角管式煤粉锅炉技术的应用

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1、角管式煤粉锅炉技术的应用　　摘要：本文结合煤粉锅炉的燃烧特性分析，阐述了角管结构在煤粉锅炉上的优势，实现了煤粉锅炉的可靠燃烧。　　关键词：角管；煤粉锅炉；燃烧　　1.煤粉锅炉技术的现状　　1.1国外概况　　中小容量煤粉工业锅炉是发达国家20世纪90年代中后期研发的成熟产品，尤其在德国、法国得到广泛应用，这种锅炉的成功应用是工业发达国家燃煤工业锅炉的一次技术革命，也是传统燃煤工业锅炉理念的完全升华［1］。公开资料表明，德国煤粉工业锅炉系统主要定位在替代油气锅炉，容量一般都小于21.0MW，大多在7.0MW左右，个别热水锅炉系统也可

2、以达到70.0MW，蒸汽锅炉达到52.5MW。德国煤粉工业锅炉经过20多年的发展，已经形成众多技术标准和近百项发明专利。目前，德国煤粉工业锅炉的关键技术是空气分级燃烧器技术、“异型”大炉膛锅壳式火管锅炉本体制造技术和自动控制技术。　　1.2国内概况5　　中国一些科研单位和企业早在20世纪70年代就曾开发过传统煤粉工业锅炉应用技术，但由于当时的条件局限，配套技术（如小型煤粉高效制备、锅炉体积、自动控制及布袋除尘等）或专用装备的加工工艺落后，所以没有取得实质性进展［2］。近几年，中国在煤粉工业锅炉应用技术领域取得突破性进展。　　多年

3、来，山东华源锅炉有限公司与煤炭科学研究总院以及国内多所重点院校合作，走在了高效洁净燃烧工业煤粉锅炉技术的研发的前列。继锅壳式、D型煤粉锅炉技术之后，又实现了角管式锅炉在燃煤粉技术上的突破。本文就角管式煤粉锅炉技术进行一些初步探讨。　　2.角管式煤粉锅炉　　2.1结构简介　　本炉型根据煤粉燃烧特性，结合角管式锅炉结构研发而成。　　锅炉本体采用典型角管锅炉结构形式。锅炉本体不需要钢架支撑，全部由膜式壁及多根大直径下降管构成一个整体框架。　　锅炉本体受热面由炉膛辐射受热面及旗式对流受热面组成；尾部采用烟道井结构，布置省煤器及空气预热器

4、；同时，为了利于煤粉燃烧，燃烧器接口设置燃烧器冷却水系统。　　2.2锅炉主要技术性能　　2.2.1锅炉炉膛结构满足燃烧器技术要求，能保证煤粉完全充分燃烧　　根据煤粉燃烧器的性能要求：其火焰直径D=2200～2500，火焰长度LH=10000～11000mm的特点。本锅炉结构炉膛高度为11.5m。炉膛烟气出口设在炉膛底部，烟气从炉膛经U型流线进入尾部烟道，这种烟气在炉膛内流程是从顶部向下流动，由于高温烟气密度小，有向上流动的浮力，使火焰在炉膛内充满度好，烟气与空气混合性能好，有利于燃料的完全充分燃烧。炉膛断面尺寸为3600X280

5、0，完全能满足燃烧器技术条件，能保证燃料在炉内完全充分燃烧。5　　炉膛容积热负荷qv=155KW/m3，满足煤粉特性要求的qv<220KW/m3的要求，也符合苏联1973年《锅炉机组标准计算方法》中所推荐的75吨以下燃煤粉锅炉qv=256KW/m3的要求。炉膛断面热负荷1774KW/m2，也符合标准推荐的炉膛断面1783W/m2的理论数据范围。　　锅炉炉膛设置合理的卫燃带结构，可以维持较高的炉膛烟温，保证燃料完全充分燃烧。　　2.2.2锅炉水循环安全可靠　　由于锅炉本体采用角管锅炉结构形式。锅炉本体不需要钢架支撑，全部由膜式壁及

6、多根大直径下降管构成一个整体框架，除锅炉结构简单外，由于多根大直径下降管流通面积大，下降管流动阻力小，提高了循环有效压头，水循环可靠。　　2.2.3采用干式集气管及回流式下降管，有利于提高蒸汽品质　　在本体结构的上集箱上部设了两根直径φ273的大直径干蒸汽分离集箱。各水冷壁管产生的汽水混合物进入上集箱后，由于集箱直径大，流速降低，蒸汽密度小，水的密度大，使汽水混合物在上集箱内产生分层现象。由于蒸汽密度小，会沿上集箱上部的各连通管汇集到两根φ273的大直径集气管中，进入集气管中的蒸汽再进入锅筒，和传统的锅炉水循环系统相比，进入锅筒

7、的蒸汽含水率有非常大的降低，蒸汽品质比传统锅炉好。　　同时，上集箱中的水又有很大部分经后部的回流下降管回到水冷壁底部的进口集箱，使从锅筒下部的下降管进入水冷壁下集箱的水量也相应减少。由于下降管流经的水量减少，流速降低，下降管流动阻力也减少，也有利于水循环安全可靠。5　　2.2.4燃烧器冷却水系统　　根据煤粉燃烧特性，设置燃烧器冷却水系统，有利于煤粉与一次风的混合及燃烧。在正常运行时，软水首先流经燃烧器冷却室，再进入除氧器。　　2.2.5采用空气预热器，有利于燃料着火燃烧　　为保证燃料的及时着火燃烧，本锅炉设置空气预热器提高空气温

8、度。为了减缓空气预热器管积灰对烟气流动的影响，空气预热器管采用φ51X1.5管子。　　2.2.6锅炉采用膜式壁密封性能好，外形美观　　锅炉本体外墙采用全膜式壁结构。炉膛及尾部烟道封闭性能好，减少了炉膛及尾部烟道的漏风，提高了锅炉燃烧效率和降低了锅炉排烟热损失，由