35t链条锅炉节能减排的探索

白广卿

（天津长芦海晶集团有限公司，天津 300450）

天津长芦海晶集团有限公司自备电厂现有3台CG-35/3.82-ML中温中压链条锅炉，担负着集团公司化工生产用汽、盐业生产用电和冬季居民采暖供热等任务，1#、2#炉运行已达13年。在近两年，先后对1#、2#炉的炉墙、分层给煤装置、炉拱、脱硫除尘设备等方面进行了改造工作，取得了显著的节能减排效果，提高了锅炉的经济性和锅炉的效率，节约了能源，降低了锅炉的烟气排放，达到了节能减排的目的。

1 、改造炉墙加强密封，减小散热损失

炉墙是锅炉的重要组成部分。由于锅炉运行已经超过十年，炉墙保温性能降低，跑漏严重，不仅造成现场工作环境差，而且散热损失加大，锅炉热效率降低，浪费能源，需要对炉墙进行大修重新砌筑及保温改造。

（1）改造前的炉墙结构形式

炉墙按其支撑方式分为重型、轻型和敷管炉墙三类，CG-35/3.82-ML锅炉采用的是重型炉墙方式，炉墙由三层组成，外层为一级红砖，内层为耐火砖，中间一层为保温砖（硅藻土砖）。要求耐火砖的耐火温度不低于1 730℃；硅藻砖的容重不大于“650”，耐火温度不低于900℃；红砖的耐火温度不低于700℃。由于连续运行，各种砖体性能下降，缝隙增大，且保温层有损坏现象，造成炉墙散热增加。如果按设计重砌炉墙，由于红砖的保温性能较差，砖缝过多，炉墙外表面温度仍可达50~60℃，热流量相应可达400-500kcal/m2,散热损失还是过大，达不到节能的目的。

（2）改造后的炉墙结构形式

在借鉴同行业先进研究成果的基础上，经过专业技术人员的反复论证，提出了“利用新型保温材料，加强保温层的保温性能”的工作方案。所谓加强保温层的保温性能，即在不改变墙体宽度的条件下，加强中间保温层的保温性能，这就要求改变保温砖的摆放形式，同时辅用高性能保温材料。

改造时，采用了性能优良的绝热材料，使散热和蓄热损失都显著减少，保温层采用保温砖（硅藻土砖）竖放与三层白色硅酸铝耐火纤维板错列布置。由于红砖层与耐火砖层的尺寸不可改变，而保温砖层采用的硅藻土砖尺寸为250×125×65这一种，即保温层厚度为125 mm，将硅藻土砖竖放后占用65 mm，还剩余60 mm，正好将三层δ=20 mm的硅酸铝耐火纤维板紧压在内。硅藻土砖的竖放减少了缝隙数量，加强了保温；而白色硅酸铝耐火纤维板的主要成分为SiO2和AI2O3，保温性能好，1 cm厚的耐火纤维层的保温效果相当于10 cm厚的普通耐火砖，并且白色硅酸铝耐火纤维对可见光的高反射率，使炉体本身吸收热量减少，炉内有效热量增加。这样既能提高锅炉的升温速度，又降低了散热损失，同时还增加了锅炉的密封性，降低漏风系数。硅酸铝耐火纤维层还具有吸音性能，可减弱燃烧时产生的噪声，防止声波震动而损坏炉墙。在原有墙体宽度不变的条件下，减少60 mm厚的硅藻土砖保温层，相应改变为硅酸铝耐火纤维板保温。改造后，热流量由400~500 kcal/m2降低到150~200kcal/m2。

2 、分层给煤装置的改造

1#、2#炉由于投用时间早，配置的是普通加煤斗，只能将原煤简单的平铺在炉排上，对颗粒与粉末不能分配布置，统煤在链条炉排上是十分不利于燃烧的，粒度不一，碎煤末嵌在大块煤之间，煤堆的过实，使燃料层热量不易传到其深处，同时干燥过程中所产生的水蒸汽也不易散发出来，故燃料不易着火和烧透，另外还会增加通风阻力，对于细煤末多的区域易吹空，形成火口，当有较大块煤、冻煤、煤末较多时，影响下煤，造成火床布置不均，影响锅炉稳定燃烧，而且浪费原料。需要改进先进的节能设备，消除不利影响，达到节能目的。

表一 改造前炉墙结构

表二 改造后炉墙结构

为此，进行了分层给煤装置的改造。所谓分层给煤，就是通过专用的分层给煤装置（配带梳齿式筛分器），解决以往炉排上燃煤密实挤压的结构，将最大的煤颗粒撒落在炉排的最底层，并且按照降幂的排列方式，由下到上层状排布燃煤，从而形成一个松散有序、风阻均匀的煤层结构（见图一）。燃烧时，一次风从上而下包裹在每个煤颗粒的周围，风煤混合均匀，燃烧较为充分。我公司改用的是双辊式带筛分器为渐扩型筛网给煤装置，此种给煤分层燃烧方式改造使用后，经过实际运行检验及统计分析，此给煤方式在燃用我公司混配原煤条件下，燃烧效率最高。

与普通给煤斗相比，在炉渣的含碳量方面可使降低3﹪左右，热效率提高了1.5﹪左右，平均节煤4﹪~7﹪，燃烧效率及节煤效果都有明显提高。以锅炉每小时耗煤量为5t计算，日耗煤量120t/h，日节煤5-8吨，全年按运行7 200h计算，年可节原煤1500~2400t。

图一

3 、炉拱的改造

由于锅炉设计使用煤种为四川省永川劣质烟煤，其发热量较低，在北方地区没有合适的煤种，只能采用混配原煤，但火床较为向前，经常引起落煤斗着火，需要对炉拱进行改造。

改变锅炉前拱角度及前拱的覆盖面，来满足煤种的变化，锅炉前水冷壁管子从标高5 340㎜以下重新设计更换，前水冷壁集箱向下移400㎜，向后拱方向平移200㎜，水冷壁集箱因水冷壁管子的变化而须重新设计。在使原前拱折射角度减小后，即保证了前拱对新煤的引燃作用，又相应的使火床后移，使炉膛火焰的充满度提高，强化了燃烧效果，避免了更多热量的损失，而且使锅炉的出力提升速度加快，可调节裕度增强。

4 、清除积灰措施

灰垢的导热系数仅为0.1163W/(m·K)，约为钢板导热系数的1/750-1/45。当锅炉的受热面积灰厚度1mm时，锅炉的热效率就要降低4%-5%，，所以清除积灰对提高锅炉的热效率非常重要。CG-35/3.82-ML链条锅炉没有吹灰系统，在炉墙改造后，积灰现象变的较为突出，针对此种情况，我们进行了细致的分析，发现锅炉水冷壁部分为浮灰，可以利用压缩空气进行清除，而过热器、省煤器、空气预热器部分为硬质灰垢，利用吹灰不能完成。针对特殊情况，采用了分段除灰方案。水冷壁采用气泵压缩空气，近位吹扫，既干净彻底，又不损伤管壁；过热器、省煤器采用细竹竿刮蹭、轻敲的方法，清除附着管皮垢，十分见效，且细竹竿对20g材质钢不易造成划伤；最难办的空气预热器，由于是管内壁附着垢，不易清除。经过多次试验，我们发明了专用钻具结合水管冲洗法，取得良好效果，而且专用钻具获得专利称号。

5 、脱硫除尘系统改造

1#、2#炉配套除尘设施为花岗岩水膜除尘器，3#炉为水浴脱硫除尘器，随着国家各时段对脱硫除尘排放要求的升高，原有的脱硫除尘设施不能满足排放要求，需进行改造，以降低硫化物（SOx）、氮化物（NOx）和烟尘的排放。

经过与环保部门共同探讨、论证，决定采用双塔脱硫除尘模式，一个除尘塔，一个脱硫塔，一前一后，辅助完成脱硫除尘任务，使脱硫除尘能力进一步提高，为了使脱硫除尘效果得到保证，还在塔体四周加装上下两层八组喷头进行喷淋，改造后在环保验收中通过测试，效果非常显著。为完成公司的减排任务打下了良好的基础。

6 、小结

在锅炉的选用时，应该根据当地的使用煤种，选择最佳的燃煤锅炉，这样才能使锅炉的运行效率达到最佳。例如我公司的1#、2#炉，在运行初期极为不正常，很难达到锅炉的设计参数，且浪费燃料，通过以上改造，提高了锅炉的效率，达到了设计出力标准。并且通过改造降低了热损失，节约了运行成本，减少了废渣、废气的排放，达到了预期的技改目标，促进了节能减排工作。

[1]《锅炉原理》陈学俊 陈听宽

[2]《燃料与燃烧概论》胡震岗

[3]《分层给煤技术在锅炉中的应用》谢萍 程鸿相刘明友