一種鍋爐消煙節(jié)能技術(shù)的研究和應(yīng)用

　1前言目前，煤炭在我國的能源消費結(jié)構(gòu)中仍占主導(dǎo)地位。其中，工業(yè)鍋爐和民用鍋爐燃煤量，約占總?cè)济毫康?2左右。因而，我國的大氣污染仍是以煙塵和有害氣體為主的典型煤煙污染。為此，搞好鍋爐消煙節(jié)能工作，對改善大氣的環(huán)境質(zhì)量節(jié)約能源，具有十分重要的實際意義。

　　噴射增壓爐門式次風(fēng)噴槍技術(shù)不但能消除鍋爐黑煙，提高爐膛溫度，提高鍋爐熱效率，而且節(jié)能效果也比較明顯，具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

　　2層燃鍋爐不完全燃燒的原因煤的燃燒大致要經(jīng)歷干燥干餾揮發(fā)分燃燒和焦炭燃燒等過程。

　　干燥。層燃鍋爐運行時，燃煤從加煤斗經(jīng)煤閘門傳動爐排送人爐膛，空氣由送風(fēng)機加壓，經(jīng)與鍋爐尾部煙氣換熱達(dá)到預(yù)熱后，送人爐排下風(fēng)室內(nèi)。熱風(fēng)經(jīng)爐排縫隙吹人煤層，參與燃燒。在燃煤剛剛進人爐膛前段，煤層由自然溫度逐漸上升到引燃溫度，有個預(yù)熱過程，在這過程中，煤層中的水分蒸發(fā)，煤被干燥。

　　干餾。煤干燥后，繼續(xù)加熱到定溫度約300以上，便開始析出揮發(fā)分，并開始生成焦炭。

　　千餾時，溫度越低，析出的揮發(fā)分越多，碳?xì)浠�合物也越��。在高溫缺氧情況下，碳?xì)浠�合物被熱解成微小的碳粒又稱煙炱。因碳粒又小又輕，在爐內(nèi)不易燃燒，所以隨煙氣排出時形成了黑煙。

　　揮發(fā)分燃燒。當(dāng)揮發(fā)分達(dá)到定溫度和濃度時，揮發(fā)分就和氧發(fā)生激烈的燃燒反應(yīng)，放出大量從爐排進人的助燃空氣阻力增大，所以造成缺氧狀態(tài)，并產(chǎn)生暗紅色的火焰，夾雜著大量黑煙。

　　焦炭燃燒和灰渣生成。當(dāng)揮發(fā)分基本燃盡后，氧氣才能充分?jǐn)U散到焦炭面，使焦炭著火燃燒，并發(fā)生較短的蘭色火焰。焦炭燃盡后，在其面形成層灰殼爐渣。

　　由此可，煤在爐內(nèi)的干燥干餾和揮發(fā)分著火燃燒等過程中，需要定的溫度和空氣。鏈?zhǔn)綄尤煎仩t不能充分燃燒的主要原因，是爐膛溫度過低和缺乏空氣助燃。

　　3原理與特點噴射增壓爐門式次風(fēng)噴槍以下簡稱噴槍，是通過特制的狹窄的噴口向爐膛內(nèi)噴射高速燃?xì)怏w中碳粒接觸，產(chǎn)生定量的水煤氣，其反應(yīng)在高溫和氧氣供給充分時，0和2會充分燃燒，同時釋放出大量熱能，從而使?fàn)t膛溫度提高，其反應(yīng)式為由于噴槍的噴口極其狹窄，向爐膛內(nèi)噴射時，氣體流速增加，般可達(dá)3070以并產(chǎn)生定頻率的聲波，與高溫?zé)煔庵忻毫Ｏ嘧�，使其破碎成更小的微粒，增加了與氧氣的接觸面，加速了化學(xué)反應(yīng)及燃燒速度。黑煙傾刻消失，火焰由暗紅色轉(zhuǎn)為金黃色。

　　由于噴槍向爐膛噴射的方向與煙氣流動的方向?qū)α骰蚯芯�旋流，使煙氣助燃?xì)夂皖w粒狀物質(zhì)得到充分混合，增加了可燃物在爐膛內(nèi)的停留時間，使各種可燃物都有充分的燃燒機會。

　　由于噴槍從不同方向向爐膛上方空間噴射助燃?xì)怏w，形成了層由蒸氣空氣和煙氣混合的氣體網(wǎng)幕。煤在燃燒過程中，由風(fēng)力吹起來的未完全燃燒的細(xì)小顆粒，由于受到網(wǎng)幕的阻擋和助燃?xì)鈬娚溆绊�，有的在爐膛空間懸浮燃燒，有的附著于高溫的前拱繼續(xù)燃燒，還有些較大的顆粒又落到煤層上重新燃燒。

　　噴射氣流可任意調(diào)節(jié)。根據(jù)使用煤種揮發(fā)分高低和爐膛內(nèi)氧氣比例，可將噴槍噴出的氣流任意調(diào)節(jié)，達(dá)到燃燒的最佳狀態(tài)。故對揮發(fā)分較低的燃燒比較困難的低質(zhì)煤也能產(chǎn)生強化引燃作用，拓寬了鍋爐對煤種的適用范圍。

　　利用熱空氣作為增氧氣源將噴槍裝置同爐門巧妙地結(jié)合為體用蝶形調(diào)節(jié)閥將1501左右的熱風(fēng)注人爐膛內(nèi)的缺氧燃燒區(qū)，使可燃?xì)怏w完全燃燒，若熱風(fēng)氣流所產(chǎn)生的助燃力度不足，可開啟助燃增壓閥，以調(diào)節(jié)氣流沖擊力和助燃熱風(fēng)注人量，這樣既可消除黑煙，又可避免產(chǎn)生過剩空氣，達(dá)到了提高燃料利用率和消除煙塵污染的目的。

　　噴槍安裝方便。不增加任何動力不消耗電能不影響鍋爐正常運行，操作簡單安全可靠。

　　4應(yīng)用實例浙江海寧市長安鎮(zhèn)海鴻賓館0201.0型蒸氣鍋爐，使用噴槍與不使用噴槍對比測試的結(jié)果1.

　　測試項目不加噴槍加噴槍煙氣溫度煙氣排放量nMr1煙塵濃度，3煙塵黑度林格曼級運行負(fù)荷過量空氣系數(shù)校正后煙塵濃度mg.nT3煙塵排放量+1鍋爐出力1正平衡熱效率反平衡熱效率爐渣含碳量5結(jié)語該技術(shù)在0201.0鏈?zhǔn)綄尤煎仩t試用后，煙氣黑度可達(dá)林格曼級以下，煙塵排放量也明顯下降，熱效率從72.8提高到74.5，因而具有定的推廣和應(yīng)用價值。

　　浙江德清雷甸熱電廠臺1鍋爐，使用該技術(shù)后，不但消除了黑煙污染，而且節(jié)能效果十分明顯，單位電量的煤耗從1.2kgAWh下降到lkg噴射增壓爐門式次風(fēng)噴槍是項花錢少實施快效果好的實用節(jié)能專利技術(shù)。

　　1程秉柯等。空氣和廢氣監(jiān)測分析方法。北京中國環(huán)境科學(xué)出版社，1990 2楊明珍，陳松林。工業(yè)鍋爐除塵設(shè)備。北京中國環(huán)境科學(xué)出版社，1991 3劉文鐵等。鍋爐熱工測試技術(shù)。黑龍江哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989 4顧學(xué)岐等。工業(yè)鍋爐與窯爐節(jié)能技術(shù)。北京中國宇航出版社，1990收稿日期2000