2-24 燃煤锅炉的主要特点有哪些?
答:锅炉是由燃料性质和种类确定的。燃煤锅炉的主要特点有:
1.不同的煤种,有不同的锅炉
工业锅炉是按煤种进行设计制造的,一定的煤种,有一定的炉型。如按烟煤设计制造的锅炉,当采用其他煤种时,不但效率下降,而且还可能烧不着,锅炉不能正常运行。因此,工业锅炉设计煤种可分为矸石和石煤、褐煤、无烟煤、烟煤五大类。表2-13为上述五类煤代表性煤种数据表。
我国工业锅炉的燃煤主要是烟煤。当锅炉按Ⅱ类烟煤设计制造时,若实际使用Ⅰ类烟煤,其热效率要下降,锅炉出力也可能降低。
2.不同的煤种有不同的燃烧设备或燃烧方式
不同的煤种,便决定了不同的燃烧设备及燃烧方式。目前工业锅炉常用的燃烧设备,其适应煤种燃烧情况,大致如下:
(1)手烧炉具有最简单的燃烧设备——炉排 手烧常用的固定炉排有条状和板状两种:条状炉排通风截面比约为(20%~40%)适用于高挥发分烟煤;板状炉排的通风截面比为(8%~20%)可燃用贫煤或无烟煤。
表2-13 工业锅炉设计用代表性煤种
(2)链条炉排 由于燃料在链条炉排上燃烧,燃料着火性能差,燃烧过程沿链条长度分布,分区燃烧,燃料在整个燃烧过程中没有扰动等特点,因此,多水、多灰、低挥发分、低发热值、强黏结性的燃煤,在链条炉排上燃烧是有困难的。它最适宜燃用Vr>15%;Wy<10%;30%>Ay>10%;为18840~20934kJ/kg以上,灰熔点高于1250 °C,弱黏结性,中等粒度的贫煤和烟煤。
(3)振动炉排 振动炉排的燃烧特点和链条炉排基本相同,不同之处,振动炉排在燃烧过程中有扰动,因此,它的煤种适应性比链条炉排好。但振动炉排容易烧坏、漏煤,且飞灰多,还有振动。
(4)往复炉排 在往复炉排上,燃料燃烧有扰动,因此,煤种适应性比链条炉排好,可以燃用低发热值、多灰多水、弱结焦的燃煤。
(5)抛煤机配用摇动炉排;风力抛煤配正转链条炉排;抛煤机配倒转链条炉排等 由于抛煤机可将新煤直接抛在已燃煤上,因此,燃烧着火性能好,可燃用高水分的褐煤、烟煤、无烟煤以及挥发分小于5%的焦炭等燃料,燃料的适应性很广。但飞灰量大,且含碳量高,易污染环境。
(6)沸腾燃烧 由于床内热容量大,新加入的燃料仅为整个料床的5%左右,因此着火性能好,可以燃用热值很低(甚至4200kJ/kg左右)的油页岩、石煤、煤矸石、褐煤及劣质烟煤等。还可以燃用低挥发分无烟煤、焦炭末等,燃料适应性很广。
(7)循环流化燃烧 它与沸腾燃烧基本相同。燃料适应性好,几乎可燃用各种优劣质燃料,如泥煤、褐煤、废木料,优劣质烟煤,无烟煤、矸石、炉渣、焦炭、油焦,甚至油、气工业废料、城市垃圾等。
(8)煤粉燃烧 由于煤粉很细,又采用高温预热空气,因此可燃用褐煤、烟煤,无烟煤,贫煤,甚至油页岩等。但对煤粉细度和水分要求较严。
3.燃煤锅炉污染环境
我国一次能源消费结构是以煤炭为主的国家。据统计,我国一次能源消费构成中,煤占74%,而世界一次能源构成中,煤仅占27.2%。我国工业锅炉燃料消耗约占一次能源消耗总量的30%以上,燃煤工业锅炉烟囱排物,如烟尘浓度、黑度、SO2、CO2、NOx等以及炉渣、飞灰处理,对环境构成污染。我国城市环境污染问题,主要是燃煤引起的。如北京市年用煤量达2800万t,约占总用能量的75%,空气呈现为典型的煤烟型污染特征,大气中SO2的90%来自于燃煤,采暖期用煤增加,SO2浓度从非采暖期的30~40μg/m3,猛增至标准的3.5倍,总悬浮颗粒物2/3来源于烟尘。世界许多大城市的经验表明,改善大气污染状况的根本途径是改变燃料结构。用天然气供热对改善大气质量有明显的效益。为此,我国从2008年开始对能源消费结构进行调整,北京、上海、西安等大城市从2008年后,市区用热单位不准再兴建燃煤锅炉房。
4.燃煤锅炉与燃油燃气锅炉相比,体积大、占地多
燃煤锅炉金属耗量大,体积也大,结构不够紧凑。当使用较大容量的工业锅炉时,上煤系统、除渣、除尘脱硫系统较为庞大,因而占地多,建设投资大,锅炉房造价高。