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摘要：通过对链条锅炉层燃技术的应用及配风规律的研究，达到指导锅炉操作，提高锅炉效率，实现节能减排的目的。
关键词：锅炉层燃技术动力学原理配风规律应用
0 引言
目前，链条锅炉之所以出现燃烧不完全，主要是大多锅炉用煤是原煤，小于3毫米的煤粒含量较大，（超过50%），超出了链条锅炉对原煤粒度的要求，原煤经闸板挤压后形成煤层较厚实，大颗粒之间的间隙被煤霄填满，造成通风困难，颗粒煤集中的地方易形成火口，使燃烧不均匀。一方面不能满足高负荷运行，另一方面由于通风不均匀，燃烧时间短，造成了大量的机械不完全燃烧损失，从而降低了锅炉热效率。
1 锅炉层燃技术的工作原理
锅炉层燃节能装置是在现有条件下，用机械筛分的方法，将不同块茎的燃煤在进入锅炉炉膛前形成先把大块煤铺在炉排上，再将小快铺在大块上的煤层，突出显示了块、粒、粉煤层次分布，使颗粒煤之间的空隙得以保留，减少了煤层的通风阻力，增加了单位面积的通风量，并且使煤层通风均匀，有效地避免了炉排上出现火口和燃烧不均匀的现象，显著提高了火床热强度和煤的燃尽度。分层布煤，在减少鼓风量的同时，提高了炉膛温度，降低了炉渣的含碳量，提高了锅炉热效率。
2 链条锅炉使用中出现的问题及层燃技术在实际工作中的应用
分层燃烧技术对煤质有一定的要求：粒度均匀，20-30毫米的煤粒不少于70%，细煤霄应少于20%，无40毫米以上的大块，煤的干湿程度要合适。而实际在锅炉运行中，燃煤往往达不到以上要求，影响了分层节能装置的使用效果，常出现的问题及处理方法如下：
2.1 煤的粒度过大造成卡煤现象
分层给煤装置在遇到大块煤时，容易卡堵，严重时会造成刮板拨叉损坏。布煤不均，难于清理，影响锅炉正常运行，我们在上煤口处加一个铁筛，筛孔尺寸控制在40*40毫米，将大块煤留住，待破碎后再投入使用，避免卡煤。
2.2 煤粉的不完全燃烧问题
原煤中3毫米以下的煤粒较多，经过分层给煤装置形成下大上小的煤层，上层的末煤在燃烧过程中，一部分通过链条缝隙漏掉，另一部分形成飞灰，被烟气带走，特别是在鼓风较大时驳火，末煤的损失量就更大，燃烧状况就差了。为了解决此问题，首先，应尽量选用弱结焦煤作为燃料煤，使煤粉在燃烧过程中结成小焦块，不易被烟气带走，也不易形成焦盖影响通风。其次，如煤种无法改变，可对锅炉炉拱进行改造，延长、压低前后拱，延长烟气在炉内存留时间，提高燃烧区的温度，从而使煤粉得到充分燃烧。最后，要控制好煤的湿度，过湿的煤在预热烘干时会消耗过多热量，延长着火时间，还容易使煤粉结盖，影响通风。过干的煤粉进入燃烧区后，很容易被烟气带走，燃烧不充分。一般，燃煤进入炉膛时以半饱和湿润状态最好，即用手捏住放开后不滴水、形成小团最佳。要求司炉操作人员不断积累经验，加强煤质管理工作。
2.3 及时解决湿煤造成给煤不均的问题
太湿的煤容易将分层给煤装置的拨叉辊筒粘成平滑的圆辊轮，无法有效投煤，如局部粘住，会造成布煤不均，不能保证充分燃烧，也就无法发挥分层给煤装置的节能作用。要根据不同煤种、煤质把握好加水量，及加水时机。另外，分层给煤装置上刮板尽可能多一些，使辊轮在运转中实现自清理。也可增加煤斗隔板，使拨叉辊轮和煤斗隔离，以利于人工清理。
2.4 锅炉移火过程鼓风速度的变化规律
2.4.1 在燃烧的初期，因火层移动使得燃烧层逐渐加厚，须相应增加鼓风流量使燃烧层同时燃烧，因此初期为加速鼓风阶段。
2.4.2 当燃烧层达到最大时，随燃烧时间的进行燃烧层均在燃烧，因此须维持一定的鼓风流量，即中期为恒速鼓风阶段。
2.4.3 燃烧后期，由于部分煤层逐渐燃尽，燃烧层逐渐缩小，甚至由气膜扩散转为灰层扩散控制（特别是灰分高且粒度大的煤），应相应降低鼓风流量，即后期为降速鼓风阶段。
2.4.4 合理的鼓风速度分布及失重曲线
由以上分析可获得链条锅炉鼓风速度分布如图所示。
我矿对一台10吨/小时链条锅炉进行系统技术工程改造，包括燃料加工、给料器、链条速度、排灰、供风及引风、节煤器、分段供风执行机构、控制柜、仪表盘等设计；锅炉改造后运行稳定，技术系统达到可以推广应用，锅炉满负荷运行热效率达到73～75％以上，排烟SO2小于500mg/m3，NOx小于500mg/m3，其它环境指标满足达标排放要求，实现了节能减排的目的。
2.5 其他问题
2.5.1 在移火过程中，与燃烧煤层相邻的未燃煤层温度尚不够高，燃烧动力学速度较慢，但对煤的转化率也会产生一些影响。在以上的分析中将其忽略，可能会造成较小的误差。
2.5.2 煤的转化率很高时即燃烧后期，灰层厚度加大（灰分高时影响大），灰层扩散的影响变大。为尽量降低残炭，须在较高温度下延长后期燃烧时间，但其与前期、中期燃烧时间和链条速度及链条长度有关，须综合考虑。
2.5.3 传质系数与空气流速、煤粒度、空隙率、燃烧温度等有一定的关系，且随燃烧的进行床层空隙率随之变大，比表面积亦有变化。因此，具体计算中应以测定的平均值来估计。
参考文献：
[1]王秋，姜先元著.《工业炉设计简明手册》.机械工业出版社2011年1月版.
[2]金志刚著.《燃气应用理论与实践》.中国建筑出版社2011年6月版.
[3]周国庆，孙涛著.《工业锅炉安全技术手册》.化学工业出版社2009年1月版.
[4]孙巍，孙光远著.《供热通风与空气调节工程施工技术》.化学工业出版社2010年9月版.
关键词：锅炉层燃技术动力学原理配风规律应用
0 引言
目前，链条锅炉之所以出现燃烧不完全，主要是大多锅炉用煤是原煤，小于3毫米的煤粒含量较大，（超过50%），超出了链条锅炉对原煤粒度的要求，原煤经闸板挤压后形成煤层较厚实，大颗粒之间的间隙被煤霄填满，造成通风困难，颗粒煤集中的地方易形成火口，使燃烧不均匀。一方面不能满足高负荷运行，另一方面由于通风不均匀，燃烧时间短，造成了大量的机械不完全燃烧损失，从而降低了锅炉热效率。
1 锅炉层燃技术的工作原理
锅炉层燃节能装置是在现有条件下，用机械筛分的方法，将不同块茎的燃煤在进入锅炉炉膛前形成先把大块煤铺在炉排上，再将小快铺在大块上的煤层，突出显示了块、粒、粉煤层次分布，使颗粒煤之间的空隙得以保留，减少了煤层的通风阻力，增加了单位面积的通风量，并且使煤层通风均匀，有效地避免了炉排上出现火口和燃烧不均匀的现象，显著提高了火床热强度和煤的燃尽度。分层布煤，在减少鼓风量的同时，提高了炉膛温度，降低了炉渣的含碳量，提高了锅炉热效率。
2 链条锅炉使用中出现的问题及层燃技术在实际工作中的应用
分层燃烧技术对煤质有一定的要求：粒度均匀，20-30毫米的煤粒不少于70%，细煤霄应少于20%，无40毫米以上的大块，煤的干湿程度要合适。而实际在锅炉运行中，燃煤往往达不到以上要求，影响了分层节能装置的使用效果，常出现的问题及处理方法如下：
2.1 煤的粒度过大造成卡煤现象
分层给煤装置在遇到大块煤时，容易卡堵，严重时会造成刮板拨叉损坏。布煤不均，难于清理，影响锅炉正常运行，我们在上煤口处加一个铁筛，筛孔尺寸控制在40*40毫米，将大块煤留住，待破碎后再投入使用，避免卡煤。
2.2 煤粉的不完全燃烧问题
原煤中3毫米以下的煤粒较多，经过分层给煤装置形成下大上小的煤层，上层的末煤在燃烧过程中，一部分通过链条缝隙漏掉，另一部分形成飞灰，被烟气带走，特别是在鼓风较大时驳火，末煤的损失量就更大，燃烧状况就差了。为了解决此问题，首先，应尽量选用弱结焦煤作为燃料煤，使煤粉在燃烧过程中结成小焦块，不易被烟气带走，也不易形成焦盖影响通风。其次，如煤种无法改变，可对锅炉炉拱进行改造，延长、压低前后拱，延长烟气在炉内存留时间，提高燃烧区的温度，从而使煤粉得到充分燃烧。最后，要控制好煤的湿度，过湿的煤在预热烘干时会消耗过多热量，延长着火时间，还容易使煤粉结盖，影响通风。过干的煤粉进入燃烧区后，很容易被烟气带走，燃烧不充分。一般，燃煤进入炉膛时以半饱和湿润状态最好，即用手捏住放开后不滴水、形成小团最佳。要求司炉操作人员不断积累经验，加强煤质管理工作。
2.3 及时解决湿煤造成给煤不均的问题
太湿的煤容易将分层给煤装置的拨叉辊筒粘成平滑的圆辊轮，无法有效投煤，如局部粘住，会造成布煤不均，不能保证充分燃烧，也就无法发挥分层给煤装置的节能作用。要根据不同煤种、煤质把握好加水量，及加水时机。另外，分层给煤装置上刮板尽可能多一些，使辊轮在运转中实现自清理。也可增加煤斗隔板，使拨叉辊轮和煤斗隔离，以利于人工清理。
2.4 锅炉移火过程鼓风速度的变化规律
2.4.1 在燃烧的初期，因火层移动使得燃烧层逐渐加厚，须相应增加鼓风流量使燃烧层同时燃烧，因此初期为加速鼓风阶段。
2.4.2 当燃烧层达到最大时，随燃烧时间的进行燃烧层均在燃烧，因此须维持一定的鼓风流量，即中期为恒速鼓风阶段。
2.4.3 燃烧后期，由于部分煤层逐渐燃尽，燃烧层逐渐缩小，甚至由气膜扩散转为灰层扩散控制（特别是灰分高且粒度大的煤），应相应降低鼓风流量，即后期为降速鼓风阶段。
2.4.4 合理的鼓风速度分布及失重曲线
由以上分析可获得链条锅炉鼓风速度分布如图所示。
我矿对一台10吨/小时链条锅炉进行系统技术工程改造，包括燃料加工、给料器、链条速度、排灰、供风及引风、节煤器、分段供风执行机构、控制柜、仪表盘等设计；锅炉改造后运行稳定，技术系统达到可以推广应用，锅炉满负荷运行热效率达到73～75％以上，排烟SO2小于500mg/m3，NOx小于500mg/m3，其它环境指标满足达标排放要求，实现了节能减排的目的。
2.5 其他问题
2.5.1 在移火过程中，与燃烧煤层相邻的未燃煤层温度尚不够高，燃烧动力学速度较慢，但对煤的转化率也会产生一些影响。在以上的分析中将其忽略，可能会造成较小的误差。
2.5.2 煤的转化率很高时即燃烧后期，灰层厚度加大（灰分高时影响大），灰层扩散的影响变大。为尽量降低残炭，须在较高温度下延长后期燃烧时间，但其与前期、中期燃烧时间和链条速度及链条长度有关，须综合考虑。
2.5.3 传质系数与空气流速、煤粒度、空隙率、燃烧温度等有一定的关系，且随燃烧的进行床层空隙率随之变大，比表面积亦有变化。因此，具体计算中应以测定的平均值来估计。
参考文献：
[1]王秋，姜先元著.《工业炉设计简明手册》.机械工业出版社2011年1月版.
[2]金志刚著.《燃气应用理论与实践》.中国建筑出版社2011年6月版.
[3]周国庆，孙涛著.《工业锅炉安全技术手册》.化学工业出版社2009年1月版.
[4]孙巍，孙光远著.《供热通风与空气调节工程施工技术》.化学工业出版社2010年9月版.