“三不誤”燃煤采暖爐的節能減排設計

代長安

摘 要 主要借助文獻資料引用法、對比分析法等方法，從中國燃煤鍋爐的行業現狀、對“三不誤”采暖爐的燃燒形式的設計、采暖爐的飛灰設計問題、采暖爐附屬設置的設計、采暖爐附屬設置的設計等方面的設計改造與技術方面進行探討研究。

關鍵詞 燃煤 節能 減排 設計

中圖分類號：TK223.6 文獻標識碼：A

1“三不誤”采暖爐的燃燒形式的設計

為了提高燃燒效率，減少污染的排放。根據現在燃煤在爐排方向依次完成燃料的預熱干燥、燃燒、燃燼的過程。保證燃煤在爐內的有效停留時間及燃燒長度。以及防止燃煤一單面點火狀態，靜止燃燒，透氣性較差等缺點，重點對“三不誤”采用以下幾種方法進行設計與改進：

1.1型煤分層燃燒、復合燃燒、環形燃燒設計

“三不誤”技術特點：采用型煤技術，即可滿足煤充分燃燒；一、二次風合理配比，以形成適合的旋轉空氣動力場，確保型煤燃燒的穩定性和經濟性。型煤的外表面由于人為加工的因素，在成型壓制過程中使之密度加大，燃燒時外表面不易剝落，而是形成外層灰的“包裹效應”，使內層燃煤不易與空氣接觸，所以較原煤燃燒慢。同時型煤的引燃和燃盡也較原煤慢許多，通常情況，型煤要在爐內停留2～3小時才能燃盡，而且需要有均勻的通風和較高的溫度場，而對于生物質型煤來說，因密度相對低、揮發分高，燃燒用時要比上述時間短且易于著火。

煤空隙尺寸，即使這樣也應使爐膛容積熱負荷保持較高值，以利于燃燒。通常，常規層燃鍋爐的輻射受熱面和對流受熱面的吸熱比例各約50%，而型煤鍋爐的輻射受熱面的吸熱比一般要小于對流受熱面，故型煤鍋爐對流受熱面要大。因型煤鍋爐爐排面積較大，型煤占據爐膛空間較多，爐膛容積相對減小，在爐膛結構設計時，盡量不要采用燃盡室結構。

為增大燃煤的透氣性。型煤燃燒及爐排面積用于燃燒型煤的爐排，其設計或選擇是以加煤方便、漏風少、排渣簡潔、運行平穩、單機能耗小為原則。對于自然通風的爐排，由于型煤燃燒較為溫和，其燃燒熱強度應取相對低值，爐排面積選取時取大值；對于強制通風的爐排，由于型煤燃燒較為迅速，其燃燒熱強度可取高值，爐排面積選取較自然通風時略小。在選用或設計型煤采暖爐排時應保證有足夠的爐排面積，可將以前爐排改為往復推動爐排，使燃燒層和爐排之間有一個相對運動，為燃煤的充分燃燒創造了條件。應避免產生燜火，自然通風的爐排下部空間不要設計得太低，有保持良好通風措施；強制通風的爐排風量應可調，引燃區風量不可過大，尾燃區最好有通風降溫措施，落渣區應盡力密封，最好水浸。

1.2設立預燃室

它能確保型煤在較短時間內著火并穩定燃燒，縮短型煤著火時間。爐拱設計。爐拱的作用是煙氣導流和燃料引燃。對于型煤采暖爐來說，由于型煤著火困難引燃更為關鍵。引燃的條件是爐膛有足夠的高溫輻射、高溫氣流的沖涮和適當的配風。在設計型煤采暖爐拱時應注意：拱的結構形式應能使高溫氣體沖刷新煤區；喉口尺寸不宜設計過大；爐拱內壁應光滑、平整、密實且具備一定蓄熱能力和強度；后拱平均拱高不大于煤層最大厚度2倍；與爐排配合的合理性。

1.3設置加熱器

利用廢氣的余熱將型煤加熱至40℃左右，以改善型煤的燃燒效果，保證穩定燃燒。

1.4設置充分燃燒裝置

通風裝置設計應簡潔、可調、密封。其它設計，型煤采暖爐有熱滯后效應，設計上應有自動保護措施；運行操作中更應注意設備及系統的啟閉安全。設計和運行操作中都應注意爐膛內產生可燃氣體的排除，避免燃爆事故的發生。

2鍋爐的飛灰設計問題

采暖爐長期使用固體燃料將造成鍋爐煙道長度方向存在大量積灰，如何使這些部分少積灰或不積灰，也是設計人員需要考慮的問題，對型煤采暖爐，只能通過勤清灰的方法來減少鍋爐飛灰的積存。

3鍋爐附屬設置的設計

鼓風機和引風機的設計，根據采暖爐結構，采暖爐的鼓風機和引風機直接影響著鍋爐的出力和效率的大小，因此合理地選擇鍋爐的風機可以保證鍋爐的良好運行。燃煤如要充分的燃燒，首要條件是提供充足適量的空氣和保持一定的高溫環境。風機過大和過小都會使鍋爐效率不高甚至破壞鍋爐正常運行。

引風機的風量過大會使鍋爐煙道處于較大的負壓而難以控制，同時出現的漏風會使鍋爐傳熱溫差減小，排煙熱損失增大。

實踐表明，對于鍋爐的鼓風機和引風機要具體情況具體分析，因為鍋爐廠對鍋爐本體以外的設備阻力如除塵器、煙道等都是大致估計，所以對所選的鼓風機和引風機的參數需進行復核計算，校驗是否滿足條件。

4脫硫技術的設計

脫硫的技術主要是型煤固硫技術：將不同的原料經篩分后按一定比例配煤，粉碎后同經過預處理的粘結劑和固硫劑混合，經機械設備擠壓成型及干燥，即可得到具有一定強度和形狀的成品工業固硫型煤。固硫劑主要有石灰石、大理石、電石渣等，其加入量視含硫量而定。燃用型煤可大大低煙氣中二氧化硫、一氧化碳和煙塵濃度，節約煤炭，經濟效益和環境效益相當降可觀。

5小結

“三不誤”設計的核心是圍繞采暖爐提高采的熱效率和能源的利用率來達到節能目的。目前在采暖爐的設計方面應充分使用一些新技術和新工藝，針對燃煤采暖爐的特殊位置做好節能設計，從而使供熱系統節能、減排設計邁上一個新臺階，同時對型煤的組分和燃燒特性作了一定的闡述，目的在于突出型煤采暖爐設計與其它層燃爐設計的差異，并對型煤采暖爐各項熱損失的計算進行修正，為相關設計提供參考依據。