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热烈恭贺山东信能喜获分行(垄沟)型给布煤节能装置升级版发明专利

分行(垄沟)型给布煤节能装置


文章来源:未知  点击次数:  更新时间:2018-01-17  
分行(垄沟)型给布煤节能装置

                    ----本质区别于分层、分层别行给煤技术

                         

    马驰(1931-)男,正高工,50余年服务于调研设计、实验研究、施工、推广先进技术。近十几年来专门调研推广锅炉燃煤节能减排技术。曾获得国家科委金桥奖三次、中国科协金牛奖一次、中国机械工程学会工作成果奖四次。原天津市科协调查员、天津市政府科技顾问、政协科文委副主席。现为山东信能电气有限公司技术顾问。

                      

    刘淼华(1936-)男,正高工,毕业于华南理工大学机械工程专业,数十年来从事链条锅炉节能技术的研发,国内最早分层燃烧技术发明者之一,国内分层分行燃烧技术的开拓者,分行(垄沟)型给布煤燃烧技术的创新发明实践者。现为山东信能电气有限公司技术顾问。


前言:欲了解分行(垄沟)型给布煤节能燃烧技术的独特创新性,需要逐步了解正转链条工业锅炉给煤装置/技术的发展历程。否则容易引起概念的误解,详见如下。

一、传统的“闸板式燃煤技术”存在的主要缺陷

    正转链条工业锅炉的传统燃煤基础理论之一,是火床上的燃煤表面越平越好,只有越平才能够使得火床各处的风阻得以提高。如此才能达到均匀燃烧的目的。(如下如所示)
                        

                      闸板式给煤示意图(1)

    但工业化国家创立此理论时,锅炉容量还很小,火床面积不大,而且燃用的是较为理想的煤质。所以此理论上百年没有受到挑战,故工业锅炉始终存在出力、效率双底,而排放多、故障多、司炉难、维修量大等较严重的问题。

二、发展至今“分层燃烧技术”的弊端

    我公司技术顾问刘淼华高工,是国内分层燃烧技术最早发明者之一。分层燃烧技术自1993年开始应用于正转链条锅炉,近30余年的发展,已由当初最原始的“单辊式分层给煤机”发展到今天的“双辊、三辊式分层给煤”。经改造后燃煤的燃烧得以强化,锅炉的热效率得到了提高,锅炉灰渣含碳量降低,取得较好的节能效果。此项技术采用单辊式、双辊式及三辊式,它的布煤形式是自炉排往上逐次排列为:大块煤、中小块煤、末煤的布煤形式(如下如所示)。           

                          

                        分层给煤示意图(2)

    但是,在实际应用中分层给煤,无论还是双辊筒还是三辊筒结构都始终存在一个难以解决的,让专家头痛的问题,就是燃煤表面的板结“盖被”难题。由于结构设计的原因,煤仓给煤量不均,分煤筛布煤厚度不匀,侧密封漏风严重,火床表面“盖被”突出等诸多因素的影响,造成如下新的问题。
 1、分层布煤,煤层表面求平而不平,同时对块煤“跑边”造成不均匀燃烧更敏感,加装摆管或混煤器,其作用并不理想。

2、块煤在下,只有其上面的粉末煤燃烧后,才能燃烧下面的煤块,违背了正常的燃烧机理,导致“灰包碳”严重,煤渣含炭量高。

3、粉末煤中的水分、灰分等杂质相对块煤而言多,再加上粉末煤堆积密度大,煤的导热很差,仅为炉排速度的1/10,易出现火床表面板结(盖被)。

见图片:以下是我们常见的分层给煤装置,此种给布煤状况由于给煤不均,布煤不匀,终至“火床表面板结“盖被”突出,侧密封漏风严重,灭火线不齐,炉膛温度偏低”的燃烧状况,使得锅炉燃烧效率普遍降低。

                

三、过渡性技术发明---分层分行给煤装置/技术的历史

    由于分层燃烧装置所出现的新问题,为了克服此方面的缺陷,我公司顾问刘淼华高工放下分层燃烧技术,另辟蹊径,在司炉工手工勾火的启发下,借鉴振动炉排炉、往复炉、抛煤机炉和手烧炉的优点之后,突破层燃炉越平越好的传统认识,并经多次实验,于2001年3月国内最早发明了分层分行燃烧技术。该技术的应用推广,与分层给煤技术相比较,其燃烧状况明显改善,但是该专利技术的本质没有发生变化,依旧是块煤在下,末煤居上,只是末煤表层起垄的布煤状况,后定义为分层燃烧技术的延伸,浅化了分层给煤技术的缺陷。(如下如所示)

                         

                       分层分行示意图(3)   

    虽然目前国内数家企业自2004年至今始终抄袭生产并宣传推广分层分行燃烧装置/技术,但是由于该装置的未成熟性,使得国内用户印象深刻,认为煤层起垄分行就是定论后的垄型燃烧。实则与分行(垄沟)型给布煤燃烧装置/技术有着本质的区别。

    分层分行给煤装置的国内发明多为双辊筒或三辊筒式,但由于在有限的空间内只能安装设计成小直径辊筒,故传动中,煤与小辊筒表面摩擦力就小,而且用后不久经常出现辊筒表面粘煤现象,辊筒表面上的粘连末煤及杂质,越积越多,导致卡辊短轴。最终用户弃而不用,或拆除多个辊筒,只留下一个凑合使用。所以说两个并行的辊筒设计,间隙大时混煤则会由两个辊筒间自流而下,间隙小时又会产生辊间干扰。总之,多辊筒给煤装置结构设计,容易导致给、布煤不均,出现短轴、卡辊故障。

四、革命性创新发明---分行(垄沟)型给布煤节能装置

    分行(垄沟)型给布煤节能装置是我公司于国内首创发明的目前为止最为先进的给布煤节能装置/技术,是在分层给煤、分层分行给煤的基础上,逐步优化完善、探求实践的大胆创新。该技术已成功转让国内数家企业,含国内最大链排生产企业。(如下图所示)
                        

               分行(垄沟)型给布煤示意图(3)

1.分行(垄沟)型给布煤燃烧技术的原理

    如图(3)所示,在链排上先布一层粗粒块煤,以防漏煤。随着链排向前移动煤量增加,块煤落到沟谷,末煤落在垄峰,随垄增高的过程形成约为45°的坡面后,落在坡面上的块煤多半也要滚落至沟谷,产生二次分层。

1.1由于沟谷处煤层薄,且大部分以块煤为主,故透气性好,鼓风阻力小,供氧充分着火快,升温快、火线整齐。故煤火首先从纵向均布的每条沟谷处块煤集中的地方燃起,强化了风与燃煤的混合效率,使得空气过量系数处于最佳状态。

1.2由于块煤的燃烧时间要长于末(细)煤,先烧块煤使得燃烧时间得以延长,减少了“夹生炭”的产生。

1.3由于改单面为多面燃烧,扩大炉排燃烧面积30%,火床有序扰动,自动拨火续煤,属薄煤层猛烈燃烧,提高了炉排面积热负荷,实现了低氧均匀较完全燃烧。

1.4由于煤层随炉排缓慢前移,垄峰处的粉煤被沟谷处所产生的涡流卷起,部分进行着沸腾燃烧,延长了悬浮颗粒煤及可燃气体的燃烧时间,降低了飞灰及高温烟气的排放。

1.5由于垄峰上末煤的水分含量远高于沟谷处的块煤,高温作用下,块煤先从沟谷处燃起,其体积在不断缩小,再加上(挥发分析出,水气化体积扩大1650倍)剧烈燃烧运动力的作用下,垄峰上的末煤逐步塌陷的同时,热涨体积增大后滑落至沟谷处,进入了沸腾和旋流燃烧状态,在动态燃烧作用下,彻底破坏了板结(盖被)形成的条件,进一步降低了灰渣含碳量。

1.6当火床燃烧到燃烧室的中部(还原区),其垄形已经转化为平面,由约90°的垄形,经空气与燃煤在燃烧过程中,自行扰动、混合及扩散等强化燃烧作用后,转化为平形的激烈燃烧过程,就是突破平面层燃缺陷的过程,避免了送风过度而导致的温度下降。

1.7由于火从沟谷处燃起,燃至炉膛中前部呈平形燃烧时,火床已减薄约30%。所以它具备低氧均燃,薄煤层燃烧猛烈的特点,使碳趋于完全燃烧,比不完全燃烧的发热量增加4倍,必然提高锅炉的出力、热效率,节煤省电。

2.分行(垄沟)型给布煤节能装置功能描述

2.1该专利技术结构经过特殊的分行装置,由于二次的分离作用沟谷中块煤较多,垄峰末煤较多,改善了通风,利于降低鼓风风压和引燃。

2.2该专利技术是一种用于链条锅炉理想的给煤装置,是对层燃锅炉的一次革命,是具有结构先进、性能优越、对煤种适应性广的第三代节能给煤装置。

2.3该专利技术以全新的燃烧方式,改变了链条锅炉传统闸煤板及分层、分层分行给煤层燃方式。可根据不同锅炉、不同煤种及燃煤颗粒度的差异,在炉排上铺设与之相适应的布煤层次和煤形,有效提高了锅炉燃烧热效表面。

2.4该专利技术经实践证明,燃烧过程有崩塌,扰动现象,处于动态燃烧状态,具有升温快,节能效果显著,灰渣含碳量低等优点。适用于所有1T/H-100T/H正转链条锅炉。

             

3.分行(垄沟)型给布煤节能装置结构设计

3.1分行(垄沟)型给布煤节能装置的结构设计。以单辊筒大直径为主题思路,目的是增大煤与辊筒表面的摩擦面积,有效提高相间的阻力系数,确保干煤不自流,湿煤不打滑且永不粘辊的问题。落煤经分煤器(独有专利技术)呈垄沟状均布在链排上,实现了无需混煤器等辅助设备即可达到给煤等量,布煤均匀的最佳要求;

3.2内衬钢构设计的合理持久性不会变形,确保了原状态使用寿命达15年以上,有力保证了给煤、布煤的一致性。

3.3煤层限量装置为多段可调层加式(独有专利技术),彻底避免了侧密封漏风的严重问题。有利于风量的均匀供给,使得火床温差降低,有效延长了联排的使用寿命,降低了维护费用。

    综上所述,分行(垄沟)给布煤装置/技术的发明,是对单面燃烧结焦的克星;是均匀燃烧的保障;是强化燃烧增添出力的高手;是降耗的巧匠、增效的新秀、节能的超星。极大改善了正传链条锅炉燃烧工艺方面热效率普遍较低的状况,节能效果立竿见影,节能效益显著;2-100吨的链条锅炉,运行负荷在60%-80%左右,节煤率按8%计算,购置该节能设备的资金在15-45天左右即可收回投资。

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