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蔗渣锅炉的配风改造及效果
本文介绍了都安永鑫糖业有限公司两台5t/h蔗渣锅炉通过对配风系统进行技术改造并在运行中采用微正压
达到强化燃烧的实践及对炉膛进行技术改造的一些探讨。关键词蔗渣锅炉配风微正压改造中图分类号TS243文献标识码B
212年3月
第期总第66期
广 西 蔗 糖
GUANGXI SUGARCANE & CANESUGAR
_, Mar 212前言随着经济的飞速发展能源供求的矛盾日
益突出。我国的制糖行业一直是能耗很高的行业。
为响应落实_提出的关于节能、降耗、减排政
策都安永鑫糖业有限公司在生产过程中针对生产
流程中各节能关键工艺环节与设备不断进行改进
取得了节能效果其中对锅炉配风系统的改
造效果较明显。2两台锅炉改造前状况都安永鑫糖业有限公司于28年建成并投入
使用的两台5t/h吨锅炉经过28/29年榨季的运
行存在以下问题。
21热效率没达到设计要求经过查定测算只有7993%左右没有达到原
设计的8635%。查定测算如下
投入蔗渣折标煤6625T
投入总热量6625T×2937KJ/kg=
32257776285×13KJ
产出标汽量9813878T
产出总热量9813878T×2679J/ kg=
262892622162×13KJ
锅炉热效率262892622162×13KJ/
32257776285×13KJ=815%蔗渣水分系数校正后的热效率为:7993%
22炉排面积渣严重炉膛温度测点在两侧炉墙的标高42米处高
达8℃炉后墙的卫燃带结焦严重大大增加了工
人的劳动强度且每天清理炉排面积渣所花时间为
两小时左右。
23正常运行时锅炉的_出力只有45t/h
_过后锅炉的燃烧工况_会急剧恶化炉膛温
度高达9℃排烟温度高达195℃燃料燃烧不完
全水膜除尘器出水口有蔗渣排出。
24锅炉运行中炉膛压力波动的频率比较高并且
在炉膛压力高于5Pa时比较容易出现正压为了维持炉膛的压力为负值采用了较高的负压在50Pa00Pa之间。由于采用了比较高的负
压使得锅炉的漏风量加大增加了排烟热损失。3存在问题的分析众所周知影响锅炉热效率的主要因素是排烟
损失和不_燃烧损失。而这两项的热损失又主
要是与炉膛的设计、锅炉的配风、运行过程中过量
空气系数等几个方面有关。经过分析认为。
3炉排有效面积不相适应炉排面积与蒸发量比为0424稍偏大了一些
炉膛容积为4935m3炉膛容积与蒸发量比为987偏
大了一些由此造成锅炉炉膛的热强度偏低燃料
消耗量大。
32锅炉的三次风风压低23古广荣等关于蔗渣锅炉的配风改造及效果两台锅炉是由送风机经空气预热器加热后直
接送入炉膛后墙的炉排上表面。三次风的风压过
低没能达到搅动烟气和补充氧气的目的造成炉
膛火焰中心后移炉膛后部局部缺氧。炉膛后墙的
卫燃带上结有大量的琉璃状淡绿色的结焦炉排后
部积渣严重。较严重时后部炉排面上结焦并且这
些结焦已经不能通过蒸汽吹灰除去。这些都造成了
比较大的热损失。
3.3锅炉的炉底风室没有隔墙炉底风室只是一个大的单体风室整个炉排面
的风压是处于同一压力水平炉底风无法按运行工
况进行有效的分配。在炉膛的前部送风量偏大造
成炉膛的温度降低对蔗渣的着火不利蔗渣的着
火点后移。而在炉膛的后部送风量又偏小供氧不
足造成炉膛后部局部缺氧使得蔗渣的燃烧不完
全。
3.4蔗渣的特性项目 除髓蔗渣 蔗髓
堆积密度031g/cm3037gcm3振实堆积密度00542g/cm3010g/cm3视密度025g/cm3022g/cm3项 目
分析结果平均值（%）
备注
除髓蔗渣 蔗髓
风干水分996 2376
挥发分7786 6556
灰分66 132
固定碳1152
936
蔗髓 除髓蔗渣
备注
颗粒的规格 所占的比例% 颗粒的规格 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工业分析结果
表3蔗渣的颗粒特性24古广荣等关于蔗渣锅炉的配风改造及效果蔗渣的特性见表1表2表3。因为蔗渣的颗粒
极不均匀并且蔗渣纤维相互之间有很大的粘连
性。使得蔗渣在通过喷渣风机送入炉膛时并不能很
均匀地播洒在炉膛内而是形成很多的大小不尽相
同的蔗渣团。蔗渣的挥发份比较高在65%77%之
间密度较小视密度在0.22g/cm3.25g/cm3之间。当
这些大小不尽相同的蔗渣团进入炉膛后容易产生
爆燃。蔗渣在炉膛内的燃烧其实_是许多蔗渣团的
爆燃过程。蔗渣团的爆燃会在瞬间产生很高的压
力使得炉膛的压力值产生比较大的波动在运行
中被迫采用了比较高的负压。但是在炉膛出口处以
及后续各部的负压却都是很稳定。4技术改造方案根据上述的分析在尽量减少资金投入的前提
下技术攻关小组提出以下技术改造方案进行攻
关。
4.1在两台锅炉的三次风管道上各增加一台三次
风机加大三次风的风压加强烟气的搅动和补充足
够的氧气达到强化燃烧的目的。三次风机的进出
风管采用原三次风的风管出风总管的尺寸为
4mm×6mm炉排面的三次风管的尺寸为Ф89×
4×16。为了减小风阻出风总管的风速控制在不大
于15m/s而为了达到搅动烟气和补充氧气的的效
果炉排面的三次风管的风速选择在445m/s之间。
风压的选择是比喷渣风机的风压高15Pa。
风量计算公式如下Q=F×ω×36
式中Q——
—送风量m3/h
F———流通截面积m2ω——热空气平均流速m/s
出风总管风量的计算
Q1=.4×.6×15×36=1296 m3/h
炉排面的三次风管风量的计算
Q2=[（89 -4×2）/2]2×3.14×16×45×36 =
13349.318 m3/h
风压的计算:
P2=P15Pa=3871Pa15Pa=5371Pa
通过上述的计算查表选定的风机型号为9-
26-6.3D右45°其参数如下
风机型号9-26-6.3D右45°
流量12513m3/h
全压5355Pa
转速29r/min
功率37Kw
工作温度:15℃
4.2在炉底风室对中砌筑十字型隔墙把炉底风室分为左前、左后、右前、右后四个小
的相互不连通的风室。可以在运行中针对不同的燃
烧工况进行有效的有段送风。
4.3锅炉在正常运行时控制炉膛的压力在5Pa之间为微正压运行在对锅炉配风系统进行改造后燃料的消耗量
会减少预计只燃烧蔗髓_基本上满足生产的需
要。而蔗髓相对于未除髓的蔗渣其颗粒比较均匀
颗粒长度在3μm3μm的占了大约83。蔗髓
的纤维含量比未除髓蔗渣的纤维含量要低很多并
且大多是短纤维其颗粒之间的粘连性也已经降低
了很多。这样的蔗髓在通过喷渣风机送入炉膛后
只是形成很多很小的蔗渣团。因为蔗渣团很小爆
燃后产生的压力比较低同时大量的蔗渣团不是
在同一时间爆燃。实际上蔗髓在炉膛内的燃烧_
是由大量细小的连续爆燃所组成的一个相对平稳
的过程。这些都使得炉膛压力的波动值下降很多。
这为维持炉膛低负压提供了有利的条件。然而燃
烧蔗髓还是不能避免爆燃的产生尽管这种爆
燃已经很小。为了强化蔗髓的燃烧同时从安全方
面考虑把炉膛的压力维持在5Pa之间进行微
正压燃烧。在炉膛的火焰中心因为爆燃而产生微正
压蔗髓的燃烧得到了进一步的强化。锅炉热效率
能达到原设计的86%。改造的费用大约是1万元。5改造后的运行效果这两台锅炉按上述方案投资了8.93进行技术改
造后于29/21年榨季投入使用。经过一个榨季的
运行证明这次的技术改造比较成功达到预定的
目标一些技术指标甚至_过预定的目标效果较
好。
25项目
2008/2009年榨季
2009/2010年榨季 备注
榨蔗量（吨） 211000.15 319409.58
蔗渣打包量吨 8471.42 26327.98
蔗渣打包率4.015 8.243
节约蔗渣量吨 13504合标煤约3892吨
吨标汽耗标煤0.112163
0.102846
古广荣等关于蔗渣锅炉的配风改造及效果5.1经测算锅炉的热效率达到87.17%,比2008/
2009年榨季提高了7.24个百分点节约蔗渣大约13504吨约合标煤3900吨。测算如下
投入蔗渣折标煤12659.128T
投入总热量12659.128T×29307.6KJ/kg =
371008659.7728×103KJ
产出标汽量123087.624T
产 出 总 热 量 123087.624T×2679J/ kg =
329751744.696×103KJ
锅 炉 热 效 率 329751744.696×103KJ/
371008659.7728×103KJ=88.88%
蔗渣水分系数校正后的热效率为:87.17%
5.2锅炉的燃烧工况良好炉膛的温度在700℃左右,排烟温度在150℃左
右。炉排面上不再堆积蔗渣炉后墙的卫燃带也没
有出现较大面积的结渣在水膜除尘器的出水口也
不再出现燃烧不_的蔗渣。
5.3锅炉的出力达50t/h_时达到57t/h
5.4运行中锅炉的炉膛压力要求在0Pa50Pa之间而在实际运行过程中炉膛的压力维持在
100Pa50Pa之间比要求的范围大了一些。原因
是原来的设想是改造后的锅炉全烧蔗髓但在实
际运行过程中要补充一部分的未除髓的蔗渣。这
部分未除髓的蔗渣在炉膛内爆燃所产生的压力比
全烧蔗髓时爆燃产生的压力要大炉膛压力的波动
也比原来设想的要大。为了防止炉膛出现过高的正
压力而把炉膛的负压提高到了100Pa在炉膛压力
_时还能维持在50Pa以下以确保安全。并且
炉膛出口处及以后各部测点的压力都能维持原有
的负压。从整个榨季的运行情况来看炉膛的压力
维持在100Pa50Pa之间是比较合适的。6经济效益分析我公司2009/2010年榨季打包蔗渣的平均售价
是460元/吨一个榨季节约的燃料费用大约是
621.18万元经济效益相当显著。2008/2009年榨季
与2009/2010年榨季的能耗对比见表4。
本次对锅炉配风系统的改造是比较成功的。但
是这两台锅炉还有技术改造的潜力。主要是这两
台锅炉在炉膛结构上还是存在一些问题。其一这
两台锅炉炉膛出口处的折焰角伸出只有1380mm而
炉膛的深度达4554mm折焰角的伸出部分只占了炉
膛深度的30%左右倾斜的角度过小只有45度没有
后拱。这对延长烟气的流程不利。其二这两台锅炉
的蔗渣喷咀距炉排面为3米稍高了一些。而这两台
锅炉经过对配风系统进行技术改造后燃料中蔗髓
占到了95%以上。蔗髓的堆积密度和视密度分别为
0.037g/cm3和0.22g/cm3在炉膛中的悬浮状态比未除
髓的蔗渣要好很多在炉膛中的燃烧时间比未除髓
的蔗渣和煤粉都要短。这些因素都显示出了对炉膛
出口处折焰角、炉膛后拱及蔗渣喷咀安装高度进行
改造的重要性。增加炉后拱、适当降低蔗渣喷咀的
安装高度及增加炉膛出口处折焰角的反射面积和
倾斜角度。这对延长烟气的流程、确保烟气的强烈
搅动及蔗渣与氧气的充分混合提高燃料的燃烧效
率和锅炉的热效率起到积极的效果
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