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蔗渣鍋爐的配風(fēng)改造及效果
來(lái)源：河北耀一節(jié)能設(shè)備制造有限責(zé)任公司 發(fā)布時(shí)間：2014/6/25 9:54:25
蔗渣鍋爐的配風(fēng)改造及效果
本文介紹了都安永鑫糖業(yè)有限公司兩臺(tái)5t/h蔗渣鍋爐通過對(duì)配風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造并在運(yùn)行中采用微正壓
達(dá)到強(qiáng)化燃燒的實(shí)踐及對(duì)爐膛進(jìn)行技術(shù)改造的一些探討。關(guān)鍵詞蔗渣鍋爐配風(fēng)微正壓改造中圖分類號(hào)TS243文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B
212年3月
第期總第66期
廣 西 蔗 糖
GUANGXI SUGARCANE & CANESUGAR
_, Mar 212前言隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展能源供求的矛盾日
益突出。我國(guó)的制糖行業(yè)一直是能耗很高的行業(yè)。
為響應(yīng)落實(shí)_提出的關(guān)于節(jié)能、降耗、減排政
策都安永鑫糖業(yè)有限公司在生產(chǎn)過程中針對(duì)生產(chǎn)
流程中各節(jié)能關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)與設(shè)備不斷進(jìn)行改進(jìn)
取得了節(jié)能效果其中對(duì)鍋爐配風(fēng)系統(tǒng)的改
造效果較明顯。2兩臺(tái)鍋爐改造前狀況都安永鑫糖業(yè)有限公司于28年建成并投入
使用的兩臺(tái)5t/h噸鍋爐經(jīng)過28/29年榨季的運(yùn)
行存在以下問題。
21熱效率沒達(dá)到設(shè)計(jì)要求經(jīng)過查定測(cè)算只有7993%左右沒有達(dá)到原
設(shè)計(jì)的8635%。查定測(cè)算如下
投入蔗渣折標(biāo)煤6625T
投入總熱量6625T×2937KJ/kg=
32257776285×13KJ
產(chǎn)出標(biāo)汽量9813878T
產(chǎn)出總熱量9813878T×2679J/ kg=
262892622162×13KJ
鍋爐熱效率262892622162×13KJ/
32257776285×13KJ=815%蔗渣水分系數(shù)校正后的熱效率為:7993%
22爐排面積渣嚴(yán)重爐膛溫度測(cè)點(diǎn)在兩側(cè)爐墻的標(biāo)高42米處高
達(dá)8℃爐后墻的衛(wèi)燃帶結(jié)焦嚴(yán)重大大增加了工
人的勞動(dòng)強(qiáng)度且每天清理爐排面積渣所花時(shí)間為
兩小時(shí)左右。
23正常運(yùn)行時(shí)鍋爐的_出力只有45t/h
_過后鍋爐的燃燒工況_會(huì)急劇惡化爐膛溫
度高達(dá)9℃排煙溫度高達(dá)195℃燃料燃燒不完
全水膜除塵器出水口有蔗渣排出。
24鍋爐運(yùn)行中爐膛壓力波動(dòng)的頻率比較高并且
在爐膛壓力高于5Pa時(shí)比較容易出現(xiàn)正壓為了維持爐膛的壓力為負(fù)值采用了較高的負(fù)壓在50Pa00Pa之間。由于采用了比較高的負(fù)
壓使得鍋爐的漏風(fēng)量加大增加了排煙熱損失。3存在問題的分析眾所周知影響鍋爐熱效率的主要因素是排煙
損失和不_燃燒損失。而這兩項(xiàng)的熱損失又主
要是與爐膛的設(shè)計(jì)、鍋爐的配風(fēng)、運(yùn)行過程中過量
空氣系數(shù)等幾個(gè)方面有關(guān)。經(jīng)過分析認(rèn)為。
3爐排有效面積不相適應(yīng)爐排面積與蒸發(fā)量比為0424稍偏大了一些
爐膛容積為4935m3爐膛容積與蒸發(fā)量比為987偏
大了一些由此造成鍋爐爐膛的熱強(qiáng)度偏低燃料
消耗量大。
32鍋爐的三次風(fēng)風(fēng)壓低23古廣榮等關(guān)于蔗渣鍋爐的配風(fēng)改造及效果兩臺(tái)鍋爐是由送風(fēng)機(jī)經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱后直
接送入爐膛后墻的爐排上表面。三次風(fēng)的風(fēng)壓過
低沒能達(dá)到攪動(dòng)煙氣和補(bǔ)充氧氣的目的造成爐
膛火焰中心后移爐膛后部局部缺氧。爐膛后墻的
衛(wèi)燃帶上結(jié)有大量的琉璃狀淡綠色的結(jié)焦爐排后
部積渣嚴(yán)重。較嚴(yán)重時(shí)后部爐排面上結(jié)焦并且這
些結(jié)焦已經(jīng)不能通過蒸汽吹灰除去。這些都造成了
比較大的熱損失。
3.3鍋爐的爐底風(fēng)室沒有隔墻爐底風(fēng)室只是一個(gè)大的單體風(fēng)室整個(gè)爐排面
的風(fēng)壓是處于同一壓力水平爐底風(fēng)無(wú)法按運(yùn)行工
況進(jìn)行有效的分配。在爐膛的前部送風(fēng)量偏大造
成爐膛的溫度降低對(duì)蔗渣的著火不利蔗渣的著
火點(diǎn)后移。而在爐膛的后部送風(fēng)量又偏小供氧不
足造成爐膛后部局部缺氧使得蔗渣的燃燒不完
全。
3.4蔗渣的特性項(xiàng)目 除髓蔗渣 蔗髓
堆積密度031g/cm3037gcm3振實(shí)堆積密度00542g/cm3010g/cm3視密度025g/cm3022g/cm3項(xiàng) 目
分析結(jié)果平均值（%）
備注
除髓蔗渣 蔗髓
風(fēng)干水分996 2376
揮發(fā)分7786 6556
灰分66 132
固定碳1152
936
蔗髓 除髓蔗渣
備注
顆粒的規(guī)格 所占的比例% 顆粒的規(guī)格 所占的比例%
大于3μm 64小于1cm 27
3-158μm 387 115cm 91
158-63μm 24 152cm 17
63-45μm 14 225cm 228
45-3μm 17 253cm 144
3-2μm 79 335cm 9
2-154μm 1 354cm 87
154-9μm 7 445cm 66
9-75μm 3大于45cm
97表1蔗渣的基本特性
表2工業(yè)分析結(jié)果
表3蔗渣的顆粒特性24古廣榮等關(guān)于蔗渣鍋爐的配風(fēng)改造及效果蔗渣的特性見表1表2表3。因?yàn)檎嵩念w粒
極不均勻并且蔗渣纖維相互之間有很大的粘連
性。使得蔗渣在通過噴渣風(fēng)機(jī)送入爐膛時(shí)并不能很
均勻地播灑在爐膛內(nèi)而是形成很多的大小不盡相
同的蔗渣團(tuán)。蔗渣的揮發(fā)份比較高在65%77%之
間密度較小視密度在0.22g/cm3.25g/cm3之間。當(dāng)
這些大小不盡相同的蔗渣團(tuán)進(jìn)入爐膛后容易產(chǎn)生
爆燃。蔗渣在爐膛內(nèi)的燃燒其實(shí)_是許多蔗渣團(tuán)的
爆燃過程。蔗渣團(tuán)的爆燃會(huì)在瞬間產(chǎn)生很高的壓
力使得爐膛的壓力值產(chǎn)生比較大的波動(dòng)在運(yùn)行
中被迫采用了比較高的負(fù)壓。但是在爐膛出口處以
及后續(xù)各部的負(fù)壓卻都是很穩(wěn)定。4技術(shù)改造方案根據(jù)上述的分析在盡量減少資金投入的前提
下技術(shù)攻關(guān)小組提出以下技術(shù)改造方案進(jìn)行攻
關(guān)。
4.1在兩臺(tái)鍋爐的三次風(fēng)管道上各增加一臺(tái)三次
風(fēng)機(jī)加大三次風(fēng)的風(fēng)壓加強(qiáng)煙氣的攪動(dòng)和補(bǔ)充足
夠的氧氣達(dá)到強(qiáng)化燃燒的目的。三次風(fēng)機(jī)的進(jìn)出
風(fēng)管采用原三次風(fēng)的風(fēng)管出風(fēng)總管的尺寸為
4mm×6mm爐排面的三次風(fēng)管的尺寸為Ф89×
4×16。為了減小風(fēng)阻出風(fēng)總管的風(fēng)速控制在不大
于15m/s而為了達(dá)到攪動(dòng)煙氣和補(bǔ)充氧氣的的效
果爐排面的三次風(fēng)管的風(fēng)速選擇在445m/s之間。
風(fēng)壓的選擇是比噴渣風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓高15Pa。
風(fēng)量計(jì)算公式如下Q=F×ω×36
式中Q——
—送風(fēng)量m3/h
F———流通截面積m2ω——熱空氣平均流速m/s
出風(fēng)總管風(fēng)量的計(jì)算
Q1=.4×.6×15×36=1296 m3/h
爐排面的三次風(fēng)管風(fēng)量的計(jì)算
Q2=[（89 -4×2）/2]2×3.14×16×45×36 =
13349.318 m3/h
風(fēng)壓的計(jì)算:
P2=P15Pa=3871Pa15Pa=5371Pa
通過上述的計(jì)算查表選定的風(fēng)機(jī)型號(hào)為9-
26-6.3D右45°其參數(shù)如下
風(fēng)機(jī)型號(hào)9-26-6.3D右45°
流量12513m3/h
全壓5355Pa
轉(zhuǎn)速29r/min
功率37Kw
工作溫度:15℃
4.2在爐底風(fēng)室對(duì)中砌筑十字型隔墻把爐底風(fēng)室分為左前、左后、右前、右后四個(gè)小
的相互不連通的風(fēng)室。可以在運(yùn)行中針對(duì)不同的燃
燒工況進(jìn)行有效的有段送風(fēng)。
4.3鍋爐在正常運(yùn)行時(shí)控制爐膛的壓力在5Pa之間為微正壓運(yùn)行在對(duì)鍋爐配風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造后燃料的消耗量
會(huì)減少預(yù)計(jì)只燃燒蔗髓_基本上滿足生產(chǎn)的需
要。而蔗髓相對(duì)于未除髓的蔗渣其顆粒比較均勻
顆粒長(zhǎng)度在3μm3μm的占了大約83。蔗髓
的纖維含量比未除髓蔗渣的纖維含量要低很多并
且大多是短纖維其顆粒之間的粘連性也已經(jīng)降低
了很多。這樣的蔗髓在通過噴渣風(fēng)機(jī)送入爐膛后
只是形成很多很小的蔗渣團(tuán)。因?yàn)檎嵩鼒F(tuán)很小爆
燃后產(chǎn)生的壓力比較低同時(shí)大量的蔗渣團(tuán)不是
在同一時(shí)間爆燃。實(shí)際上蔗髓在爐膛內(nèi)的燃燒_
是由大量細(xì)小的連續(xù)爆燃所組成的一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)
的過程。這些都使得爐膛壓力的波動(dòng)值下降很多。
這為維持爐膛低負(fù)壓提供了有利的條件。然而燃
燒蔗髓還是不能避免爆燃的產(chǎn)生盡管這種爆
燃已經(jīng)很小。為了強(qiáng)化蔗髓的燃燒同時(shí)從安全方
面考慮把爐膛的壓力維持在5Pa之間進(jìn)行微
正壓燃燒。在爐膛的火焰中心因?yàn)楸级a(chǎn)生微正
壓蔗髓的燃燒得到了進(jìn)一步的強(qiáng)化。鍋爐熱效率
能達(dá)到原設(shè)計(jì)的86%。改造的費(fèi)用大約是1萬(wàn)元。5改造后的運(yùn)行效果這兩臺(tái)鍋爐按上述方案投資了8.93進(jìn)行技術(shù)改
造后于29/21年榨季投入使用。經(jīng)過一個(gè)榨季的
運(yùn)行證明這次的技術(shù)改造比較成功達(dá)到預(yù)定的
目標(biāo)一些技術(shù)指標(biāo)甚至_過預(yù)定的目標(biāo)效果較
好。
25項(xiàng)目
2008/2009年榨季
2009/2010年榨季 備注
榨蔗量（噸） 211000.15 319409.58
蔗渣打包量噸 8471.42 26327.98
蔗渣打包率4.015 8.243
節(jié)約蔗渣量噸 13504合標(biāo)煤約3892噸
噸標(biāo)汽耗標(biāo)煤0.112163
0.102846
古廣榮等關(guān)于蔗渣鍋爐的配風(fēng)改造及效果5.1經(jīng)測(cè)算鍋爐的熱效率達(dá)到87.17%,比2008/
2009年榨季提高了7.24個(gè)百分點(diǎn)節(jié)約蔗渣大約13504噸約合標(biāo)煤3900噸。測(cè)算如下
投入蔗渣折標(biāo)煤12659.128T
投入總熱量12659.128T×29307.6KJ/kg =
371008659.7728×103KJ
產(chǎn)出標(biāo)汽量123087.624T
產(chǎn) 出 總 熱 量 123087.624T×2679J/ kg =
329751744.696×103KJ
鍋 爐 熱 效 率 329751744.696×103KJ/
371008659.7728×103KJ=88.88%
蔗渣水分系數(shù)校正后的熱效率為:87.17%
5.2鍋爐的燃燒工況良好爐膛的溫度在700℃左右,排煙溫度在150℃左
右。爐排面上不再堆積蔗渣爐后墻的衛(wèi)燃帶也沒
有出現(xiàn)較大面積的結(jié)渣在水膜除塵器的出水口也
不再出現(xiàn)燃燒不_的蔗渣。
5.3鍋爐的出力達(dá)50t/h_時(shí)達(dá)到57t/h
5.4運(yùn)行中鍋爐的爐膛壓力要求在0Pa50Pa之間而在實(shí)際運(yùn)行過程中爐膛的壓力維持在
100Pa50Pa之間比要求的范圍大了一些。原因
是原來(lái)的設(shè)想是改造后的鍋爐全燒蔗髓但在實(shí)
際運(yùn)行過程中要補(bǔ)充一部分的未除髓的蔗渣。這
部分未除髓的蔗渣在爐膛內(nèi)爆燃所產(chǎn)生的壓力比
全燒蔗髓時(shí)爆燃產(chǎn)生的壓力要大爐膛壓力的波動(dòng)
也比原來(lái)設(shè)想的要大。為了防止?fàn)t膛出現(xiàn)過高的正
壓力而把爐膛的負(fù)壓提高到了100Pa在爐膛壓力
_時(shí)還能維持在50Pa以下以確保安全。并且
爐膛出口處及以后各部測(cè)點(diǎn)的壓力都能維持原有
的負(fù)壓。從整個(gè)榨季的運(yùn)行情況來(lái)看爐膛的壓力
維持在100Pa50Pa之間是比較合適的。6經(jīng)濟(jì)效益分析我公司2009/2010年榨季打包蔗渣的平均售價(jià)
是460元/噸一個(gè)榨季節(jié)約的燃料費(fèi)用大約是
621.18萬(wàn)元經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)顯著。2008/2009年榨季
與2009/2010年榨季的能耗對(duì)比見表4。
本次對(duì)鍋爐配風(fēng)系統(tǒng)的改造是比較成功的。但
是這兩臺(tái)鍋爐還有技術(shù)改造的潛力。主要是這兩
臺(tái)鍋爐在爐膛結(jié)構(gòu)上還是存在一些問題。其一這
兩臺(tái)鍋爐爐膛出口處的折焰角伸出只有1380mm而
爐膛的深度達(dá)4554mm折焰角的伸出部分只占了爐
膛深度的30%左右傾斜的角度過小只有45度沒有
后拱。這對(duì)延長(zhǎng)煙氣的流程不利。其二這兩臺(tái)鍋爐
的蔗渣噴咀距爐排面為3米稍高了一些。而這兩臺(tái)
鍋爐經(jīng)過對(duì)配風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造后燃料中蔗髓
占到了95%以上。蔗髓的堆積密度和視密度分別為
0.037g/cm3和0.22g/cm3在爐膛中的懸浮狀態(tài)比未除
髓的蔗渣要好很多在爐膛中的燃燒時(shí)間比未除髓
的蔗渣和煤粉都要短。這些因素都顯示出了對(duì)爐膛
出口處折焰角、爐膛后拱及蔗渣噴咀安裝高度進(jìn)行
改造的重要性。增加爐后拱、適當(dāng)降低蔗渣噴咀的
安裝高度及增加爐膛出口處折焰角的反射面積和
傾斜角度。這對(duì)延長(zhǎng)煙氣的流程、確保煙氣的強(qiáng)烈
攪動(dòng)及蔗渣與氧氣的充分混合提高燃料的燃燒效
率和鍋爐的熱效率起到積極的效果
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