节能的燃煤锅炉——角管式锅炉

上海新业锅炉高科技有限公司 陈晓军 赵大民 叶科尼

上海新业锅炉高科技有限公司目前生产的角管式热水锅炉是一种新颖的锅炉结构,整台锅炉由位于四根集中下降管下方的支承座支承,整台锅炉不设独立的锅炉支撑钢架，稳定性好，能抗8级以下地震。锅炉采用了自然循环和强制循环相结合的水循环方式，炉膛部分为自然循环，由锅筒出水进入强制循环的通道后壁部分（见图1）。

炉膛部分采用了全膜式壁结构，高度高、容积大，有效延长炉膛内飞灰的停留时间，降低烟气含灰量，避免了对流管束的磨损。也降低了出口处烟尘排放的初始浓度，符合国家环保标准中低于1800 mg/N m3的要求，对环境的影响相对较小。另外，锅炉采用了模块式设计理念，对流受热面为旗式受热面结构,直接焊在膜式壁上,结构紧凑,安装方便。旗式受热面为换热系数相对较高的横向冲刷对流换热。充足的受热面使锅炉具有短时（2小时以内）的超负荷能力（110%）。在无空预器的前提下，仅靠锅炉本体内充足的受热面即可达到较低的排烟温度，满足了锅炉房长度较短的用户的需要。

图1 角管式热水锅炉设计原理图

角管式锅炉的保温是在膜式壁外铺设轻型保温材料，由于整个锅炉都是全膜式结构，轻型保温材料即可达到很好的保温效果，一般炉衣外壁面温度约比环境温度高15℃-20℃。由于没有炉墙结构，省去了蓄热和放热的时间，使得锅炉的启动及负荷调节时反应快。锅炉外再用瓦楞钢板包覆,整洁美观,并在露天布置时能有效的防止雨水渗入。锅炉整体占地面积小，重量轻，节省大量的建筑材料，大大降低了锅炉房的总造价。并可根据用户要求，选择单层布置或双层布置。角管式锅炉总重量相当于同型号散装锅炉的1/2（传统散装锅炉采用的是重型炉墙），锅炉基础承重减少一半以上，本体高度也有所降低，对于旧锅炉改造项目，不用改动锅炉房即可安装下更大吨位的角管式锅炉。

锅炉的送煤装置采用了新型的链条炉排结构，传统的鳞片式炉排片安装的倾角为60°，而现在上海新业锅炉高科技有限公司生产的炉排片安装倾角改为45°，这样可以使煤的细小颗粒下落过程中，起到阻尼作用，漏煤量仅为传统散装锅炉的一半不到，可以减少煤耗2%，节能效果明显。在炉排送风风量调节方面也进行了创新，大胆采用统仓进风，在炉排面下密布了多个小风门调节风量，这样结构设计后，整个炉排面的送风风压处处相等，布风均匀，风量可以随意调节。既改善了燃烧的平稳性，又可以根据需要随意调节各燃烧区域的风量，使燃煤能在炉膛里得到充分和合理的燃烧。因此，锅炉的炉渣含碳量相对较低，实测数据在10%左右，而传统散装锅炉的炉渣含碳量约为17%或以上。以上两点可以大大降低锅炉的机械不完全燃烧损失，实测数据为5%-7%，大约比同类型的散装锅炉低2个百分点以上。

上海新业锅炉高科技有限公司目前生产的角管式热水锅炉的排烟处过量空气系数仅为1.5左右,而散装锅炉约在2.0左右，减少了锅炉由于漏风而导致的能源浪费,也降低了引风机电耗.锅炉为负压燃烧，飞灰不会外喷，不会对锅炉房造成污染。由于全膜式的炉膛和高密封性的炉排结构，炉膛漏风现象大大改善，也降低了鼓风机的电耗，节约了能源。

此外，角管式锅炉还有安装工作量少，安装周期短的特点，由于锅炉的水管系统分为左侧壁、右侧壁、前壁、炉膛后壁及通道后壁五大片板块式膜式壁组成，每片大排均在厂内整体组装并进行水压试验，合格后分段出厂，且各分段处焊接坡口均经机械加工而成。工地安装时犹如搭积木，施工方便、可靠，工地焊接接头数量少，安装工作量大大减少，安装周期大为缩短。

本炉型的原设计为没有省煤器及空预器，烟气最终经尾部旗式受热面排出，排烟温度为180℃左右。现在减少了1/3的旗式受热面，相应地在旗式受热面后增加了空预器，使排烟温度降至170℃以下，提高了锅炉效率。并提高了锅炉的进风温度，便于燃烧挥发物较低的煤种，扩展了燃料的适用范围。同时，由于空预器为非受压元件,采用有缝钢管制造就可，所以造价也相应降低。

目前上海新业锅炉高科技有限公司生产的角管式热水锅炉和蒸汽锅炉主要型号及参数见表1和表2。

以内蒙古鄂尔多斯某热力公司锅炉房内的两台不同型号的锅炉为例，一台为2010年上海新业锅炉高科技有限公司生产的DHL 70-1.6/130/70-AII角管式热水锅炉，一台为2009年国内某厂家生产的SZL 70-1.6/130/70-AII传统散装链条炉排锅炉。上海新业锅炉高科技有限公司生产的锅炉通过了国家锅炉压力容器重量监督检验中心的现场能效测试，实测锅炉效率为83.57%。有关具体数据如下：燃料低位发热值:20870kJ/kg，燃煤消耗量:16373.8 kg/h，排烟温度166.4℃，排烟处过量空气系数为1.52，机械不完全热损失6.53%，散热损失0.8%，灰渣物流热损失为0.37%，排烟热损失为8.53%）根据用户实际使用过程中,使用相同煤种（II类烟煤）的实际节煤量为730 kg/h,按每年运行180天,每天运行18小时计算,则一年能节约2365.2 t煤,按照现在日益上升的煤价，每年创造的经济效益非常可观！我们按照平均煤价500元/t计算，平均每年节约118.26万元。

表1 上海新业锅炉高科技有限公司的角管式热水锅炉主要型号及参数

表2 上海新业锅炉高科技有限公司的角管式蒸汽锅炉主要型号及参数

角管式锅炉，作为当初我国为了更新换代而从丹麦引进的先进节能的优质产品，现在已成为参与市场竞争的拳头产品。角管式锅炉的优点简单总结如下：它具有锅炉热效率高、水循环安全、无钢架结构、抗震性好、全封闭结构、炉墙重量轻、占地面积小、土建成本低、安装工作量少、安装周期短、自动控制化程度高、操作方便安全、炉排配风精确、漏煤少、故障率低等等。显而易见，随着时间的推移，随着产品的不断优化及我国广大用户对角管式锅炉的认同，结合我国能源分布的现状，角管式锅炉在我国集中供热领域及工业锅炉领域内必将得到更广泛的使用。