分层给煤燃烧技术在注汽锅炉上的研究与应用

李苏

摘 要：燃煤注汽锅炉属于高温高压耗能设备，且分层给煤装置在出厂时由于设计不合理、无微调装置等，易造成炉排煤层厚度不均匀。对块、沫的自然分离问题进行了分析，并进行了技术攻关，解决了6项技术难题，完成了分层给煤装置的技术改造，为分层给煤技术在燃煤锅炉上的应用提供了宝贵的借鉴。

关键词：分层给煤技术；注汽锅炉；炉渣；上煤漏斗

中图分类号：TK229.6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.142

QXL23吨燃煤注汽锅炉实现了分层给煤技术的改造，实现了煤仓下煤均匀、通风良好，改善了煤层的燃烧条件，避免了“火口”和“黑带”现象，并减少了燃煤单耗，降低了炉渣含碳量，提高了锅炉的热效率，达到了节约燃煤的目的。

QXL23吨燃煤注汽锅炉进行了6项技术改造，目前运行良好，可满足蒸汽吞吐注汽的技术要求，炉渣的含碳量降低了5%，锅炉热效率提高了6%，锅炉综合利用效率较高，为燃煤注汽锅炉在油田的推广和应用提供了宝贵的经验和借鉴。

1 原煤在链条炉排上燃烧中存在的问题

原煤在链条炉上燃烧时，存在上煤堆积、煤层厚度不均、燃烧不完全、炉渣含碳量偏高和排烟温度偏高等缺陷，主要原因有以下6个方面：①黎式上煤漏斗布煤不均匀，易造成上煤堆积，这是由于传输带离心力的作用，形成煤仓内块、面分离的状况，使燃烧中配风困难，煤燃烧不完全，出现跑火等现象，造成能源浪费，炉温达不到设计要求，最终导致热效率下降。②给煤机无微调装置。对分层给煤机进行现场监测后发现，炉排煤层厚度不均匀，最大煤层厚度落差为120 mm（标准为80～100 mm），现有固定式分层给煤机无法实现分段调节，导致炉排上煤层两侧无法完全燃烧，造成大量浪费。③筛分器无调节装置。原给煤机设计无法够根据煤质、颗粒度和煤的挥发分调节煤层厚度和炉排频率，且对煤的适应性差。④炉前无二次喷淋装置。燃煤干燥易造成能源浪费，燃烧时细末随风飞扬，且细末会随飞灰和烟气一起被带入除尘器，使除尘器负荷加大，易造成除尘堵塞和烟气损失，进而增加引风机的负担。⑤配风不合理，造成燃烧不完全。根据燃烧过程的不同，需要合理配风，对注汽流程分析后发现，配风对煤的燃烧起着至关重要的作用。但在实际运作过程中，仪表工与司炉的配合不协调易造成风量和煤层参数的不准确，使煤不完全燃烧或风量过大出现吹风的现象，进而使热损失增多，降低了锅炉的热效率。⑥注汽锅炉无余热回收装置。对注汽锅炉进行了热态综合测试，锅炉的热效率为75%，未达到燃煤注汽锅炉热效率≥81%的设计指标要求。

2 使用中存在的问题和改进措施

2.1 分层给煤机上的煤漏斗设计不合理

常存在布煤不均匀的情况，造成下煤时煤仓一侧大量堆积原煤，使分层给煤机拔棍挡板负荷增加、维修间隔变短，甚至造成卡死无法使用的情况，需要维修工人下到10 m深的煤仓调整，且高空作业的危险系数大、劳动强度高。

改善措施：对原有给煤机漏斗的安装尺寸进行了现场测绘，重新计算了给煤机漏斗与上煤系统之间的夹角，经过反复试验、设计和论证，在给煤机漏斗的左部、中部和右部各开了1个下煤口，形成“川”字型结构，并安装了2个煤挡板，以解决上煤时因负荷大、滚筒振动开裂或一侧因离心力的作用而造成停炉的技术问题。

2.2 分层给煤设备缺乏微调装置

在现场使用的过程中发现，分层给煤机布煤不均匀，厚度落差最大为120 mm（标准为80～100 mm），且块、粒分离情况严重，导致煤层较厚的一侧煤无法充分燃烧，造成燃料的大量浪费。

改善措施：针对分层给煤机布煤不均匀的情况，与锅炉厂家进行了沟通，在不改变原有结构的基础上，进行了适当更改，加装了6块微调垄型板，波浪形爪齿可将煤层拉出垄形，而爪齿与底部保持在同一个平面，将局部凸出的煤层拉平，积余在爪齿正面的煤会移向并填平凹面煤层。波形爪齿设计成可翻转机构，可调整爪齿角度，从而达到抬高、放低爪齿的目的，所耙煤层始终控制在炉排上的细煤层部分，且可根据布煤情况调整。改进后的分层给煤机运行状况较好，基本上解决了布煤不均匀的问题，经过调试煤层厚度差可控制在10 mm之内。

2.3 拱前筛分无调节装置

在对拱前炉排布煤情况进行分析时发现，下块煤时易出现炉前堆积、两侧下煤偏少和布煤不均匀的情况。

改善措施：为了达到布煤沿炉排方向呈垄沟型状态，经过多次现场测试，对原有的筛分器进行了改进，加装了8块角型分离板，制作的筛分器可以根据煤层的高度调节煤层厚度和炉排频率，提高了锅炉对煤种的适应性，经过运行试验，效果良好，解决了拱前布煤不均匀的难题。

2.4 炉前无二次喷淋装置

对于炉前无二次喷淋装置的问题，在分层给煤机下方安装了“二次喷淋装置”，内设6个喷头，由阀门控制水的流量，利用水压喷出的水雾均匀地洒落在燃煤上，有效解决了因煤干、湿度不均匀而导致煤在燃烧过程中无法发挥最大热值的问题，提高了锅炉的热效率，降低了人力、物力的成本支出，解决了冬季燃煤加水的难题。

2.5 配风参数调整不合理

对于燃煤注汽锅炉而言，影响配风的3个主要参数是风门开度、煤层厚度和炉排频率。这3个参数相互制约、相互影响。因此，可运用正交试验找出3个参数的最佳配合，从而确定合理的过量空气系数，以降低排烟容积，达到降低排烟热损失的目的。

2.6 注汽锅炉缺少余气回收装置

结合热注站运行的实际情况，余热回收采用管式空气预热器进行。应用于锅炉冷空气的加热装置进入炉膛助燃，其是由多个支热管组成的管束，中间用隔板分开，使两边的气体不相互混搅，一边可排烟气，这段为加热段；另一边可排空气（给气），这段为冷却段。排气和给气的流动方向相反，能最大限度地吸收烟气温度，实现热量交换，经济效益明显。

3 应用效果

经分层燃烧技术的应用，锅炉的燃烧状况有了很大改善，煤层调节均匀、配风合理、燃烧工况稳定，自运行1年多，现场反馈良好，锅炉的日均节煤量为2.08 t，设备的维修次数降低至每年2次以内，基本为日常保养设备，提升了设备的利用率，延长了设备的使用寿命，取得了明显的经济效益和社会效益。

4 结束语

分层给煤技术的成功应用极大地保障了生产急需，使维修和保养费用大幅降低，且降低了现场操作人员的劳动强度，具有结构简单、使用方便和节能效果明显等特点，完全符合燃煤注汽锅炉的运行要求，解决了各种生产技术难题。

参考文献

[1]徐卫东.35T链条炉给煤装置的改造——谈分层燃烧装置的使用[J].山西能源与节能，2006（02）.

〔编辑：张思楠〕