1、言
煤粉燃燒鍋爐是鍋爐向大型化發展，運行最可靠、燃燒效率最高的爐型。然而，固態排渣煤粉鍋爐的結渣和劣質燃料的著火燃燒則是煤粉鍋爐不可避免的弱點，尤其是在遇到著火有困難而又容易結渣的煤時，問題就更加突出。另外，固態排渣煤粉鍋爐的灰渣不具活性，只能做廢棄物處理，不僅污染環境，處理時也會產生一定費用，如外運費用。
液態排渣煤粉鍋爐是為適應難著火且又易結渣煤的燃燒而發展起來的一種爐型，不僅如此，液態排渣煤粉鍋爐的液態灰渣還可以綜合利用。因為液態排渣煤粉鍋爐的渣為液態，經急冷裂化后的灰渣與一般煤粉鍋爐冷灰斗排出的灰渣不一樣，可以制磚、做水泥配料，或經濟價值更高的耐磨磚石。盡管如此，液態排渣煤粉鍋爐卻存在容量上的限制，因為受熱負荷和燃燒空間的限制，液態排渣煤粉鍋爐的最低容量一般在220t/h以上，哈爾濱鍋爐廠也只開發過410t/h的液態排渣煤粉鍋爐，中、小容量的液態排渣煤粉鍋爐一直未研發成功。
隨著煤碳資源的越來越緊張，許多中小企業對煤的選擇余地越來越小，難燃易結渣的燃料有時成為他們唯一的選擇，同時液態灰渣的綜合利用性能又被他們所看好。盡管旋風爐也可以實現液態排渣，但旋風爐前置室的設置大大提高了鍋爐造價。因此，35t/h液態排渣煤粉鍋爐就成為許多中、小企業發電鍋爐的首選。鑒于市場的需求，結合我公司的工藝設備，我公司開發了小容量的35 r/h液態排渣煤粉鍋爐。
2 35t/h液態排渣煤粉鍋爐設計的主導思想和要點
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生物質顆粒燃料
生物質鍋爐
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適應物料：≤12mm生物質顆粒燃料
設備類型：家用生物質燃料鍋爐
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適應物料：生物質顆粒燃料
設備類型：生物質鍋爐
2.1鍋爐設計參數及燃用煤質分析
鍋爐技術參數如表1所示。
設計燃料為上社貧煤（摻燒10%石灰石），Qdw= 24410/21971kj/kg，燃料消耗量B=4849. 2kg/h，煤質分析如表2所示。
2.2設計的主導思想和要點
在保證燃盡的同時，盡可能提高容積熱負荷，使灰渣融化，順利流渣并克服煤粉鍋爐低負荷無法穩燃的弱點。在保證順利流渣的前提下，使鍋爐高效、安全、可靠，并有較強的煤種適應能力。具體措施如下：
①確定合理的截面和容積熱負荷，保證正常燃燒和流渣；
②使用濃淡煤粉燃燒器，保證低負荷穩燃；
③足夠的衛燃帶和“半開式爐膛”結構，保證燃燒區域溫度； ④采用螺旋管式空氣預熱器，增加傳熱效果，保證熱風溫度；
⑤布置足夠的受熱面，保證設計出力并具有至少10%的超負荷能力。
2.3技術方案
(1)為保證在小容量煤粉鍋爐上實現液態排渣，首先用分叉管結構形成“半開式”爐膛，在爐膛下部形成主燃室和熔渣池，并將主燃室和熔渣池所有受熱面敷上耐火材料。在保證煤粉能夠燃盡的前提下，讓主燃室容積熱負荷達到一定水平，保證燃燒強度，使碳及時著火，充分燃燒，并及時熔渣。
(2)為保證順利流渣，在渣井上設抽風裝置，通過調節抽風量和二次風量，使火焰下移，提高熔渣池溫度水平，保證順利流渣。
(3)為克服煤粉鍋爐低負荷無法穩燃的弱點，采用濃淡煤粉燃燒器，一方面保證低負荷時及時著火，同時也降低氮氧化物排放量。
(4)為保證燃燒和流渣，在燃燒器的一、二次風噴口上采用不同的下傾角，使火焰下移，延長停留時間，保證燃盡，提高渣池溫度。
(5)為保證煤粉氣流及時著火，使用螺旋管式空氣預熱器，使熱風溫度達到390℃。3 35t/h液態排渣煤粉鍋爐整體概述
該產品為n型布置、單鍋筒自然循環、中溫中壓蒸汽鍋爐。鍋爐采用前吊、后支的固定方式，平衡通風，爐室為全膜式壁結構，“半開式”爐膛，采用濃淡煤粉燃燒器進行四角切圓燃燒，實現液態排渣。
圖1為鍋爐簡圖。
爐膛截面尺寸：4100×4100mm鍋爐寬度：5430mm
鍋爐最大寬度：9730mm 鍋爐深度：9610mm
鍋爐最大深度：15300mm 鍋筒標高：23952mm
鍋爐頂棚最好點標高：28200mm 鍋爐運轉層標高：7000
3.1爐膛和水冷系統
爐膛斷面為4100×4100mm的正方形，膜式水冷壁，爐膛下部由前后水冷壁通過分叉管構成燃燒室和熔渣爐底。為改善爐內高溫煙氣的充滿度，后墻水冷壁在爐膛出口處構成折焰角，折焰角處水冷壁采用分叉管結構。后墻水冷壁上部形成凝渣管束，然后構成水平爐頂，另一部分進入鼻區集箱，形成后水冷壁懸吊管。前后水冷壁“束腰”段，為了保證整體剛性，也采用交替式分叉管結構。
3.2燃燒系統
制粉系統為鋼球磨煤機中間儲倉式，熱風干燥，乏氣再循環，熱風送粉。燃燒器為濃淡煤粉燃燒器，配備百葉窗濃縮器，正四角布置，切圓燃燒。燃燒系統布置如圖2，燃燒器設計參數如表3。
濃淡煤粉燃燒器具有提高燃料適應性、改善低負荷性能、減少NO。排放量等一系列優點。每個燃燒器設有一點火油槍，采用壓力機械霧化噴嘴，布置于下二次風道中。點火用油為204輕柴油，單只油槍最大耗油量為200kg/h，四只油槍全部投入可以保證鍋爐25%額定負荷。燃燒室內四壁由以磷酸鋁為粘和劑打制的碳化硅衛燃帶，熔渣爐底由磷酸鹽耐火混凝土搗制：以提高燃燒室溫度，保證正常流渣。鍋爐捕渣率50%，燃燒灰熔點較高煤種時，為了實現正常流渣，可在燃料中添加一定比例石灰石，降低灰熔點，除了降低灰熔點，在燃料中添加一定比例石灰石或者磷礦石，還可附燒水泥或者熔融磷肥。
3.3空氣預熱器
鍋爐尾部豎井中布置兩級空氣預熱器，空氣預熱器采用∮48 x2mm螺旋管，以提高傳熱系數，提高熱風溫度，同時便于減輕堵灰。下級空氣預熱器采用分體式，單獨組箱，便于檢修更換。管箱在煙氣人口處設有防磨套管，避免因入口效應造成磨損。空氣側采用密封裝置以防止空氣短路，使預熱器利用系數有所提高。
3.4鍋爐密封
鍋爐密封分為三種型式：爐膛為膜式壁敷管爐墻，爐膛出口至尾部采用耐火磚、保溫磚、紅磚三層重型墻結構，厚度逐漸變薄；下級省煤器區域爐墻因煙溫較低只用紅磚砌制。敷管爐墻載荷通過水冷壁吊于爐頂，所有重型爐墻均直接作用于鋼架上，水平爐頂采用耐火混凝土、保溫混凝土澆筑，通過吊鉤吊于頂梁上。
3.5除渣裝置
爐底流渣口下懸吊-∮1250mm的渣井，固定于爐底，渣井內外套間通水冷卻。渣井前側設有檢查門，可以觀察流渣情況，停爐時，通過該門可以從流渣口進入燃燒室進行檢修。渣井后側設有抽風裝置，接至鍋爐后出口煙道中，裝有調節閥門。運行中，通過加大渣井抽風量和減小燃燒器下二次風量，可以提高熔渣池溫度，便于流渣。因鍋爐容量只有35 t/h，流渣量較少，可以通過該方式實現定期排渣。
4、施效果
該鍋爐2004年7月制造完畢，2005年1月在河北寧紡集團有限責任公司投入運行，至今運行正常，流渣順暢，各項指標均達到設計預想。該鍋爐特點如下：
①鍋爐流渣順暢，且渣井上抽風裝置的設置，實現了定時排渣；
②鍋爐負荷調節方便，負荷在35%~llO%鍋爐均可以穩定運行；
③鍋爐設計效率88. 93%，實測效率達到91. 18%，節能降耗效果十分顯著；
鍋爐不僅適應普通燃料，特別適應難燃且易結渣煤的燃燒，通過調整石灰石的配比，煤種適應性強；
⑤鍋爐可以安全穩定地運行，且不存在磨損問題，節約維修費用；
⑥捕渣率達到50%，不低于為熔渣而專門設置前置室的旋風爐的捕渣率；
⑦35Uh液態排渣煤粉鍋爐上實現液態排渣，其液態渣經水淬裂化后既可做新型建筑材料又可做水泥配料，實現循環經濟。
5、結論
盡管燃燒溫度較高，液態排渣煤粉鍋爐煙氣中氮氧化物的排放量比其它爐型稍高，但可以通過向爐內噴尿素降低氮氧化物排放。因此，35 t/h液態排渣煤粉鍋爐將以熱效率高，能適應難燃且易結渣的煤，特別是灰渣綜合利用性能好，可實現循環經濟，成為許多中、小企業發電鍋爐的首選。同時，35t/h液態排渣煤粉鍋爐的成功為醫療垃圾的高溫處理提供了一條有效途徑。
