浅谈燃煤锅炉新能源技术研究

王万来

摘 要：针对山釜峰集团的羊东矿而言，作为一座突出矿井，其从50年代就开始进行了简单的投产，又深入对煤与瓦斯进行了开采，每一年的原煤产量达到130万吨，其井田大概有13.2平方公里，且具有复杂是地质条件，对于已探明的LH>3m断层，达到3000多条，而被揭露出的LH>3m断层，达到2500多条。对于能够采煤的，往往包括三层，其中，有两层煤的厚度较薄，所以，在开采时候十分困难，且煤质不高，造成产品卖不出去。不利于经济的运行，另外，涌出大量瓦斯，地应力也变高，对于4号煤层，往往被作为保护层，反之，会给矿井的安全生产带来影响。为更好地解决这一难题，有关技术人员积极进行探索與研究，结合这个矿的实际情况，提出把煤与新能源一起燃烧的优化方案。

关键词：燃煤锅炉；新能源；技术；研究

1 概述

2010年，从全国的煤矿、煤层分析，气抽数量为91亿立方米，而井下瓦斯，其抽采数量达到76亿立方米，直到2015年，达到了最高峰，即300万亿立方米。在峰峰集团，有一个是羊东矿，在其煤炭的生产进程中，往往有大量新能源的气体，从建矿开始一直到现在，其出现在矿井瓦斯内的数量远远大于10m3/min，其绝对涌出数量达到50-60m3/min，抽采的浓度达到25-70%。在1966年，这个就开始被利用，从矿建立以来，矿居民生活用气往往依靠瓦斯储气柜的供应，而其余煤气流入大自然空气当中，这里包括一些有害气体，即CO2、 CO、NO2等，所以，严重污染了大自然生态环境，不利于人类健康地生活。对于这个矿的工程技术人员而言，通过仔细观察发现，在锅炉内，有些碎煤没有被充分燃烧，能够看到锅炉内的火时有时无，给居民、职工的生活带来很多方面的影响。

为了解决这些方面的问题，有关人员提出了自己的看法，即把瓦斯燃烧与碎煤综合起来利用，同时，提出一个课题，即《燃煤锅炉中燃烧瓦斯》，对其加大力度进行研究，通过瓦斯来完成点火，把碎煤彻底燃烧，这样就大大不提高了锅炉有效利用率，同时，不断节能而环保[ 1 ]。

2 燃烧锅炉中燃烧瓦斯（瓦斯）研究的主要内容

2.1 固与气两相物料，在锅炉内燃烧的具体分析

在锅炉内，把固、气两相物料一起燃烧，需要用到空气形成的动力场、传热等方面涉及到的知识，其理论具体复杂的模型，同时，大于固体的煤，以及气体的瓦斯，往往能够一起燃烧、一起流动、一起传热在空间当中，这二者在燃烧、传热等机理上有巨大差异，所以，需要依次对固体的煤、气体的瓦斯进行考虑，结合经验关系式可知，需要从煤、燃气之间的相对速度进行考虑，并分析其每一个影响因素，而炉腔流动具有复杂性，其给参数带来一定影响，问题要想实现简单化，一些引入参数，参数包括：炉膛具体的压力、传热系数、入炉燃料数量、瓦斯数量、瓦斯的浓度、压力大小、燃烧所需要的空气数量。

2.2 安全控制模型的建立和研究

1）对这两种物质，研究其燃烧的特性；

2）基于锅炉安全，需要借助一定的经济条件，最终形成了一个更加安全的控制系统，需要进行工程方面的试验；

3）对于炉膛，从其结构、特性等方面研究；

4）对于锅炉需要对燃烧器进行适宜的设计，使其更加安全地燃烧与运行[ 2 ]。

3 燃烧锅炉改造

在热力计算的基础上，本文选取了冀中能源，即峰峰集团的羊东矿锅炉，具体是SHL10-1.3/A II型锅炉，对其煤、瓦斯气的燃烧等方面进行了改造，与此同时，对运行的过程中，可能出现的情况做出了预测，保持蒸汽的量不变的情况下，增强锅炉的热效率，通过碎煤老将瓦斯燃烧，可以有效地节能。灶燃烧器的布置上，以及风道和供气体系进行改造[ 3 ]。

3.1 燃烧器的布置

对于燃烧炉，其镗口的左或者右，分别安装了扩散瓦斯气燃烧器，即朝着两边散热的器具，把燃烧器设置在煤层的上面，两面的墙体相对，其燃烧器的喷嘴轴心线不在一个轴线上，有效地形成了剪切流体的形状，加强扰力，有效地把可以燃烧的气体或者固体颗粒稳固在炉膛中，在炉子的上面再将气体火焰投入进去，有效增强了固体燃料的燃烧。

3.2 风道

对于送风道，往往可以分为两个路线，具体过程中，需要运用原来的送风机进行，即把风依次送到供链条炉排送风室、燃气燃烧器当中，同时，计算出送风道的水力情况，以及计算出风机校核。

3.3 供气系统

对于供气系统，主要包括几个部分，这几个部分确保瓦斯的稳定压力和锅炉内安全稳定然烧，其包括：自动的调压阀、气动的安全快关阀、手动的截止阀、压力开关、压力表、压力变速器、旁路管阀等。

3.4 安全控制系统

针对安全控制，其体系主要有防爆门，其直接安装在对应位置上，确保系统更加严密，每当炉腔，或者是烟道出现气体爆炸的情况，内部的盖子就会自动环绕轴心进行开启，卸掉压力后，停止工作。在此体系中，还有煤气在线分析仪，其具有导热式的特点。在锅炉的开启和停止的时候，能够随时检查炉膛，尤其检查其中的瓦斯含量，及时给予其相关的信息，避免意外。

还有一个是控制系统，其具体安全功能，主要监控的是锅炉的情况，一旦发生情况，具备主燃料跳闸功能，还有炉膛吹扫逻辑的功能，报警功能等。

4 创新点、关键技术

1）改造煤掺燃烧气之后，往往因烟速的对流，而受到热力的影响不断增强，从而有效地减少了烟气在出口的温度，不断增强锅炉的燃烧效率。

2）中小型的锅炉，在运用燃烧器，以辐射式的为主，并在锅炉内设置二次车晶射装置，也是一次创新。

3）采用先进的烟气流，使锅炉内保持一种负压，提升了锅炉的效果。

综上所述，对于锅炉燃烧新能源的技术的研究，有效地解决了瓦斯排空、空气污染和资源浪费的情况，有效增强了矿的经济效益，具备良好发展推广价值。

参考文献：

[1] 景魁英，贾彦斌，刘军动.燃煤锅炉新能源技术研究[J].科协论坛（下半月），2013，（01）：52-53.

[2] 李嵩.浅谈燃煤锅炉烟气脱硫技术[J].中国井矿盐，2016，（04）：13-14+19.

[3] 曹胜利，马传岗.浅谈某电厂300MW燃煤锅炉富氧燃烧技术的应用[J].山东工业技术，2014，（15）：18-19.