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蔗渣鍋爐的配風改造及效果
來源：河北耀一節(jié)能設備制造有限責任公司 發(fā)布時間：2014/6/25 9:54:25
蔗渣鍋爐的配風改造及效果
本文介紹了都安永鑫糖業(yè)有限公司兩臺5t/h蔗渣鍋爐通過對配風系統(tǒng)進行技術(shù)改造并在運行中采用微正壓
達到強化燃燒的實踐及對爐膛進行技術(shù)改造的一些探討。關(guān)鍵詞蔗渣鍋爐配風微正壓改造中圖分類號TS243文獻標識碼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)濟的飛速發(fā)展能源供求的矛盾日
益突出。我國的制糖行業(yè)一直是能耗很高的行業(yè)。
為響應落實_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)過程中針對生產(chǎn)
流程中各節(jié)能關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)與設備不斷進行改進
取得了節(jié)能效果其中對鍋爐配風系統(tǒng)的改
造效果較明顯。2兩臺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5t/h噸鍋爐經(jīng)過28/29年榨季的運
行存在以下問題。
21熱效率沒達到設計要求經(jīng)過查定測算只有7993%左右沒有達到原
設計的8635%。查定測算如下
投入蔗渣折標煤6625T
投入總熱量6625T×2937KJ/kg=
32257776285×13KJ
產(chǎn)出標汽量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爐排面積渣嚴重爐膛溫度測點在兩側(cè)爐墻的標高42米處高
達8℃爐后墻的衛(wèi)燃帶結(jié)焦嚴重大大增加了工
人的勞動強度且每天清理爐排面積渣所花時間為
兩小時左右。
23正常運行時鍋爐的_出力只有45t/h
_過后鍋爐的燃燒工況_會急劇惡化爐膛溫
度高達9℃排煙溫度高達195℃燃料燃燒不完
全水膜除塵器出水口有蔗渣排出。
24鍋爐運行中爐膛壓力波動的頻率比較高并且
在爐膛壓力高于5Pa時比較容易出現(xiàn)正壓為了維持爐膛的壓力為負值采用了較高的負壓在50Pa00Pa之間。由于采用了比較高的負
壓使得鍋爐的漏風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。而這兩項的熱損失又主
要是與爐膛的設計、鍋爐的配風、運行過程中過量
空氣系數(shù)等幾個方面有關(guān)。經(jīng)過分析認為。
3爐排有效面積不相適應爐排面積與蒸發(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度偏低燃料
消耗量大。
32鍋爐的三次風風壓低23古廣榮等關(guān)于蔗渣鍋爐的配風改造及效果兩臺鍋爐是由送風機經(jīng)空氣預熱器加熱后直
接送入爐膛后墻的爐排上表面。三次風的風壓過
低沒能達到攪動煙氣和補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
部積渣嚴重。較嚴重時后部爐排面上結(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鍋爐的爐底風室沒有隔墻爐底風室只是一個大的單體風室整個爐排面
的風壓是處于同一壓力水平爐底風無法按運行工
況進行有效的分配。在爐膛的前部送風量偏大造
成爐膛的溫度降低對蔗渣的著火不利蔗渣的著
火點后移。而在爐膛的后部送風量又偏小供氧不
足造成爐膛后部局部缺氧使得蔗渣的燃燒不完
全。
3.4蔗渣的特性項目 除髓蔗渣 蔗髓
堆積密度031g/cm3037gcm3振實堆積密度00542g/cm3010g/cm3視密度025g/cm3022g/cm3項 目
分析結(jié)果平均值（%）
備注
除髓蔗渣 蔗髓
風干水分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)于蔗渣鍋爐的配風改造及效果蔗渣的特性見表1表2表3。因為蔗渣的顆粒
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機送入爐膛時并不能很
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。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
這些大小不盡相同的蔗渣團進入爐膛后容易產(chǎn)生
爆燃。蔗渣在爐膛內(nèi)的燃燒其實_是許多蔗渣團的
爆燃過程。蔗渣團的爆燃會在瞬間產(chǎn)生很高的壓
力使得爐膛的壓力值產(chǎn)生比較大的波動在運行
中被迫采用了比較高的負壓。但是在爐膛出口處以
及后續(xù)各部的負壓卻都是很穩(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)改造方案進行攻
關(guān)。
4.1在兩臺鍋爐的三次風管道上各增加一臺三次
風機加大三次風的風壓加強煙氣的攪動和補充足
夠的氧氣達到強化燃燒的目的。三次風機的進出
風管采用原三次風的風管出風總管的尺寸為
4mm×6mm爐排面的三次風管的尺寸為Ф89×
4×16。為了減小風阻出風總管的風速控制在不大
于15m/s而為了達到攪動煙氣和補充氧氣的的效
果爐排面的三次風管的風速選擇在445m/s之間。
風壓的選擇是比噴渣風機的風壓高15Pa。
風量計算公式如下Q=F×ω×36
式中Q——
—送風量m3/h
F———流通截面積m2ω——熱空氣平均流速m/s
出風總管風量的計算
Q1=.4×.6×15×36=1296 m3/h
爐排面的三次風管風量的計算
Q2=[（89 -4×2）/2]2×3.14×16×45×36 =
13349.318 m3/h
風壓的計算:
P2=P15Pa=3871Pa15Pa=5371Pa
通過上述的計算查表選定的風機型號為9-
26-6.3D右45°其參數(shù)如下
風機型號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在爐底風室對中砌筑十字型隔墻把爐底風室分為左前、左后、右前、右后四個小
的相互不連通的風室。可以在運行中針對不同的燃
燒工況進行有效的有段送風。
4.3鍋爐在正常運行時控制爐膛的壓力在5Pa之間為微正壓運行在對鍋爐配風系統(tǒng)進行改造后燃料的消耗量
會減少預計只燃燒蔗髓_基本上滿足生產(chǎn)的需
要。而蔗髓相對于未除髓的蔗渣其顆粒比較均勻
顆粒長度在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機送入爐膛后
只是形成很多很小的蔗渣團。因為蔗渣團很小爆
燃后產(chǎn)生的壓力比較低同時大量的蔗渣團不是
在同一時間爆燃。實際上蔗髓在爐膛內(nèi)的燃燒_
是由大量細小的連續(xù)爆燃所組成的一個相對平穩(wěn)
的過程。這些都使得爐膛壓力的波動值下降很多。
這為維持爐膛低負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。為了強化蔗髓的燃燒同時從安全方
面考慮把爐膛的壓力維持在5Pa之間進行微
正壓燃燒。在爐膛的火焰中心因為爆燃而產(chǎn)生微正
壓蔗髓的燃燒得到了進一步的強化。鍋爐熱效率
能達到原設計的86%。改造的費用大約是1萬元。5改造后的運行效果這兩臺鍋爐按上述方案投資了8.93進行技術(shù)改
造后于29/21年榨季投入使用。經(jīng)過一個榨季的
運行證明這次的技術(shù)改造比較成功達到預定的
目標一些技術(shù)指標甚至_過預定的目標效果較
好。
25項目
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合標煤約3892噸
噸標汽耗標煤0.112163
0.102846
古廣榮等關(guān)于蔗渣鍋爐的配風改造及效果5.1經(jīng)測算鍋爐的熱效率達到87.17%,比2008/
2009年榨季提高了7.24個百分點節(jié)約蔗渣大約13504噸約合標煤3900噸。測算如下
投入蔗渣折標煤12659.128T
投入總熱量12659.128T×29307.6KJ/kg =
371008659.7728×103KJ
產(chǎn)出標汽量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50t/h_時達到57t/h
5.4運行中鍋爐的爐膛壓力要求在0Pa50Pa之間而在實際運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
是原來的設想是改造后的鍋爐全燒蔗髓但在實
際運行過程中要補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
全燒蔗髓時爆燃產(chǎn)生的壓力要大爐膛壓力的波動
也比原來設想的要大。為了防止爐膛出現(xiàn)過高的正
壓力而把爐膛的負壓提高到了100Pa在爐膛壓力
_時還能維持在50Pa以下以確保安全。并且
爐膛出口處及以后各部測點的壓力都能維持原有
的負壓。從整個榨季的運行情況來看爐膛的壓力
維持在100Pa50Pa之間是比較合適的。6經(jīng)濟效益分析我公司2009/2010年榨季打包蔗渣的平均售價
是460元/噸一個榨季節(jié)約的燃料費用大約是
621.18萬元經(jīng)濟效益相當顯著。2008/2009年榨季
與2009/2010年榨季的能耗對比見表4。
本次對鍋爐配風系統(tǒng)的改造是比較成功的。但
是這兩臺鍋爐還有技術(shù)改造的潛力。主要是這兩
臺鍋爐在爐膛結(jié)構(gòu)上還是存在一些問題。其一這
兩臺鍋爐爐膛出口處的折焰角伸出只有1380mm而
爐膛的深度達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。這對延長煙氣的流程不利。其二這兩臺鍋爐
的蔗渣噴咀距爐排面為3米稍高了一些。而這兩臺
鍋爐經(jīng)過對配風系統(tǒng)進行技術(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間比未除髓
的蔗渣和煤粉都要短。這些因素都顯示出了對爐膛
出口處折焰角、爐膛后拱及蔗渣噴咀安裝高度進行
改造的重要性。增加爐后拱、適當降低蔗渣噴咀的
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。這對延長煙氣的流程、確保煙氣的強烈
攪動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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