小型有机热载体炉能效改进方法探讨

来源:用户上传      作者: 邵伟

　　前言
　　
　　有机热载体锅炉具有高温低压、精确控温、运行安全、不需要水处理设备等优点，应用领域越来越广泛。我国能源结构决定了大多数热载体锅炉的使用燃料为煤炭。额定热功率大于1.4MW的燃煤有机热载体锅炉多采用卧式链条炉排加省煤器或空气预热器形式，产品效率基本达到75％以上。对于额定热功率小于等于1.4MW的燃煤液相有机热载体炉(简称小型有机热载体炉)，目前多采用立式圆筒盘管加固定炉排座结构，尾部余热不能充分利用，燃烧方式相对简单，锅炉热效率不超过70％，与2010年国家质量监督检验检疫总局颁布的《锅炉节能技术监督管理规程》要求有较大差距，在此，从锅炉燃烧结构，受热面布置等方面进行探讨，提高锅炉能效。
　　
　　1　燃烧室的结构改进
　　
　　在距炉膛上端60－80毫米圆周均布设置4组二次风束孔，每组风束孔由4－6个直径为3－4毫米小孔组成，风孔轴线沿炉膛逆时针切线布置，为提高扰动效果可将风孔间夹角设为3－5度，小型高压鼓风机通过连通管与二次风束孔相连。为提高二次风温度，改善燃烧条件，将连通总管做成圆环状，利用炉排下部余热对风管内空气进行预加热。参见示意图一。
　　工作时，鼓风机产生高压空气流，预加热后通过二次风束孔沿燃烧室切线方向进入高温燃烧区，产生强大涡旋动力，使炉膛内气流成涡流旋转状态，高温二次风在涡旋扰动力作用下与烟气中的可燃气、煤屑颗粒等可燃物有效混合，充分燃烧。同时，涡旋状气流有效延长烟气在炉膛内停留时间，热量交换充分。
　　
　　2　出烟口位置调整，几个关键部件间间隙控制
　　
　　将热载体锅炉出烟口设在圆形本体上部中间位置，锅炉各受热面自燃烧室中心至出烟口的距离一致，各热交换面热量均衡，有助于换热盘管高效、充分吸收热量。
　　外层盘管与炉顶盖之间的间隙的大小，一般取100～150毫米；外层盘管与内壳体的间隙一般不小于40毫米，外层盘管与内层盘管的间隙一般不小于45毫米，具体间隙的大小应通过烟气流速计算确定，留出适当裕量；外层盘管与本体下法兰之间的距离一般应大于200毫米，否则，堆积的灰尘会将烟气通道堵塞；外包装板与本体回油接管周围留出10毫米热膨胀量。
　　
　　3　双层圆筒形盘管加卧U型吸收器
　　
　　现有小型有机热载体锅炉本体采用双层圆筒盘管结构，介质流向低进高出，即低温导热油从锅炉本体的最低点输入，加热后的高温导热油从锅炉本体最高处排出，锅炉烟气出口与导热油流向一致，锅炉排烟温度高，热量损失大。采用双层圆筒形盘管加卧u型热量吸收器，在保证产品安全性的前提下降低排烟温度，减少热损失。
　　卧U型吸收器结构原理和安装参照示意图二：长度根据锅炉型号计算确定，烟气转弯处截面积同烟囱截面积基本一致，烟道截面积不小于烟气转弯处截面积的1.6－2.2倍，保证烟气转换时流速有较大变化，换热的同时降低烟尘。使用方法，卧U型吸收器安装在圆筒本体上部，烟气进口直接与圆筒本体出烟口连接，出口与烟风道连接。管路系统回油直接进卧U型吸收器，然后进入圆筒本体回油口，进入锅炉本体再加热。双层圆筒形盘管加卧U型吸收器结构优点：
　　3.1、实现小型有机热载体锅炉管路系统回油从锅炉出烟口进入锅炉加热系统，有效吸收燃烧产生热量，降低排烟温度，提高锅炉效率。
　　3.2、卧U型吸收器结构可有效减少锅炉烟尘排放，实现环保目的。
　　3.3、结构紧凑、简单，便于安装、操作。
　　
　　4　结束语
　　
　　通过对小型有机热载体锅炉燃烧配风、双层圆筒形盘管加卧U型吸收器换热结构化，可有效改善热载体锅炉的燃烧条件，降低锅炉烟气排放温度，提高产品效率，减少烟尘排放。

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