)人員根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度的安排、改造時間的長短和改造資金的投入等多方面的因素，對這兩種改造進行了充分的考慮決定對兩臺鍋爐采用不同的改造方案。先于2003年7月中旬對6#爐進行爐拱的改造，并于2004年10月中旬對7#爐進行分層燃燒的改造。 4、 6#、7#爐的改造及改造效果 4.1 6#爐的爐拱改造 4.1.1 爐拱改造的內(nèi)容 1、 拆除原掛磚式前拱，澆注鋼筋耐火澆注料新前拱。新前拱抬高了拱的高度。同時將前水冷壁下聯(lián)箱處的掛磚打掉，在集箱上焊上抓釘，澆注耐火澆注料使其下部離爐排高度由原來的360mm降到260mm，防止由于燃燒改善后的高溫煙氣燒壞前面的煤斗(見圖6、圖7)。 圖6、改造前前水冷壁下聯(lián)箱結(jié)構(gòu) 圖7、改造后前水冷壁下聯(lián)箱結(jié)構(gòu) 2、 拆除原掛磚式后拱，采用大型弧形拱磚(由廠家提供)，安裝低矮長后拱。拱高由原來1500mm降至1250mm;后拱與前拱距離由原來1900mm縮至1670mm(見圖8、圖9)。 圖8、改造前的爐拱形式 圖9、改造后的爐拱形式 4.1.2 施工質(zhì)量要求: 1、底模堅固,無變形現(xiàn)象,模板表面光滑,接口嚴密; 2、弧形拱磚之間應(yīng)粘結(jié)嚴密，無雜物; 2、鋼筋耐火澆注料搗固均勻密實，無蜂窩，麻面等缺陷; 3、自然風干，時間為10~18天。 4.1.3 改造效果 經(jīng)改造，6#爐正式運行后鍋爐的出力顯著提高，煤種適應(yīng)力提高，煤渣含碳量顯著降低(見表3)。事實證明這樣的拱形能夠加強爐膛內(nèi)的熱輻射，提高了爐膛熱強度，加快了煤的干燥、揮發(fā)、燃燒、燃盡過程，改善了燃燒狀況。 表3、6#爐改造后煤渣取樣報告 試樣來源 取樣日期 報告日期 報告結(jié)果 收到基全水分 分析基水分 分析基灰分 干燥基灰分 分析基揮發(fā)分 分析基固定碳 6#爐煤渣 2003.8.8 2003.8.13 \ 1.26 83.83 \ 2.80 12.11 4.2 7#爐的分層燃燒煤斗改造 4.2.1 分層燃燒煤斗改造的內(nèi)容 1、拆除老式的煤閘門給煤裝置，安裝由定量給煤和篩分裝置組成于一體的分層式給煤裝置; 2、在鍋爐前軸處安裝一齒輪裝置，用鏈條與給煤斗的滾筒相連接達到給煤量與爐排同步動作; 3、改造前水冷壁下聯(lián)箱結(jié)構(gòu) 由于給煤裝置的改變，原先的爐拱形式已不能滿足現(xiàn)在的燃燒需要。煤層結(jié)構(gòu)的改變使得現(xiàn)在的燃燒狀況得到了充分的改善，爐膛內(nèi)的熱輻射大大加強，燃煤得到了充分燃燒，原先前拱聯(lián)箱的下部的高度由于過高，就極有可能燒壞煤斗。因而前水冷壁下聯(lián)箱下部的掛磚必須打掉，在集箱上焊上抓釘澆注耐火澆注料使其下部離爐排高度由原來的360mm降到180mm(見圖10、圖11)。 圖10、改造前前水冷壁下聯(lián)箱結(jié)構(gòu) 圖11、改造后前水冷壁下聯(lián)箱結(jié)構(gòu) 4.2.2 燃燒調(diào)整注意事項 1、改造后的冷態(tài)試驗 改造后應(yīng)詳細檢查，先開啟爐排電機，檢查無異常后開啟煤倉下閘板，同時調(diào)節(jié)給煤裝置的煤量調(diào)節(jié)板。中速運行一段時間，觀察設(shè)備運行情況和給煤情況，測量煤層厚度并記錄。一切正常后停爐排電機準備點火。 2、點火及運行調(diào)整 鍋爐改造后點火方式不變，但是運行調(diào)節(jié)應(yīng)注意相應(yīng)調(diào)整: ① 送風盡可能向前移，一般應(yīng)按下列調(diào)整風門(風室布置見圖12):1風室1/3，2風室1/2~2/3，3風室全開，4風室全開，5風室1/2，以后逐步減小直至關(guān)閉; ② 在能滿足鍋爐出力的情況下，盡可能使調(diào)節(jié)板壓低，提高爐排速度，創(chuàng)造薄煤層燃燒條件; ③ 在鍋爐負荷變動時，應(yīng)首先調(diào)整爐排速度來增減給煤量，再根據(jù)燃燒情況調(diào)整送風，對風的調(diào)節(jié)應(yīng)平穩(wěn)，不應(yīng)大幅度調(diào)整; ④ 在煤質(zhì)穩(wěn)定的情況下，不要經(jīng)常改變煤層厚度，以免造成燃燒不穩(wěn)定; ⑤ 每個班應(yīng)至少振動一次篩子; ⑥ 壓火時應(yīng)先停風機，使爐排繼續(xù)走進1~2米后停下爐排，防止著火點隨時間推移向前燃燒而燒壞給煤裝置。 圖12、鏈條爐風室的布置 4.2.3 改造后效果 1、燃煤著火快，燃燒均勻，爐溫提高，鍋爐出力增大; 2、原煤燃燒充分，煤渣含碳量顯著降低(見表4); 3、鼓、引風機電耗明顯下降; 4、煤種適應(yīng)性提高，可燃用揮發(fā)份較低的煤，同時爐排漏煤量減少; 5、進煤、出渣量減少并勿需撥火，輔機故障率降低，工人勞動強度減輕。 表4、7#爐改造后煤渣取樣報告 試樣來源 取樣日期 報告日期 報告結(jié)果 收到基全水分 分析基水分 分析基灰分 干燥基灰分 分析基揮發(fā)分 分析基固定碳 7#爐煤渣 2004.10.22 2004.10.21 \ 4.36 87.93 \ 1.65 6.06 5、結(jié)束語 從改造后6#、7#爐的運行結(jié)果來看，這兩臺鍋爐的改造是成功的。這兩種改造(爐拱改造和分層燃燒煤斗改造)是鏈條爐改造資金投入較低、改造時間較短、效果也較好的改造方案。爐拱改造的改造時間一般為14~25天，而分層燃燒煤斗改造的改造時間一般為一周左右，改造所花費的時間較短，對生產(chǎn)的影響不大，但效益卻是顯著的。這里本人就福建東南電化股份有限公司這兩臺SHL鍋爐的改造進行了總結(jié)，希望能對諸位同行起到一定的幫助。 參考文獻: [1]《鍋爐及鍋爐房設(shè)備》第三版 奚士光 吳味隆 蔣君衍編著 中國建筑工業(yè)出版社1995年6月; [2]《鍋爐運行》水利電力出版社 1995年; [3]《工業(yè)鍋爐手冊》哈爾濱工業(yè)大學(xué) 李之光 李柏樟主編 天津科學(xué)技術(shù)出版社 1990年; [4]《工業(yè)鍋爐》期刊 1992年第1期; [5]《工業(yè)鍋爐》期刊 1999年第1期; [4]《工業(yè)鍋爐》期刊 1999年第4期。 Yyzzhh02@sina.com