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锅炉型煤成型技术及其应用推广

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过加入黏结剂使之燃烧更充分,降低炉渣含碳量,增加型煤反应活性,提高锅炉热效率。所谓炉前成型,是指燃料煤在投入锅炉燃烧室前,通过专用设备,把粉状的原煤经过粗加工后变成型煤,供锅炉燃烧。推广锅炉型煤炉前成型机,国家只需先提供少量的贷款,是投资少、见效快、节能和环保双效益的项目。

锅炉型煤成型技术及其应用推广

1.锅炉型煤的必要性

(1)锅炉的设计总是依据给定的燃料进行的。但在很多情况下,用户得不到设计时给定的煤种,这就需要用配煤的方式来满足锅炉要求的挥发分和热值,而配煤生产型煤在工业锅炉里燃用,就可解决煤炭浪费和环境污染问题。

(2)工业锅炉改造已达一定深度,进一步改造耗资多、收益少,需要从燃煤方面做文章。随着锅炉设备运行水平的不断提高,技术改造的难度越来越大,耗费的资金更多,但效果不够理想。对燃料的加工改造,使之型煤化,能有效地提高锅炉的燃烧效率,做到事半功倍。

(3)对灰熔融性低、硫含量较高的煤炭及选煤厂剩下来的煤泥,都可以通过添加剂加工成锅炉型煤进行燃用,不仅具有较高的灰熔融性,而且能达到固硫的目的。

(4)燃用型煤可以使层燃锅炉通风良好,而且可以制成适用于链条炉排的小粒型煤。通过加入黏结剂使之燃烧更充分,降低炉渣含碳量,增加型煤反应活性,提高锅炉热效率

2.型煤的燃烧特性

型煤是散煤经筛分破碎后,添加少量黏结剂压制而成的,它与散烧煤的发热量、元素成分差别不大,其燃烧性质的差别主要表现在颗粒大小及煤层的结构方面。型煤颗粒大,粒径均匀,型煤之间空隙大,彼此之间接触面小,型煤内煤层压得较实,这就使得型煤在着火延迟时间、煤层着火线向下的扩展速度以及着火的稳定性等方面和散煤比有不同特征。

(1)型煤的着火延迟时间。在煤层从开始吸收辐射热至煤层表面着火所经历的时间,称为着火延迟时间。它随煤质的不同、辐射热流量、辐射源温度、通风量等因素而变化。煤层着火取决于辐射源温度,在低温时着火延迟时间长,高温时着火延迟时间短。型煤的着火延迟时间长于散煤,低温时两者差别大,随着炉温的升高,差别减小,高温时差别消失(图4-20)。

图4-20 煤层的着火延迟时间和炉温的关系图(www.xing528.com)

(据徐振刚等,2001)

(2)煤层着火线的向下扩散速度。煤层表面着火是从煤析出挥发分的着火开始的,以后逐渐由煤层表面向深处扩展,这种扩展的快慢可以用煤层着火线向下扩展速度来衡量。扩展速度愈快,煤层的稳定着火就愈有保证。着火线向下扩展速度与给风量有关。对于型煤,上、中煤层较薄,温度低,加大风量增大散热量,使着火线向下扩展速度降低,这种燃烧属于动力燃烧;而下层煤层着火线向下扩展速度因增加风量提供了燃烧所需氧气而加快,属于扩散燃烧。型煤燃烧从动力燃烧过渡到扩散燃烧较缓慢,致使着火过程中煤层上部为动力燃烧,而下部为扩散燃烧。

(3)着火的稳定性。型煤空隙大,彼此间接触面小,直接接触传递的热量不多,主要是靠对流和辐射传热,尤其是靠大间隙中的火焰传热。散煤空隙小,空隙内不可能形成火焰,因此煤间隙内有火焰是型煤和块煤的燃烧特征。在给风量较小时,间隙内火焰能稳定燃烧,促使煤层着火线向下扩展速度加快;而在给风量较大时,会吹灭间隙内火焰,热量散失大,不利于煤层稳定燃烧。因此,要保证煤层着火稳定,应采取适宜的风量,并使煤层中每一层都处在不断增温状态。

3.锅炉型煤生产工艺

炉前成型是一种无黏结剂的成型工艺,见图4-21。所谓炉前成型,是指燃料煤在投入锅炉燃烧室前,通过专用设备,把粉状的原煤经过粗加工后变成型煤,供锅炉燃烧(徐振刚等,2001)。工业锅炉燃用型煤有两大优点:一是降低固体不完全燃烧损失,提高锅炉热效率,减少煤耗;二是降低排烟含尘量和飞灰含碳量,减轻环境污染。

工业锅炉采用炉前成型设备后,由于型煤具有的特征,燃烧状况稳定,层燃时不扬尘、不漏屑,固体不完全燃烧损失小,排烟热损失也小。型煤入炉燃烧后,高温下会开裂出花卉状,并释放出挥发分,有利于煤炭充分燃烧。由于型煤具有较好的热变形特性,可以做到裂而不粉,燃而不扬,既可以烧透,又减少了粉尘的扬析,大幅度地减少了粉尘的排放。

图4-21 炉前成型工艺示意图

(据徐振刚等,2001)
1—煤斗;2—原料散煤;3—成型机;4—炉排;5—成型煤;6—炉体

采用锅炉炉前成型的办法推动工业锅炉燃用型煤的发展,虽然节煤率和环保效益稍差于型煤集中成型,但在推广方面有以下几个方面的优点:①炉前成型机所需原料煤的准备虽然也要加工费,但其增幅略低,容易接受;②不需要考虑型煤的防水和破碎问题,故投资可以减少;③投资费用由各用户分散负担,困难相对减少。推广锅炉型煤炉前成型机,国家只需先提供少量的贷款,是投资少、见效快、节能和环保双效益的项目。

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