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    甘蔗渣是甘蔗制糖工業(yè)的主要副產(chǎn)品，經(jīng)除髓機(jī)使蔗髓與蔗渣纖維分離后，大約70%甘蔗渣纖維用于造紙、制成人工纖維等，可以為制糖企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益；剩下大約30%的甘蔗髓是制糖產(chǎn)生的廢棄物，也是寶貴的再生能源，并以綠色煤炭而著稱，是一種潔凈能源，若作為鍋爐燃料，具有節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的社會(huì)效益，為緩解一次能源（煤）供應(yīng)日趨緊張起到重大作用，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
    本文結(jié)合蔗髓和煤粉的燃燒特性，介紹75t/h蔗髓煤粉鍋爐的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)闡述該鍋爐的燃燒方式和結(jié)構(gòu)，解決蔗髓、煤粉混燒比例受限制的問(wèn)題。
1、鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)
    鍋爐的額定蒸發(fā)量：75t/h；過(guò)熱蒸汽出口壓力：3.8 MPa（表壓）；過(guò)熱蒸汽出口溫度：450℃；鍋筒壓力：4.2 MPa（表壓）；熱效率：≥86%；排煙溫度：150℃；給水溫度：105℃。圖1為XG-75/3.8-G(M)蔗髓煤粉鍋爐簡(jiǎn)圖。設(shè)計(jì)燃料為蔗髓、煤粉，其主要特性數(shù)據(jù)見表l。
2、鍋爐燃燒方式
    目前糖廠使用的蔗髓煤粉鍋爐絕大部分是蔗髓噴渣器和煤粉燃燒器一并設(shè)置在唯一的爐膛上，這樣設(shè)置有如下缺點(diǎn)：蔗髓燃燒和煤粉燃燒互相干擾；蔗髓燃燒不完全，飛灰含碳量大。這些缺點(diǎn)導(dǎo)致產(chǎn)生蔗髓、煤粉混燒比例受限制的技術(shù)問(wèn)題。蔗髓是一種高水分、低發(fā)熱值的燃料，難著火燃燒是蔗髓的另一個(gè)技術(shù)難題。
    本文設(shè)計(jì)的鍋爐采用雙爐膛結(jié)構(gòu)，即在主爐膛前方增加設(shè)置一個(gè)前置爐膛，蔗髓在前置爐膛著火和燃燒，煤粉在主爐膛燃燒。
    雙爐膛蔗髓煤粉鍋爐燃燒設(shè)置所示，包括設(shè)置在前置爐膛前部的蔗髓噴渣器、固定蒸汽吹灰爐排和主爐膛上的直流煤粉燃燒器，前置爐膛的頂棚相當(dāng)于前拱，單獨(dú)燃燒蔗髓，前置爐膛的爐內(nèi)區(qū)域全敷設(shè)衛(wèi)燃帶，有較高的熱負(fù)荷，有利于蔗髓的著火和燃燒。蔗髓噴渣器安裝在前置爐膛前部水冷壁上，共4個(gè)噴射器；蔗髓由氣力噴播方式送人爐膛中，利用高度差使蔗髓在爐內(nèi)飛行中受到熱煙氣加熱，蔗髓中的水分基本被烤干，大部分蔗髓在煙氣及空氣的托浮下，在前置爐膛內(nèi)懸浮燃燒，落在爐排燃燒層上的蔗髓也很快燃燒。另外，在前置爐膛前墻設(shè)置有前二次風(fēng)口，后墻爐排面設(shè)置i次風(fēng)口，增強(qiáng)了爐內(nèi)空氣擾動(dòng)及空氣補(bǔ)充，使未燃盡的蔗髓隨煙氣進(jìn)入主爐膛。主爐膛的有效高度約26m，爐膛出口的下部設(shè)置了后拱，煙氣停留時(shí)間比較長(zhǎng)，因此蔗髓有足夠的高度和充分的時(shí)間，保證蔗髓在爐膛內(nèi)充分燃盡。
    設(shè)置在主爐膛中下部的煤粉燃燒器按鍋爐正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，為四角布置、切圓燃燒的直流煤粉燃燒器，采用室燃方式，是目前煤粉鍋爐最成熟的燃燒設(shè)計(jì)方式之一。單獨(dú)燃燒煤粉時(shí)，這是一臺(tái)純?nèi)济悍鄣腻仩t。當(dāng)蔗髓與煤粉任一比例混燒時(shí)，啟用直流煤粉燃燒器。該燃燒器采用的是四角布置、切網(wǎng)燃燒方式，主爐膛內(nèi)的氣流流動(dòng)由四角燃燒器的四股射流共同形成，在爐膛中心形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)氣流，可使進(jìn)入主爐膛的蔗髓增加停留時(shí)間，有利于蔗髓的完全燃燒和解決蔗髓、煤粉混燒比例受限制的技術(shù)問(wèn)題。若蔗髓充足時(shí)，可完全停用直流煤粉燃燒器，既達(dá)到節(jié)能減排的目的，又不影響生產(chǎn)。
3、鍋爐結(jié)構(gòu)
    本文設(shè)計(jì)的鍋爐為室外布置，自然循環(huán)單鍋筒鍋爐，采用n型布置，鋼構(gòu)架，爐膛部分懸吊，尾部煙道支承。鍋爐設(shè)置前置爐膛，上部布置噴渣口，輔以固定爐排組織燃燒，蒸汽除渣。爐膛中下部四角布置煤粉燃燒器。過(guò)熱器分兩級(jí)布置，高溫過(guò)熱器和低溫過(guò)熱器之間布置面式減溫器，省煤器分上、下組，空氣預(yù)熱器為4組布置。各部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述如下：
3.1  爐膛及水冷系統(tǒng)
    爐膛水冷壁為膜式壁結(jié)構(gòu)，用∮60x4的管子和45 mm×4 mm的扁鋼組成，節(jié)距為105mm，受熱面積爐膛為471.4 m2、凝渣管為53.6 m2，下部敷設(shè)衛(wèi)燃帶區(qū)域，水冷壁上升管分為10個(gè)回路，共有322根管子。下降管系統(tǒng)用2條集中下降管，其規(guī)格為∮377 x15，再分別用32根∮108×4.5的管子組成分散下降管分別引入下集箱，側(cè)水冷壁的引出管由14根管徑為中108 x 4.5的管子組成；前后墻水冷壁的引出由水冷壁管直接引入鍋筒。
    整個(gè)水冷壁懸吊于爐頂鋼架上，鍋爐運(yùn)行時(shí)整個(gè)爐膛一起向下膨脹。由于前墻水冷壁支吊點(diǎn)低于側(cè)墻和后墻水冷壁支吊點(diǎn)，故前墻采用彈簧吊架，安裝和運(yùn)行時(shí)必須適當(dāng)調(diào)整彈簧，避免膨脹不均造成過(guò)大的熱應(yīng)力。為了保證爐膛的整體剛性，在水冷壁四周裝有足夠強(qiáng)度的剛性梁，以保證爐膛的整體性。爐膛開有必要的測(cè)量孔、看火孔、檢查孔、防爆門和打焦孔。
    點(diǎn)火方式：燃燒蔗髓時(shí)用木柴點(diǎn)火，燃燒煤粉時(shí)用油槍點(diǎn)火。
3.2鍋筒及內(nèi)部裝置
    鍋筒內(nèi)徑為1600 mm，筒身由鋼板卷成，兩端橢圓封頭由鋼板沖壓而成，筒身和封頭材質(zhì)均為Q245R．壁厚為46 mm，重量約為20t;鍋筒內(nèi)裝有32個(gè)∮290的旋風(fēng)分離器以及連續(xù)排污管、緊急放水管和加藥管等裝置。
3.3過(guò)熱器
    過(guò)熱器布置在水平煙道中，由高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器組成。高溫過(guò)熱器受熱面積為212.2 m2，低溫過(guò)熱器受熱面積為329.8 m2。過(guò)熱蒸汽的調(diào)溫方式采用面式減溫器，減溫器位于低溫過(guò)熱器與高溫過(guò)熱器之間。
3.4省煤器
    省煤器分為2級(jí)布置在鍋爐尾部豎井中，省煤器管由Ø32x4的管子組成，總受熱面積為1162.4 m2．上級(jí)有2組蛇形管柬，下級(jí)有l(wèi)組蛇形管束，共有3組蛇形管束。上、下級(jí)省煤器均采用支承結(jié)構(gòu)，支承梁內(nèi)部通風(fēng)冷卻。為防止省煤器的磨損，上、下級(jí)省煤器的蛇形管束都裝有必要的防磨蓋板。
3.5空氣預(yù)熱器
    空氣預(yù)熱器為4組布置，總受熱面積為4 048.4 m2．上面3個(gè)管箱由∮51×2.5的鋼管制成立式管箱，最下面的管箱由∮60×2.5的考登鋼管制成立式管箱，共有4組管箱，4個(gè)流程，每組管箱由4只小管箱組成。煙氣在管內(nèi)縱向沖刷，空氣在管外橫向沖刷，為了防止空氣預(yù)熱器的振動(dòng)和噪音，在每個(gè)管箱中都裝有3塊防震隔板。
3.6爐墻
    爐墻分2種形式，爐膛部分為敷管爐墻，爐墻和水冷壁澆注成一體，重量通過(guò)水冷壁管吊在頂板上；水平煙道和尾部煙道為砌磚320 mm厚的輕型爐墻，重量由各橫梁支承。
3.7構(gòu)架與平臺(tái)樓梯
    鍋爐構(gòu)架為全鋼結(jié)構(gòu)，由10根立柱及頂板、橫梁組成，懸吊爐膛部分的4根立柱、尾部的4根立柱及前置爐膛的2根立柱都放在地基上。為保證構(gòu)架的整體性，構(gòu)架上設(shè)有必要的斜拉條，鍋爐運(yùn)行處和巡視檢修處都設(shè)有平臺(tái)和樓梯。
4、結(jié)語(yǔ)
    通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，某糖廠使用本文設(shè)計(jì)的鍋爐后，鍋爐試運(yùn)行成功，蔗髓和煤粉混燒比例調(diào)節(jié)靈活，負(fù)荷穩(wěn)定，燃燒良好，各項(xiàng)參數(shù)均符合設(shè)計(jì)要求，證明本設(shè)計(jì)是成功的。本設(shè)計(jì)符合國(guó)家節(jié)能減排政策要求，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的雙重效益。
    富通新能源不但銷售生物質(zhì)鍋爐，而且還銷售木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。