工文章编号：１００４—８７７４（２０１６）０２－００３６－０３ 业锅炉 ２０１６年第２期（总第１５６期） ＤＯＩ：１０．１６５５８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎｌ００４—８７７４．２０１６．０２．００９ 甘蔗渣锅炉燃烧室结构的节能改造 王筱雄 ，姚祖春 ，卢扬文 ，郑舒匀 （１．梧州市产品质量检验所，广西梧州５４３００２； ２．广西西江锅炉制造有限公司，广西梧州５４３００２） Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｃｈａｍｂｅｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ Ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｂａｇａｓｓｅ－ｆｉｒｅｄ Ｂｏｉｌｅｒ ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ．ｘｉｏｎｇ ，ＹＡＯ Ｚｕ—ｃｈｕｎ ，ＬＵ Ｙａｎｇ—ｗｅｎ ，ＺＨＥＮＧ Ｓｈｕ—ｙｕｎ 第一作者：王筱雄 （１．Ｗｕｚｈｏｕ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｚｈｏｕ ５４３００２，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｇｕａｎｇｘｉ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｓｔｒｅａｍ Ｂｏｉｌｅｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．， （１９６２一），高级工程 师，１９８４年毕业于广 西工学院机制设计 专业，１９８６—１９８７年 Ｗｕｚｈｏｕ ５４３００２，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ） 摘要：目前国内甘蔗渣锅炉燃烧室普遍采用绝热型式的重型炉墙结构，由型钢支撑固定 在上海机械学院进 长期从 炉排，该种炉型运行初期效果较好，但运行一段时间后普遍存在燃烧室破损漏风、炉排面易结 修锅炉设计，渣、燃烧效率下降等现象。针对此问题，对广西某糖厂一台８５ ｔ／ｈ中温中压甘蔗渣锅炉进行了 事锅炉的设计及质 改造，把绝热型式的重型炉墙结构改为由膜式水冷壁构成的水冷燃烧室，将原炉膛后膜式水冷 量管理工作。壁向下延伸至炉排面底部支撑固定炉排片。改造后的锅炉经过两个榨季的实际运行，燃烧状况 稳定，炉排面结渣问题得到解决，锅炉燃烧效率及热效率均稳定在较高水平，杜绝了燃烧室破损 漏风现象，取得了令人满意的效果。 关键词：甘蔗渣锅炉；水冷固定炉排；结焦 中图分类号：ＴＫ２２９．９１ 文献标识码：Ｂ ０甘蔗渣锅炉概况 广西、云南是我国蔗糖主要产地。甘蔗压榨后 改造后的锅炉经过两个榨季的实际运行，燃烧 状况稳定，炉排面结渣问题基本解决，锅炉燃烧效率 及热效率均稳定在较高水平，杜绝了燃烧室破损漏 风现象，取得了比较令人满意的效果。 的残余物——甘蔗渣可以用作锅炉燃料，通过热电 联产可满足制糖企业自身的热、电需求，是循环经济 的典范，对蔗渣锅炉的不断优化和节能改造具有重 要的社会和经济效益。 １改造前锅炉的燃烧室结构及燃烧状况分 析 （１）改造前锅炉的燃烧室结构 该锅炉为前倾固定炉排甘蔗渣锅炉，半开式燃 烧室，燃烧室采用重型炉墙结构，为绝热型式，通过 国内甘蔗渣锅炉经过几十年的发展，主体结构 已基本完善，普遍采用开式（或半开式）燃烧室，蒸 汽吹灰前倾固定炉排。良好设计的该种炉型运行初 期普遍效果较好，但运行一段时间后普遍存在燃烧 室破损漏风、炉排面易结渣、燃烧效率下降等现象。 结渣严重时甚至导致停炉，严重影响锅炉的安全生 产，且能耗增加，不利于节约生产，严重影响企业的 经济效益。 可伸缩密封结构和上部炉膛水冷膜式壁结构相连。 固定炉排支撑结构为型钢，仅有一次风冷却，如图 １。燃烧室重型炉墙为２３０ ｍｍ耐火砖层＋３０ ｍｍ 硅酸铝保温层＋２４０ ｍｍ机红砖层，无水冷支撑及保 护。 针对此问题，我们对广西某糖厂一台比较典型 的８５ ｔ／ｈ中温中压甘蔗渣锅炉进行了测试、检查及 分析，找出导致锅炉工况劣化的主要原因，并进行了 相应的技术改造。 收稿日期：２０１６－０１－１８ （２）改造前锅炉的燃烧状况 ①燃烧室内壁结焦 燃烧室四周有不同程度挂焦，焦块最大的达到 约０．５ ｍ×１．１ ｍ×０．５ ｍ，更严重时焦块掉落至炉 排面导致锅炉熄火。 节能与改造． 塑 烧室结构的节能改造 ３７ ②固定炉排面结焦 图１改造前燃烧室结构 ＇：Ｊ－．；１１／Ｉ 镢渐二 时间后，炉排面无规律局部估Ｊ￣罟Ｊ＝Ｉ，－． 譬 墨造成清理不彻底： 譬常人工清渣，劳动强度大。由于炉排 竺亭随着时商 ， 蒸 几乎堆满整个特别在高负荷运行一段 ： 炉膛，被迫停炉清理 一…”“ ，，、 一苎 作套高 分生物质燃烧气氛中，耐火内衬难于保 易产生开裂剥落，更换多种优 ，，炉运行热效率较低（粤耋 竺警渣及飞灰夹杂未燃尽颗粒较多，约锅 ８２％） ……” ＾、一ｎ．．杜绝该问题。由于高挥发分高水分 燃料存在不时爆燃的特点更加剧了漏风 整 兰 挥发分高，时吸收冷却容易着火。在高负荷时，高温 加之燃烧室内壁 ＊ ，， ，璺 附近有富氧燃烧现象，极易造成釜 篓 竺 兰尊型炉墙经常出现不同位置漏风现象，冷膜式壁 焦并不断恶化。 …… 和下部重型炉墙 影响锅妻未过半，又出现局部漏风现象。呆 ， ～！ 苎墨 出现故障。每个榨季结束都需 一 炉房环境，更降低了锅炉热效率、 ．。 方Ⅱ 炉排 免有漏娈 燃料的燃烧夸 炉炉排面积较大，支撑结构复杂。为保 ，一渣现象，漏渣在炉排底局 次风热空气的温度 ： ，运行工况下，每榨季运行一段时问后爆燃现象次数炉 增加，强度加大，严重影Ⅱ 妥 。 ，兰 竺 部变璧；，霉 ～段时间后，支撑结构难免出现萎 形造成炉排片接缝变形既造 表１为改造前锅炉热效率测试结果均。如 ！ —８５ ｔ／ｈ锅炉改造前热效率测试结果 时清焦璧 要加剧了布风不均，如此恶性循环，茹 极易造成熄火僻Ｉ怕 ～ ，竺Ｊ竺 董汽温度 炉 发量 竺Ｊ炉 热损Ｄ 失 ℃ ４３５ ％ ８２；６ ．。 青 坌譬质燃料的半沸腾燃烧减弱燃烧 使 ，大，布风不均，一次风孔风速降低，％ ９６８．竺 竺 气 不完全燃烧损失 Ｑ不完全３ ％ ｏ． 燃烧损失 ％ ４炉Ｉ警热损失 ％ ２９ 竺 热物理损失 堡生垫垫室 ％ ０． ．墨誓 内局部燃气浓度富集加剧了爆 而且局部 ：对安全生产 极其不利。 …” ，，不完全燃烧损失的急剧增加以 两项均与高温绝热燃烧室无可靠冷却结构 一、，％ ８２． ： 底解决该问题，为高温燃烧室提供 ～一 ３ 锅炉燃烧工况劣化的原因分析、—— ，的冷却结构势在必行。 根据以上测试数据锅炉结构及运行实况我们 ４锅炉燃烧室结构改造措施 为提供可靠的冷去ｎ捂旆喾． ． “ 。 ３８ 工业锅炉 ２０１６年第２期（总第１５６期） 室改为水冷燃烧室，通过增加水冷受热面为炉墙及 炉排提供可靠的支撑结构。采取以下措施进行改 造。 筑耐火混凝土形成卫燃带，膜式壁外侧以硅酸铝保 温。 （３）取消原燃烧室后侧重型炉墙。将原上部后 炉膛水冷膜式壁向下延伸至炉排面底部再沿炉排面 （１）取消原燃烧室左右重型炉墙结构，将原上 部左右侧炉膛水冷膜式壁向下延伸至炉排面下部而 形成燃烧室左右侧墙。在膜式壁内侧上焊销钉，浇 筑耐火混凝土形成卫燃带，膜式壁外侧以硅酸铝保 温。 向前延伸而形成固定炉排片的支撑结构。取消原铸 铁及型钢支撑结构。在后膜式壁内侧焊销钉，浇筑 耐火混凝土形成卫燃带，膜式壁外侧以硅酸铝保温。 （４）局部修改炉排片结构，使其能和底部膜式 水冷壁固接。 （２）将原前上部水冷膜式壁顺着前拱轮廓延伸 至前部出渣口上沿。在前拱膜式壁内侧焊销钉，浇 水冷膜式壁炉排支撑结构 图２为改造后燃烧室结构。 —— ＼ Ｉ Ｌ前膜式壁延伸改造 Ｉ …蚓 、＼ ＼ 耐火混凝土内衬Ｉ ｒｊ ＿硅 酸铝保温层 …ｒ一 ＼ ＼ ／ ， 右膜式壁延伸改造一 一 … ｆ． 南甫阳甫阳 ＝｝｛南甫 鞫 量 Ｊ ／ —， ．佃 ｊ ＼ — ／后膜式壁延伸改造 ＿ ． … ’ ’’’ ’Ｉ·‘ｊＩＩ·Ｉ·ＩＩＩＩ ｕ ｕＩｌ·ＩＩ·ＩＩ··ＩＪｔＩ· ’ ’ －’Ｈ ｌ 一Ｉ 自 膜式壁延伸改造／ ＿一 ｌ 图２改造后燃烧室结构 ５锅炉燃烧室改造效果 燃烧室改造后，锅炉已经正常运行两个榨季。 我们进行了改造后现场调查。测试结果见表２。 表２ ８５ ｔ／ｈ锅炉改造后热效率测试结果 降低，极大地提高了锅炉运行的安全性。 （４）非正常燃烧造成的紧急停炉基本杜绝，保 证了生产作业的连续进行。 （５）每年燃烧室的检修工作量大大减少，节约 了可观的检修经费。 ６结论 通过对８５ ｔ／ｈ甘蔗渣锅炉燃烧室的改造，我们 发现水冷膜式壁构成的水冷燃烧室及固定炉排支撑 结构比重型炉墙绝热燃烧室及固定炉排型钢支撑结 构更适合固定炉排甘蔗渣锅炉。 这种全水冷燃烧室结构在锅炉硬件配置上提供 了可靠稳定的选择，保证了锅炉性能的长期高效稳 定。为蔗区众多的甘蔗渣锅炉节能改造提供了有益 （１）改造后锅炉运行效率能长期稳定在９０％左 的借鉴，相信必能为蔗区的甜蜜事业作出贡献。强 参考文献 ［１］中国动力工程学会．火力发电设备技术手册（第１卷锅 炉）［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０００． ［２］徐通模，金定安，温龙．锅炉燃烧设备［Ｍ］．西安：西安交 通大学出版社，１９９０． 右，灰渣可燃物含量明显降低。每榨季节约燃料约 ９ ０００ ｔ，取得显著的经济效益。 （２）炉排面结焦现象基本得到解决，卫燃带结 渣现象从未发生。两个榨季未出现锅炉因为炉排堆 渣结焦被迫停炉的事故，极大地提高了锅炉运行的 安全性。炉排面清焦工作大大减少，显著减轻司炉 工的劳动强度。 （３）锅炉燃烧工况稳定，爆燃次数及强度显著 ［３］Ｓｊａａｋ Ｖａｎ Ｌｏｏ／Ｊａａｐ Ｋｏｐｐｅｊａｎ．生物质燃烧与混合燃烧技 术手册［Ｍ］．田宜水，姚向君，译．北京：化学工业出版 社，２００８．
