水煤浆在锅炉上稳定燃烧所需要的几个条件
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[摘 要]水煤浆是一种可以替代油、煤的新型燃料,热值相当于油的一半,价格却是油的1/5,所以是近些年燃料研究的主要方向。但因为水煤浆不易着火和稳定燃烧,成为制约水煤浆发展的主要原因。本文介绍的就是怎样使水煤浆稳定燃烧,以及稳定燃烧所需要的几个条件。
[关键词]水煤浆;稳定燃烧;需要的条件
一、前言
水煤浆是70年展起来的一种煤基清洁代油、代煤的新型燃料。它由70%左右的煤,30%水及少量化学添加剂制成,是一种浆体燃料。热效率达82%,热值相当于燃料油的一半,价格却是柴油的1/5,它可以像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧。可代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉,用于代替煤炭燃用,具有燃烧效率高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点。水煤浆中因为含有30%的水,所以着火和稳定燃烧困难,要使其稳定燃烧必须具备高温炉膛、专用燃烧器、合理的配风等几个主要条件。
二、布置高温炉膛
1.炉膛内保持高温是水煤浆稳定燃烧的重要条件,水煤浆在炉内吸热主要取决于炉内高温烟气的辐射热。要形成高温辐射热,首先,炉膛前墙就要用耐火砖和耐火混凝土砌筑,并将框架砌筑在里面,以便安装燃烧器和除灰门。
2.布置挡火墙。挡火墙布置在炉膛的2/3处,作用是改变烟气流动方向,给烟气一个缓冲,使其增加在炉膛内的停留时间,从而使炉膛内保持高温,让水煤浆持续燃烧并燃烬。而水煤浆燃烧所提供的高温又使炉膛持续增温,如此形成良性循环。挡火墙还能将烟气温度反射到前墙,增加前墙区域温度,增加着火温度使其更易燃。
3.设置卫燃带。敷设卫燃带的目的是提高燃烧区域温度,帮助燃料着火,稳定燃烧。但如果卫燃带敷设面积过大,炉膛内就会产生结焦,而如果面积过小又起不到提高温度的目的,所以卫燃带的敷设要合理。
卫燃带面积应按下列公式进行计算:
F=0.2H(a+b)ψζφ
式中:H――炉膛辐射受热面高m;a――炉深m;b――炉宽m;ψ――炉膛污染程度系数;ζ――燃烧器结构布置修正系数;φ――综合因子。
卫燃带的位置在炉膛前部部分水冷壁处敷设,目的是防止水冷壁中水循环吸收热量,提高着火温度,使水煤浆中水分迅速蒸发。
卫燃带敷设材料选用耐火隔热涂料。
三、选用水煤浆专用燃烧器
要使水煤浆稳定燃烧要选用专用全自动燃烧器,具有下列特点和功能:
1.具有一、二次风比例可调,旋流强度可调功能。是一种轴向叶片调风器,可以有效供给燃烧的风量并在稳热器内形成合适的回流区,从而保证水煤浆的着火和稳定高效燃烧。
2.具备稳热器。可将点火器的热能吸收存储,作为点燃水煤浆的稳定热源,可缩短点火时间,稳热源采用缩放喷口的形式,收缩喷口可以提高出口处旋流强度、强化混合,扩放段可以使旋转射流得到有效加强。
3.具备高能点火器,轻油点火枪和大火油枪。
4.采用进口燃油燃烧器专用油泵,进口电磁阀。
5.具有点火枪、油枪自动进退功能;
6.具有燃轻油介质雾化功能;
7.雾化介质及水煤浆采用气动球阀;
8.采用多级撞击式雾化喷嘴,并使用嵌入式缝隙式喷口,使雾化效果更好;
9.具有在线自动清洗水煤浆浆枪及喷嘴的功能;
四、合理的配风
合理的配风体现在鼓、引风机的选择。
1.鼓风机的选择:鼓风机提供水煤浆燃烧所需的氧气,风量的选取应与锅炉出力匹配,一般1t/h锅炉需1 200～1 500m3/h的空气量。气压根据不同的调风器阻力选配,一般旋流式调风器,阻力约为1 200～1 500Pa。同时根据一、二次风的不同风量比例进行选择,减少大气污染。
2.引风机的选择:引风机主要是保证炉膛内的负压燃烧。它的流量与压头也应与整个燃烧产物和需要克服的阻力相匹配。在任一负荷下,保证炉膛负压稳定在10～30Pa。
五、预燃室燃烧技术
所谓预燃室技术就是使水煤浆先在一个容积比较小的绝热燃烧室内点燃,然后使稳定火焰喷入炉膛继续燃烧和燃尽。水煤浆燃烧时气流温度的提高,将明显提高水煤浆中固定碳的燃烧速度。如在1 400℃的气流环境下,固定碳的燃烧速度约为1 000℃气流环境下固定碳燃烧速度的2倍;另外在较高的辐射热流中,随着挥发物迅速析出和燃烧,有些煤浆滴经水分蒸发后形成的煤胞团会发生爆裂,分裂为几块,这有利于水煤浆燃尽。预燃室技术是特别适用在无热风条件下实现水煤浆稳定燃烧的有效方法。
六、液态排渣技术
立式液态排渣旋风燃烧室技术,利用煤中灰分的熔融特性,使煤浆雾炬在高温下迅速着火燃烧并燃尽,达到高强度燃烧;同时把煤中70%～80%的灰分以液态方式排出,达到脱灰的目的,这也是减少负荷下降的一项技术。
七、炉底风特殊清灰射流技术
该技术对难于改成斜冷灰斗的平底油炉改烧水煤浆尤为适用,不但成功地解决了炉内清灰问题,同时也提高了锅炉的燃烧效率。