锅炉房混煤器节能技术改造及其效益分析

罗勇

【摘要】锅炉煤斗与分层给煤装置间加装混煤器，使燃煤混合均匀，经分层给煤装置后能实现锅炉炉排布煤“上细下粗”，增大燃煤与空气的接触面积，使煤充分燃烧，达到提高锅炉热效率的目的。本文为孤岛锅炉房的2台14MW的锅炉和仙河锅炉房的3台29MW的锅炉，在其煤斗和分层给煤装置之间加装混煤器，实现节能改造的可行性进行研究并对经济效益进行分析。

【关键词】混煤器  节能技术改造  节能减排

一、混煤器简述

（一）混煤器技术的由来

1998年，链条锅炉单、双辊分层燃烧技术逐漸在全国范围广泛推广，对传统链条锅炉的层燃技术无异于一场革命，但当时的单、双辊分层燃烧技术仍存在许多不完善之处，其中包括干煤粉容易自流、湿煤容易在煤斗内粘结、冻煤容易在煤仓内棚堵，体现在炉排上会出现煤层分布不均、各段风阻不一等弊病。

鉴于众多应用现场出现的问题，通过在煤斗与分层给煤装置之间加装混煤器，实现燃煤在煤仓底部颗粒混合均匀，然后经分层给煤装置后，能实现燃煤在炉排上“上细下粗”的良好分层，燃烧过程中，整个炉排横向上通风阻力相当，燃煤与空气充分混合，达到改善锅炉燃烧效果，提高锅炉效率，节能降耗的目的。

（二）混煤器技术的应用范畴

混煤器技术既可与分层燃烧装置配合使用，也可在煤仓上单独应用。以往的分层燃烧装置只适用正转链条锅炉，而对往复炉排锅炉、倒转抛煤机锅炉均无效，而混煤器则不受炉排型式限制，只要有煤仓的锅炉就可有效应用。

无论要实现炉排上煤层表面的均匀，还是追求更高层面的风阻均匀，其目的都是为了燃煤与一次风的混合条件改善，实现燃煤最大限度的充分燃烧。

（三）混煤器技术所产生的效益

（1）从安全角度来说，由于燃煤所携带不同程 度的外在水分，特别是大量锅炉工作的场所在北方严寒地区，许多锅炉在运行中都出现不同程度的湿煤粘结、冻煤棚住煤仓等现象。随着混煤器的安装，混煤器的双绞龙除了具有水平混合燃煤作用外，还可起到类似三辊式分层煤斗湿煤搅动辊的作用，破碎冻煤、搅动湿煤，对促进燃煤向分层煤斗内运动，起到一个推波助澜的附加作用，对原来使用单、双辊式分层煤斗的用户，效果非常明显。

（2）从经济角度出发，采用混煤器以后，由于燃煤块面分布均匀，确保了炉排上煤层风阻的均匀，相对仅使用单、双辊式分层燃烧装置而未采用混煤器的用户而言，节煤效益可达2%～10%。

二、项目背景

在孤岛锅炉房混煤器改造成功经验的基础上，选取孤岛锅炉房2台锅炉、仙河锅炉房3台锅炉进行混煤器节能技术改造。

三、现状

（一）仙河锅炉房现状

仙河燃煤锅炉房于2007年建成投产，设计规模为3台29MW燃煤热水锅炉，型号为DZL29-1.25-130/70-AII，单台耗煤量为8505t/a。2009年对仙河锅炉房进行了扩建，扩建2台29MW燃煤热水锅炉，扩容后仙河锅炉房在用锅炉5台，供热能力达到145MW，其中5#锅炉在2014年进行了型煤器节能技术改造，4#锅炉在2015年进行了混煤器节能技术改造。

（二）孤岛东锅炉房现状

孤岛东锅炉房于2001年12月投产14MW锅炉4台，2005年扩建14MW燃煤锅炉2台，2014年对2001年投产的4台锅炉进行了更新，目前锅炉房总容量为84MW（6×14MW）。

四、改造方案

（一）总体思路

在锅炉现有煤斗与分层给煤装置间加装混煤器，使燃煤混合均匀，经分层给煤装置后能实现锅炉炉排布煤“上细下粗”，增大燃煤与空气的接触面积，使煤充分燃烧，达到提高锅炉热效率的目的。

（二）混煤器技术介绍

在此背景下，锅炉混煤器应运而生。将混煤器和锅炉分层给煤装置配套使用，也称锅炉均匀混合分层燃烧技术。锅炉混煤器其作用相当于建筑用砂浆搅拌机，由两条反向旋转的绞龙将自上而下由传统重力下落进入煤仓形成块、沫分离的燃煤进行搅拌混合，根据燃煤消耗量调整转速，使燃煤块、沫和干、湿度混合均匀。

（三）技术方案

基于孤岛西锅炉房应用混煤器的成功经验，本工程拟对孤岛东锅炉房1#、2#锅炉和仙河锅炉房1#、2#、3#锅炉进行混煤器节能技术改造。

本工程制定如下改造方案：拆除原有上煤装置一段煤仓，整形、加固，安装新型混煤器主机，安装减速机，安装变频电机。每台改造锅炉就地设操作箱1台，电源引自配电室出线柜备用回路，配出回路为2.2kW变频电机等供电。

（四）厂家选择

混煤器为非标设备，需要进行个性定制，找相关厂家进行制造。混煤器主机壳体尺寸在定制过程中，需与现锅炉的安装位置匹配。

2014年实施的混煤器技术的基本原理相当于建筑用砂浆搅拌机，将从输煤皮带下落进入煤仓形成块、沫分离的燃煤进行搅拌混合，配有电控箱和独立动力系统，根据锅炉负荷（即单位时间燃煤耗量）利用变频器调整转速保证混合效果，使煤炭的块、沫和干、湿度充分混合均匀后，进入锅炉分层给煤器加以分层，使燃煤在炉排面上“下块、上沫”规则排列。

五、效益分析

（一）经济效益

本次改造5台锅炉按热电联供中心2016年上半年进价，每吨燃煤400元计算，则每年可节约1995.75t×400元/t=79.83万元。每台混煤装置配减速电机一台功率2.2kW，按工业用电0.656元/kW·h计算，5台减速机每年增加电费为：31680×0.656=2.08万元。总共节约：79.83-2.08=77.75万元。

项目建设投资为284.06万元，项目静态回收期为：284.06÷77.75=3.65年。

（二）社会效益

项目完成后，5台锅炉年节约煤耗1995.75t，使供热成本降低。同时年减排CO2约3506.83t，符合国家和中石化节能减排和能效倍增政策。

参考文献：

[1]陈思昂， 陈爽. 混煤器技术与三辊式分层分行分段给煤装置的研发与应用[J]. 节能， 2013， 1004-7948.

[2]陈思昂， 王歆鑫. 锅炉混煤器的节能机理及应用[J]. 节能， 2014， 1004-7948.