SHL10-1.57-AⅡ2型燃煤锅炉改燃水煤浆的实践

马 亚 钟 林 柏华松 陈 璟（贵州中烟工业有限责任公司贵定卷烟厂，贵州 贵定 551300）

SHL10-1.57-AⅡ2型燃煤锅炉改燃水煤浆的实践

马 亚 钟 林 柏华松 陈 璟
（贵州中烟工业有限责任公司贵定卷烟厂，贵州 贵定 551300）

摘 要：为解决贵州中烟工业有限责任公司贵定卷烟厂卷烟生产综合能耗高、烟气排放指标高的问题，将在线使用的2台SHL10-1.57-AⅡ2型燃煤锅炉改燃水煤浆。将燃煤锅炉的煤斗、分层燃烧装置、炉排、马丁除渣机等拆除，增加水煤浆供浆系统，安装储浆罐、供浆泵、压缩空气储气罐、供浆管道、供气管道、在一楼安装辅助燃烧室，在二楼楼板开孔将辅助燃烧室与原锅炉的炉膛连通，将燃煤锅炉的燃烧方式由层燃改进为悬浮燃烧，锅炉的燃烬率由70%提高到92.73%，锅炉的热效率由63.32%提高到83%，工厂卷烟生产综合能耗由5.55kg/万支降为3.10kg/万支。同比下降44.14%。

关键词：燃煤锅炉；水煤浆；燃烧方式；燃烬率；热效率；综合能耗

贵州中烟工业有限责任公司贵定卷烟厂卷烟生产综合能耗中，煤的消耗占82.78%。使用的锅炉为燃煤锅炉，拥有4台SHL10-1.57-AⅡ2燃煤锅炉，该锅炉于1995年投入使用至今，锅炉综合热效率低，平均只有60%，其中1#锅炉热效率为63.32%。锅炉燃烧属于层燃，燃煤在移动中的炉排上燃烧，燃煤厚度约300mm，表面的燃煤已燃尽，里面的燃煤还没有燃烧，随炉排的移动已到达落灰口处，形成含碳量较高的煤渣，经检测，煤渣的热值可达4186-12558KJ。燃煤燃烬率非常低，仅70%左右，燃烧效果不好，煤渣中有约30%没有燃烧的原煤含量。锅炉中燃煤燃烬率低，导致锅炉的热效率低，导致工厂卷烟生产综合能耗高，为5.55kg/万支。燃煤含硫量高导致烟气排放指标高。为降低贵州中烟工业有限责任公司贵定卷烟厂卷烟生产综合能耗，对SHL10-1.57-AⅡ2燃煤锅炉的燃烧方式进行研究与改进，将燃煤锅炉改燃水煤浆。

图1 锅炉改造后主侧示意图

1 改进方法

现有链条锅炉改进为水煤浆锅炉燃烧方式. 将燃煤锅炉的煤斗、分层燃烧装置、炉排、马丁除渣机等拆除，增加水煤浆供浆系统，安装储浆罐、供浆泵、压缩空气储气罐、供浆管道、供气管道、在一楼安装辅助燃烧室，在二楼楼板开孔将辅助燃烧室与原锅炉的炉膛连通，将燃煤锅炉的燃烧方式由层燃改进为悬浮燃烧。悬浮燃烧的优点：其燃烬率高，可达到98%，燃烧热效率高，可达80%以上。 环保性能好。 负荷调节范围大（100%~10%）。安全特性好，运输便利。 可以不改进原燃煤链条炉锅炉主体和任何承压部件。 现有链条锅炉改燃水煤浆，只需增加储存燃料设备、输送设备、燃烧器，成本相对较低。不改变锅炉的主体结构及承压系统，原有锅炉的蒸发量与蒸汽输出压力不变。燃煤锅炉炉膛改造后的结构概况如图1所示。

水煤浆是选洗后的精煤加工而成，它本身的灰分（6%-8%）、硫分（0.3 %-0.4%）低，所以它燃烧后排放的烟尘浓度比燃煤锅炉低，一般为80mg/ m³；达到国家的锅炉大气污染物排放标准中的一类区排放指标（80 mg/m³）；排放的SO2浓度比燃重油锅炉低，一般为400mg/m³，达到全部区域排放指标（轻柴油：500 mg/ m³； 燃料油：900 mg/ m³），它是由65%-70%的煤粉和29%-34%的水及1%左右的微量化学添加剂制备而成的浆体，其状态发生变化，从固态变成浆状，燃烧方式从层燃改变为室燃，可以像油一样流动和燃烧。水煤浆采用雾化燃烧方式，较好地解决了传统燃煤锅炉不完全燃烧的问题，提高燃料利用率，水煤浆的研发运用主要目的是作为燃油的替代品。由于水煤浆中含有水分，因此水煤浆不易燃易爆，安全性比煤、重油、轻油、天然气、煤气都好。它易于输送，可通过管道近距离输送，也可使用火车、汽车、船舶进行长距离运输。它便于储存，储罐的消防等级均比油、气储罐的要求低。

锅炉本体改造的重点就是针对水煤浆燃烧的特点：通过水煤浆喷枪，将水煤浆与压缩空气喷人锅炉炉膛进行雾化，雾化后的水煤浆在锅炉炉膛内迅速卷吸炉膛内的热量，雾化的水煤浆迅速蒸发水分，在750℃的环境下，形成悬浮燃烧，沿烟气流动方向，充满整个炉膛，燃烧的火焰成金黄色，灰渣成白色，90%的灰渣随烟气排放，通过脱硫除尘器进行除尘与脱硫，再排入大气。水煤浆悬浮燃烧需要较大空间的炉膛，炉膛空间增大后，会导致水煤浆点火困难。因此，重新砌筑炉膛以适合水煤浆燃烧工艺。为提高炉膛温度，强化水煤浆的雾化燃烧，提高燃烬率，在炉膛下部布置一个辅助燃烧室：在原炉膛底部开一个长方形孔，将炉膛向下垂直延伸。在原除渣机位置安装一个小燃烧室作为辅助燃烧室，增加一个水煤浆喷枪；把除渣机重新安装在辅助燃烧室下部。辅助燃烧室为锅炉炉膛提供温度，作为水煤浆锅炉点火用。拆除原链条锅炉鼓风三个风门，新增一个自然通风口。在原燃煤锅炉的后面烟道的两侧各安装一支水煤浆喷枪，水煤浆喷枪通过烟道进入炉膛，喷枪枪口对准锅炉前面的中心。如图2所示。

图2 锅炉改造后俯剖视示意图

图3 锅炉改造后左右剖视示意图

水煤浆喷枪功能：对水煤浆进行雾化、点火、配风，通过调控水煤浆的雾化张角和雾化距离，保证水煤浆稳定、充分燃烧。其主要组件包括喷枪、喷嘴。型号：DJR-Ⅱ-750，主要参数：输出功率：min：3.0MW max：7.5MW。耗浆 量：min：720kg/h max：1800kg/h，燃料压力：0.6-1.0MPa，雾化压力：0.4-0.7MPa，规格尺寸：¢25×¢65×2800。水煤浆喷枪安装在燃烧器中，改造后主燃烧器安装在二楼锅炉后面，辅助燃烧器安装在一楼辅助燃烧室正面中心。如图3所示。

3 改进效果

3.1水煤浆锅炉改进完成后，对水煤浆锅炉运行情况进行试验，并与燃煤锅炉进行比较。改进后的水煤浆锅炉的热效率为83%，比改进前的63.32%的热效率提高了19.68%。水煤浆燃烬率为92.73%，比改进前的70%提高了22.73%。2013年贵定卷烟厂卷烟生产综合能耗为3.10kg/万支，比2009年燃煤时的5.55 kg/万支降低2.45kg/万支，同比下降44.14%。

3.2 社会效益

（1）贵州中烟工业有限责任公司贵定卷烟厂锅炉房被贵州省质量技术监督局评为“安全与节能标杆锅炉房”，是全省取得该荣誉的3家锅炉使用单位之一。

（2）锅炉的烟尘排放浓度由改进前的243.1mg/N·m³（均值）下降为124.7 mg/N·m³（均值）。

（3）二氧化硫排放浓度由改进前的1186 mg/N·m³（均值）下降为147.6 mg/N·m³。

（4）被贵州省黔南州评为《2010年环境保护友好企业》。

（5）贵州省相关锅炉使用单位多次到贵州中烟工业有限责任公司贵定卷烟厂参观学习。

结语

实践证明，将燃煤锅炉的煤斗、分层燃烧装置、炉排、马丁除渣机等拆除，增加水煤浆供浆系统，安装储浆罐、供浆泵、压缩空气储气罐、供浆管道、供气管道、在一楼安装辅助燃烧室，在二楼楼板开孔将辅助燃烧室与原锅炉的炉膛连通，在一楼辅助燃烧室正面安装一支水煤浆喷枪，在二楼锅炉后面烟道两侧各安装一支水煤浆喷枪，枪口对准锅炉前面中心，将燃煤锅炉的燃烧方式由层燃改进为悬浮燃烧，可提高燃料的燃烬率，可提高锅炉的热效率，可节能减排，立式燃煤锅炉改燃水煤浆技术可行。

参考文献

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中图分类号：TK22

文献标识码：A

作者简介：马亚（1968-），学士，工程师，主要从事卷烟工厂设备管理与研究。