链条炉炉渣回烧应用及飞灰回燃技术探讨

刘勇

摘要：将链条锅炉炉型自身难以克服的链条炉渣等固体损失在流化床锅炉进行了返烧，并对链条炉飞灰回燃进行了有益尝试与探讨，开拓了燃煤锅炉房节能的新思路。

關键词：炉渣回烧飞灰回燃节能

一、 背景介绍

我单位现有29MW热水锅炉6台，4台DHL29-16/150/90-P链条炉，2台DHF29-16/150/90流化床锅炉。4台链条锅炉设计效率77%，因燃煤设计煤种的差异及燃烧调整水平的高低，实际运行效率低于70%，经过反平衡测试，其中炉渣与飞灰固体不完全燃烧热损失为20%，排烟损失占到6%，其余损失4%。2台DHF29-16/150/90流化床锅炉经过改造后设计效率87%，实际测试效率8635%，其中炉渣与飞灰等固体不完全燃烧热损失为5%，排烟损失占到6%，其它不完全热失占3%。因此，我们可以得出这样的结论：流化锅炉比链条炉优越。具体来说流化床锅炉比链条炉优越在以下几个方面：一是煤种适应性强；二是燃烧及出力稳定；三是操作劳动强度小。

二、链条固体不完全燃烧损失的回收

链条炉固体不完全燃烧主要有四部分，它们依次是：炉渣中固定碳、随烟气携带的粉煤灰的碳、链条炉运转炉排漏煤及输送环节的漏煤。链条锅炉链条炉采用的是磷片式炉排，燃烧方式为层燃，给煤系统持续将煤布在滚动的炉排上，炉排是由固定在转动系统的一排排的炉排片组成，下部供风，煤层在炉排上从前拱下部到后拱末端下部过程中燃烬形成炉渣落在刮板除渣机上；因炉排由一排排的炉排片构成，因通风的需要，炉排上有开有通风缝，宽度为5mm，加上炉排之间也有宽度为3mm的缝隙，煤层在链条炉排上从前往后燃烧过程中直径小于5mm的近炉排缝隙处部分煤粒会漏到锥形落灰斗，漏煤经落灰斗下落到水冲漏煤管，被水带至刮板除渣机渣槽，漏煤与炉渣一起输送到渣场，最后与炉渣混合在一起的漏煤被当作炉渣废弃物处理到砖厂或其它建材使用。经过现场检测，炉渣废弃物的含碳量为20%左右，发热量为1200kcal/kg，如何最大程度的将未燃烬煤从炉渣中筛选出来并以何种方式返回到锅炉成为技术难题。针对这一问题，通常有两种方案：

第一种方案：渣场采用设备进行二次筛渣，主要采用该装载机与自卸翻斗结合，在自卸翻斗车翻斗的上部加上筛孔为20×30的筛板网，炉渣过筛后，直径小于20mm的漏煤及未燃烬的煤灰落入车斗后直接卸到炉渣回收场，直径大于20mm的炉渣漏出车斗外运到渣场外再当作废弃物处理到砖厂或其它建材使用，经检测，回收的炉渣含碳量为40%左右，发热量为3200kcal/kg，挥发分为4%左右，虽然达不到链条炉的燃烧条件但满足了流化床锅炉掺燃条件。筛出的废渣含碳量为10%左右，发热量为500kcal/kg，现有的锅炉设备基本没有返烧价值。该筛选方案的优点是利用了现有设备，设备简单，同时筛渣后基本在3月15日停炉后开展此项工作，对供暖工作不造成影响，缺点一是占用两台设备，筛渣成本15万，二是占用了场地；三是造成二次扬尘污染。

第二种方案：在出渣过程中筛选，由于炉渣形状大小不规则（01——200mm之间），同时从冷却水中刮出，湿粘度大，小颗粒的煤粒、煤灰、细渣具有较强的粘附性易堵塞设备，常规筛分设备难以满足要求，根据实际情况，基地锅炉房经过长期摸索，研制了一台具有自清粘灰自落料的GTS-1080-2500-075型滚筒筛，安装在落渣口在线筛分，经过2008年供暖的试用，应用情况良好，运转故障率为0，筛出有炉渣的成份与在现场基本一致。

24台29MW链条炉中2台为麻石水膜除尘器、2台为下部水冲灰静电除尘器，4台锅炉的飞灰经除尘设备捕捉后经水输送到沉灰沲沉淀后捞灰机捞至灰场，再作废弃物处理到砖厂或其它建材使用。正常情况下，飞灰粒径小于1mm、含碳量为35%左右，发热量为2900kcal/kg，灰发分几乎为零，每个供暖期可收集飞灰（粉煤灰）5000m3，折合标煤2000吨，价值200多万元。若将这部分粉煤灰返回到炉膛二次燃烧，回收这部分热量，具有很大的节能效果。

三、 链条炉炉渣回烧应用情况

在2008年，将其中的一台流化床锅炉进行节能改造，将高速床改造为高低混合流速双炉床流化床锅炉，改造后，锅炉飞灰含碳量明显降到8%，经过10天的炉渣返烧试用，半煤半渣方案完全可行，炉渣与炉灰含碳量没有明显变化。5年的炉渣返烧应用，已返燃炉渣30000方，节约标煤累计12000吨。

四、 链条炉飞灰回烧技术探析

链条炉飞灰具有发热量高、低挥发发、可燃性差、灰粒小等特点，返烧具有很大难度，目前，在链条炉上回燃飞灰没有看到成功的先例，主要工艺方案如下：经静电除尘器捕捉到的煤灰经气体输送设备输送到链条炉二次风口，在二次风口将飞灰送入炉膛燃烧，试验中主要存在两个方面的问题：一是因飞灰灰熔点低，部分灰落到炉床上后在煤上形成一层灰壳通气性差，影响其下烧煤层的燃烧，出现烧不透现象，炉渣含碳量大副增加，降低了锅炉效率得不偿失；二是送灰系统设计存在缺陷，输送管易堵。

目前，在流化床锅炉上应用比较多，主要应用工艺如下：

1 飞灰底部回燃技术

采用气力输送方式将分离的飞灰穿过风室和布风板送到密相层底部，与炽热床料间发生剧烈传热传质，迅速升温燃烧，延长飞灰颗粒在高温状态下的炉内停留时间；颗粒与床料间的摩擦和磨损剥去其外层灰壳，使内部含碳黑芯暴露；床层底部氧浓度高，这些都为回燃飞灰的燃尽创造了十分理想的条件。回燃一次即可明显提高飞灰的燃尽度，克服了底部回燃存在的飞灰循环“走过场”的问题，从而大幅度降低循环流化床锅炉的飞灰含碳量，提高锅炉效率，节能效果显著，是飞灰回燃的新思路与新做法。而此方案存在着需专业人员设计施工、投资大、工作量大的缺点。

2二次风口喷入回燃技术：将飞灰送到炉前后，在二次风口经喷嘴喷入燃烧室燃烧，优点是方便实施工作量不大，运行故障率低，缺点是管路系统磨损严重。

3掺烧回燃技术；利用现有的上煤系统，在输煤皮带的上部安装一台给煤机，在上煤或上渣的过程中将飞灰撒播在上煤皮带的煤层（或渣层）上，在落入煤仓及送煤到炉床前自然混合。优点是设备简单易行，缺点是如果灰湿度太大的情况下，可能造成堵煤或煤仓棚煤下煤不畅。

五、 结语

基地锅炉房是中原油田的能耗大户，节能潜力大，特别是原煤消耗方面，我们努力的目标是将煤的发热量“吃干榨尽”以提高锅炉房煤的利用率，将链条炉吐出的高热量灰渣在流化床锅炉中回烧，用流化床的高效抵消链条炉的低效，这样做应是节能的最佳途径。

参考文献：

[1]奚士光，吴味隆，蒋君衍锅炉及锅炉房设备中国建筑工业出版社

[2]沈贞珉邢磊主编司炉读本中国劳动社会保障出版社

[3]王海舟炉渣分析科学出版社