生物質(zhì)層燃工業(yè)鍋爐本體結(jié)構(gòu)的探討

  2024-07-15         0次

生物質(zhì)燃料具有揮發(fā)份含量高、水分變化大、體積松散、能量密度低、鉀和鈉等堿金屬含量高、灰溶點(diǎn)低、易結(jié)渣等特點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)60t/h以下低壓供熱類的生物質(zhì)層燃鍋爐，大部分以SZ、SH和DH（角管）為主。下面從以上幾種本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的說明：

1、SZ結(jié)構(gòu)

SZ結(jié)構(gòu)鍋爐是雙鍋筒縱置式層燃水管鍋爐。該鍋爐的本體由縱置的上、下鍋筒和水冷壁管、對(duì)流管組成。爐膛四周布滿水冷壁管子作為輻射受熱面，爐膛后部為燃盡室，上下鍋筒之間布置有密排的對(duì)流管束作為對(duì)流受熱面，煙氣由爐膛進(jìn)入燃盡室，最后經(jīng)過對(duì)流管束。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：

 SZ結(jié)構(gòu)鍋爐示意圖

（1）SZ型鍋爐對(duì)流管束采用“S”型橫向沖刷方式，提高傳熱系數(shù)的同時(shí)，保證合理的煙速，減少對(duì)受熱面的磨損、又可有效降低對(duì)流管束的結(jié)。

（2）SZ型鍋爐在對(duì)流管束去設(shè)置360°旋轉(zhuǎn)吹灰器，可保證鍋爐長(zhǎng)期高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。但是對(duì)流管束區(qū)域由于結(jié)構(gòu)原因，在管束損壞和堵塞積灰情況下，部件清理和維修不方便。    

（3）SZ型鍋爐水容積大，有很強(qiáng)的負(fù)荷調(diào)整能力即超負(fù)荷能力強(qiáng);同時(shí)，應(yīng)對(duì)突發(fā)停電事故時(shí)，因其水容量大而能提供足夠的反應(yīng)時(shí)間，運(yùn)行安全性高。

（4）SZ型鍋爐四面布置水冷壁的爐膛較高大，爐膛容積大即意味著燃料燃燒充分、不完全燃燒損失少。

(5)SZL型鍋爐煤種適應(yīng)性好，可滿足多種燃料的穩(wěn)定、高效燃燒。

(6)SZ型鍋爐水循環(huán)回路高大，提供充足的水循環(huán)動(dòng)力，水循環(huán)安全、可靠，運(yùn)行安全可靠，使用壽命長(zhǎng)。

2、SH結(jié)構(gòu)

SH結(jié)構(gòu)由雙鍋爐橫置式層燃水管鍋爐，該鍋爐的本體由上鍋筒、下鍋筒、水冷壁、對(duì)流管束部件組成。鍋爐前部由水冷壁組成爐膛，并由前后水冷壁構(gòu)成前后水冷拱，上下鍋筒之間設(shè)置對(duì)流管束，管束設(shè)有橫向隔板，使煙氣橫向沖刷流動(dòng)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：

SH結(jié)構(gòu)鍋爐示意圖    

（1）SH型鍋爐對(duì)流管束采用“S”型橫向沖刷方式，提高傳熱系數(shù)的同時(shí)，保證合理的煙速，減少對(duì)受熱面的磨損、又可有效降低對(duì)流管束的結(jié)。

（2）SH型鍋爐受在對(duì)流管束去設(shè)置360°旋轉(zhuǎn)吹灰器，可保證鍋爐長(zhǎng)期高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。該結(jié)構(gòu)可設(shè)置檢修門，內(nèi)部出現(xiàn)堵塞和損壞可進(jìn)行維護(hù)，但由于空間因素導(dǎo)致對(duì)流管束布置數(shù)量會(huì)減少。

（3）SH型鍋爐水容積大，有很強(qiáng)的負(fù)荷調(diào)整能力即超負(fù)荷能力強(qiáng);

（4）SH型燃料在爐膛燃燒時(shí)間更多，爐膛容積大即意味著燃料燃燒充分、不完全燃燒損失更少。

(5)SH型鍋爐水循環(huán)回路高大，提供充足的水循環(huán)動(dòng)力，水循環(huán)安全、可靠，運(yùn)行安全可靠，使用壽命長(zhǎng)。

3、DH角管結(jié)構(gòu)

DH角管式單鍋筒橫置式水管鍋爐。該鍋爐下降管布置在鍋爐的四個(gè)角上，不僅作為水循環(huán)通道，同時(shí)還作為鍋爐的支持框架，這種角上布置有不受熱下降管且有自支撐的鍋爐稱為角式鍋爐。它最早出現(xiàn)在歐洲，后因其在節(jié)能和環(huán)保方面的突出特點(diǎn)，迅速在西方發(fā)達(dá)國(guó)家的燃煤鍋爐中得到普及。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：    

 DH角管結(jié)構(gòu)鍋爐示意圖

（1）膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，鍋爐四周及中間隔墻均采用膜式水冷壁全密封結(jié)構(gòu)，鍋爐密封性好，爐膛沒有漏風(fēng)情況。

（2）單筒集中下降管形式，鍋筒可橫向或縱向布置在爐膛外，不受熱，無大量脹接管孔，徹底杜絕了鼓包的產(chǎn)生，保證安全及可靠長(zhǎng)期的使用。下降管采用大口徑無縫鋼管，與鍋筒及集箱的焊接采用全焊透結(jié)構(gòu)。

(3)鍋爐爐膛采用多通道結(jié)構(gòu)，燃料在爐膛停留的時(shí)間更長(zhǎng)，爐膛出口的煙氣溫度更低，更有利于鍋爐后面對(duì)流管束不會(huì)積灰和堵塞的情況。

(4)旗式受熱面結(jié)構(gòu)，在煙道內(nèi)布置有旗式對(duì)流受熱面，它由豎直的旗桿即通道后壁膜式壁和由彎管組成的旗面組成，彎管和旗桿管之間采用全焊透的焊接結(jié)構(gòu)，旗桿中設(shè)有節(jié)流孔板，使水流沿旗面方向流動(dòng)，同時(shí)又不至于在旗桿中形成死區(qū)。

(5)敷管爐墻，由于采用全封閉的膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，煙氣與外界完全隔離，故爐墻保溫只需采用輕型保溫材料，大大減輕了鍋爐重量。    

(6)無鋼架結(jié)構(gòu)，整臺(tái)鍋爐不設(shè)獨(dú)立的鍋爐支撐鋼架，鍋爐由膜式水冷壁和下降管支撐，穩(wěn)定性好，抗震能力強(qiáng)（抗震烈度8度）。

   以上為生物質(zhì)層燃工業(yè)鍋爐常用的幾種結(jié)構(gòu)，根據(jù)個(gè)人的了解和經(jīng)驗(yàn)做如下對(duì)比：

    （1）SZ結(jié)構(gòu)考慮爐膛空間和縱向布置對(duì)流受熱面，噸位到一定程度后占地空間大，且該結(jié)構(gòu)對(duì)流區(qū)的清灰、檢修都是比較麻煩和不方便的。另外該結(jié)構(gòu)鍋爐爐膛出口溫度偏高，爐膛出口的前部分對(duì)流管束容易結(jié)焦堵塞，爐膛的空間偏小對(duì)于SNCR脫硝停留的時(shí)間不夠。SZ結(jié)構(gòu)的適用于25t/h以下。

   （2）SH結(jié)構(gòu)采用橫向上下鍋爐布置對(duì)流管束，爐膛高度和布置更加靈活。對(duì)流管束區(qū)域可設(shè)置檢修人孔，但需要犧牲部分受熱面空間。整體結(jié)構(gòu)比SZ更合理，但是該結(jié)構(gòu)也存在對(duì)流區(qū)清理和維修麻煩。由于SH鍋爐大部分都采用重型爐墻，鍋爐整體密封性不好，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)及鋼構(gòu)耗量偏大。SH結(jié)構(gòu)的適用于20t/h以上的鍋爐。

（3）DH角管結(jié)構(gòu)采用多通道爐膛，末通道內(nèi)設(shè)置旗型受熱面，整體的結(jié)構(gòu)布置為三種結(jié)構(gòu)最為靈活的一種。本體全部采用膜式璧結(jié)構(gòu)和輕型爐墻，且由于管角式鍋爐通過自身的下降管作為支撐，大大減少了鋼構(gòu)的重量。鍋爐爐膛停爐時(shí)間長(zhǎng)，通過多通道爐膛降溫后，進(jìn)入尾部旗型受熱面溫度比上述兩種結(jié)構(gòu)煙氣溫度更低。旗型受熱面清灰比對(duì)流管束更方便，但是由于旗型受熱面結(jié)構(gòu)特殊性，對(duì)于設(shè)計(jì)該結(jié)構(gòu)的公司技術(shù)水平比前兩種更高。DH角管式結(jié)構(gòu)的適用于20t以上的鍋爐。

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