工业型煤与工业锅炉的适应性探讨

工业型煤与工业锅炉的适应性探讨

1对不同规格的锅炉配制不同反应活性的型煤至关重要型煤的反应活性系指在一定温度下，型煤与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸汽等气相介质反应的能力。反应能力越大，反应活性越高，型煤的性能和燃烧效率或气化效率也就越高。当然，对确定的锅炉来说应选用适宜活性的型煤。活性低将导致锅炉出力不够，甚至可能造成断火熄炉；活性过高，可能导致锅炉热效率降低。配制适宜活性型煤应从如下的两个方面着手。

　　1.1配煤一般地说，原先散烧的原煤制成型煤后也能满足锅炉的燃用要求。但这不等于说已经找到了适宜活性的型煤。适宜活性的型煤只能通过配煤来完成。低活性煤（常说的劣质煤和无烟煤）通过配煤掺入一定比例的高活性煤种自然能使混煤的反应活性显著提高。多种煤的混合改变了固相反应物的组成，特别是在混合均匀后压制成型，原煤中的各种成分能在整体上发挥更好的协同作用。

　　1.2成型工艺及添加剂对反应活性的影响1粒度对活性的影响原料煤的粒度越小型煤的内表面积越大，氧化反应的活性点越多，相应地煤粒间的空间也越小。粒度小到一定的程度，在燃烧过程中氧气的扩散速度降低，反应活性也随之降低。也就是说原料煤的粒度应该有一个适宜的范围。一般原料煤的粒径控制在0―3mm. 2.2成型压力对反应活性的影响由于运输和贮存的要求，工业型煤必须在一定的压力条件下强制压制成型。随着成型压力的增加，型煤内部的空隙率逐步降低，型煤的反应活性也随之降低。为了克服这一矛盾，在工业型煤的生产中采有加入粘接剂的方法来控制成型压力或添加活性剂的办法保证型煤的反应活性。

　　2锅炉结构对工业型煤的适应性1锅炉炉膛结构在层燃炉中炉拱的结构对新煤加速着火，灰渣区域的未燃尽碳继续燃烧和烟气与空气良好混合并充分燃烧等过程影响最大。炉拱有前后之分，前拱位于前炉墙下部，炉排的上方。后拱位于后炉墙下部，炉排上方。

　　一般地说，前拱反射烟气，火焰的辐射热对新煤起引燃点火作用。前拱的形式有三种，即水平式、斜面式和抛物线式。水平式前拱不能反谢足够的热量给新煤，而且热量分散，达不到引燃效果。这种形式的拱，多用于燃用挥发分较高，且燃点低的煤种的锅炉。斜面式前拱能较有效地将热量反射到刚进入的新煤上。因此点火情况有所改善。抛物线式前拱可将炉膛内辐射的热量按聚焦的方式反射到新煤上，点火效果好，可加速生煤着火。实验证明，工业型煤在具有抛物线式前拱的链条炉中燃烧可大大缓解着火拖后的状况。但是抛物线式拱在砖工砌筑和结构方面比前两者复杂，目前国内应用比较多的还是斜面式和水平式两种拱。这也是目前推广工业型煤过程中反映有些锅炉不适合燃用工业型煤的重要原因之一。

　　锅炉后拱的作用，主要在于使灰渣中的可燃物能充分燃尽减少锅炉的机械未完全燃烧热损失。此外，后拱还兼起使烟气逼向前中部加长烟气流程与前拱配合在炉膛喉部促进烟气与空气良好接触燃烧以减少烟气中化学不完全燃烧热损失。对于工业型煤由于点燃着火时间长最强烈的燃烧区偏于炉排后部。因此须采用低而长的后拱。

　　2.2锅炉供风系统如前所述，工业型煤在工业层燃炉内的燃烧与原煤散烧具有明显的差别。对于活性相同的煤来说，这一现象的发生主要与原煤和工业型煤的粒度差异有关。在机械炉排上使用的原煤粒度一般在0度尺寸的煤都存在，堆积时大小尺寸的煤互相填补空间形成密实状态。在层燃炉中燃用原煤时，为了供氧充分必须按一定的空气过剩比例进行鼓风以克服层燃区的空气阴力，使煤充分燃烧。在这种模式下，层燃床层中各处的空气阻力是不一样的。对于具有各种粒度分面的原煤来说，新煤在链条炉排的带动下按一定的厚度进入炉膛。进入炉膛的原煤借助于供的辐射逐步升温，挥发分逸出、着火。着火后的原煤开始软化，进一步升温。软化后的燃煤区床层易被来自于鼓风机的高压风冲破形成许多通气孔得到充分的氧气补充，达到炽热的燃烧状态。随着炉排的前进和可燃物的逐渐减少，床层的温度逐步降低，被软化的灰分逐步冷却、粘连、变硬，导致空气阻力逐步增加。

　　整个过程中，新煤区的空气阻力最大，这有利于吸收辐射热升温、着火。强燃烧区的空气阻力最小，使来自鼓风机的空气主要集中在旺火区。这恰恰符合设计要求。

　　工业型煤则呈块状。如扁球形、枕形和圆柱形等。对于工业型煤、无论什么样的形状，尺寸都保持一致。堆积时，块与块之间存在较大的空隙、空气阻力小。工业型煤在机械炉排上的燃烧步骤与原煤的三个步骤是一样的。但是在整个床层中空气阻力分布是完全不一样的。但是在整个床层中空气阻力分布是完全不一样的。型煤着火后开始变软、破裂，块和块之间粘连，使床层的空气阻力逐步增加，到成渣区阻力变得最大。也就是说：对于工业型煤在新煤区空气阴力最小，这势必会降低新煤的升温和着火速度。新煤进入床层后，吸收来自炉拱的辐射而升温，而来自鼓风机的空气在通过阻力小的新煤区床层时又将热量带走，使型煤的升温速度变慢，着火线拖后，甚至可能造成断火、熄炉。这也是目前国内有些中小型工业锅炉不适合使用工业型煤的主要原因之一。若把现有中小型锅炉的一个供风室改为至少三个供风室，既在新煤区，旺火区和灰渣区分别设置独立的供风室、工作时，分别以适度的风量向三个风室供风，将会使整个床层进入最佳的燃烧状态。

　　3结论工业型煤与工业锅炉的适应性问题是在我国中小型层燃炉中推广工业型煤成败的关键性技术问题应引起社会的广泛关注。本文经研究分析给出的如下结论。

　　对不同规格的锅炉应配制不同反应活性的型煤。

　　燃用工业型煤的层燃炉应具有抛物线式前拱结构和低而长的后拱结构。