文章编号：1004-
8774（2013）03-0015-
03作者简介：张誉铧（Hareward Cheung ），美籍华人，福建永恒能源管理有限公司董事长兼技术开发部总监。
一种燃烧器炉底布置的新型高效煤粉工业锅炉
收稿日期：2013-
03-20张誉铧
（福建永恒能源管理有限公司，福建泉州362000）
摘
要：介绍一种新型的蒸发量15t /h 煤粉工业锅炉，深入分析了其不带预燃室的煤粉燃
烧器和该燃烧器炉底布置的两大特点；通过燃烧优化调整，解决了炉内结渣问题，实现了锅炉高效安全运行。最后，与其他类型锅炉相比较，展示了煤粉工业锅炉具有的较高能效及其发展前景。
关键词：煤粉；工业锅炉；燃烧器；能效；结渣
中图分类号：TK229.6+
3
文献标识码：A
A New Type Pulverized Coal Fired Industrial Boiler
with Burner Layed out on the Furnace Bottom
ZHANG Yu-hua
（Fujian Eternal Energy Management Co．Ltd．，Quanzhou 362000，China ）
Abstract ：A new type industrial boiler of 15t /h was introduced ，the two main characteristics including the pulverized coal burner without pre －combustion chamber and the burner lay out on the furnace bottom were analyzed in detail ．The problem of slagbonding in furnace was completely solved through combustion optimization ，high －efficient and safe opera-tion of the boiler was realized ．Finally ，compared with other types of boiler ，the higher energy efficiency and good prospects for pulverized coal fired industrial boilers were revealed ．
Key words ：pulverized coal （PC ）；industrial boilers ；burner ；energy efficiency ；slagbonding
0煤粉工业锅炉国内外发展概况
煤粉工业锅炉是我国近几年开发出来的新炉
型。随着科技进步，
20世纪70年代研发煤粉工业锅炉所遇到的困难现在正一一得到解决。由于集中
制粉、专用车配送，加上先进可靠的子系统集成，煤粉锅炉污染物排放都能达到严格的环保指标。目前，已开发的容量为10 25t /h 的煤粉工业锅炉基本能够实现高效安全运行。与油气炉相比，燃料费用大大降低（只是燃油锅炉的三分之一，燃气锅炉的一半），又具有类似燃油气炉那样启停便捷、负荷调节范围大、自动化程度高以及锅炉房清洁干净等特点，得到了用户的好评。
煤粉工业锅炉本体设计早已比较成熟。已开发的容量为10 35t /h 的煤粉工业锅炉一般都采用膜式水冷壁、对流管束、尾部受热面等传统设计。其
关键设备是煤粉燃烧器，国内外同行都致力于开发
适合工业锅炉的高效及低氮的煤粉燃烧器，并探索这种燃烧器的布置方式。煤炭科学研究总院引进消化德国技术，开发出带预燃室的煤粉燃烧器（德国Schoppe 流派），对于水管锅炉，这种燃烧器都是布置在顶部（顶置），取得很好效果；而德国Pillard 锅炉公司认为预燃室结构复杂，声称在水管工业锅炉上使用不带预燃室的多通道煤粉燃烧器（Pillard 流派）也可达到同样好的效果。Pillard 公司带烟气再循环的煤粉燃烧器在24t /h 蒸汽锅炉上的应用取得了高效低氮的燃烧效果。但这些燃烧器都无不例外地布置在炉膛顶部。我们认为燃烧器布置在炉膛底部（底置）更有优势，决定在实践中探索，并成功开发出不带预燃室且适合底置的旋流燃烧器，实现高效低氮燃烧，实属国内首创。
5
1·研究与开发·一种燃烧器炉底布置的新型高效煤粉工业锅炉
1锅炉结构及运行
锅炉结构如图1所示，蒸发量为15t/h，饱和蒸汽压力为1．6MPa；锅炉采用角管构架、炉膛四周为膜式水冷壁、尾部布置省煤器和空预热器等。在分析比较国内燃烧器炉顶布置和前（侧）墙布置优缺点的基础上，决定采用燃烧器炉膛底部布置方案。为了适应用户负荷调节幅度大的要求，炉底共布置两个旋流燃烧器。其一二次风通过叶片，可调旋流强度。锅炉排烟先进入布袋除尘器，然后进入碱液（氢氧化钙溶液）新型脱硫装置，该设备是由前后串联的双层变径旋流系统组成，这使得烟气中SO2被氢氧化钙溶液吸收的几率大增，而且是两次经过氢氧化钙溶液，脱硫效率大大提高。经环保部门测定，SO
2
排放浓度为38mg/m3，NO x排放浓度为213 mg/m3，烟尘排放浓度为34．7mg/m3。锅炉热工性能测试由福建省特检院节能中心进行，所用燃料主要特性见表1，热工测试结果的主要数据见表2
。1—燃烧器2—炉膛3—汽包4—对流管束5—省煤器6—空预器7—布袋除尘器8—双层变径旋流脱硫装置图1燃烧器底置的15t/h煤粉工业锅炉示意图
表1锅炉用煤粉的主要特性
干燥无灰基挥发分
V
daf 收到基灰分
A
ar
收到基水分
W
ar
收到基低位
发热量
Q
net．v．ar
/（MJ·kg-1）
收到基硫分
S
ar
煤粉细度R70
200目过筛率90%
/μm
灰的熔融特性/?
t
1
（DT）
t
2
（ST）
t
3
（HT）
t
4
（FT）
34．32%9．22%5．72%25．870．26%741106113611481170
表2锅炉主要热损失及正反平衡热效率测定结果
排烟热损失q
2灰渣可燃
物含量
C
hz
灰渣含灰量占
入炉煤总灰量
百分比
飞灰可燃物
含量
C
fh
飞灰含灰量占
入炉煤总灰量
百分比a fh
固体不完全
燃烧热损失
q
4
气体不完全
燃烧热损失
q
3
反平衡
热效率
正平衡
热效率
7．78%24%1．79%7．00%98．21%0．95%0．004%89．76%88．01%
这里要说明表2中灰渣可燃物含量达24%是不正常的，是由于点火之初，部分煤粉落入渣斗的缘故。但尽管这样，由于煤粉炉的灰渣含灰量占入炉煤总灰量仅为1．79%，因此，总的煤粉燃尽率仍然达到99．046%，锅炉反平衡热效率达到了89.76%。从几个月的运行实践分析，锅炉运行时的过量空气系数还可进一步优化，锅炉热效率达到或超过90%是完全可以实现的。
2燃烧器底置的优势及需要解决的问题2．1燃烧器底置的优点
与燃烧器其他布置方式相比，燃烧器底置有如下优点：煤粉燃烧时穿过整个炉膛，燃尽时间最长；燃烧器可在地面上安装，检修也方便；带粉的一次风管道短，弯头少，煤粉提升高度也大为缩短，因而一次风机耗电最低；引风机电耗也因燃烧器底置致使炉膛顺向高温拔风大大增强而明显降低。根据公司现有多台燃烧器底置与顶置锅炉运行电耗的统计对比，底置燃烧器运行总耗电大约下降了30%。
2．2解决炉膛结渣问题是燃烧器底置的关键锅炉投入运行初期，由于燃烧易结渣神华煤，曾出现严重结渣，炉膛前后墙也出现面积大约1m2的挂渣；炉底甚至出现过液态渣。由于燃烧器出口一二次风旋流强度过大，卷吸大量高温烟气，使大部分燃料在燃烧器出口的炉膛底部完成强烈混合燃烧，释放的大量热量导致下部火焰中心温度大大超过灰的软化温度t2。为解决结渣问题，将燃烧器在位置上提高一段，这样使燃烧器出口周围浇注料绝热层面积大大减少；同时，还对燃烧器一二次风叶片角度和风速进行调整。通过这两个措施拉长火焰，也有效地发挥了膜式水冷壁对火焰的冷却作用，此后再也没有出现严重结渣现象。目前，燃烧表1所示易结渣煤种时，布置在炉膛中部的热电偶额定负荷下
61工业锅炉2013年第3期（总第139期）
显示1080?，其对应的火焰中心温度大约在1200?、炉膛出口温度约780?。对于燃烧表1所示灰的软化温度为1136?的神华煤，没有出现大于2mm的炉渣，其中绝大部分渣的颗粒度大约为1mm。该锅炉至今已连续可靠运行半年多。
通常，炉顶布置或前（后或侧）墙布置燃烧器的锅炉，其炉底都有一个冷渣斗，用于炉膛结渣的收集与排出。本炉燃烧器底置后，炉底靠前、后墙边上开设两个150mm?1500mm的缝型出渣口。渣的颗粒度在2mm以下，渣量很少，排渣方便。
3不带预燃室的煤粉燃烧器
3．1预燃室的作用
对于燃烧无烟煤、贫煤等低挥发分的煤种或燃烧水煤浆这样高水分的燃料，为了及时稳定地着火，通常在燃烧器出口周围会构造一个面积足够大的绝热区域或空间（预燃室）。但对于燃烧200目的优质烟煤粉，这个预燃室就没有必要了。只要在燃烧器出口处有一个面积很小的绝热喇叭口，以缩短油气点火时间。实践证明，这个绝热喇叭口面积不宜太大，否则反而导致结渣，威胁安全运行。目前国内中小型煤粉工业锅炉用的主流燃烧器带有预燃室（锥），其重要作用在于降低过量空气系数及组织低温燃烧，以达到高效燃尽和低NO x排放的双重效果。但其结构复杂，造价高。我们采用自己开发的高效低氮燃烧器也能实现高效燃尽和低NO x排放的目的。
3．2煤粉的燃尽问题
传统煤粉电站锅炉，使用的煤粉细度为R90，颗粒通过的孔径为90μm。煤粉颗粒虽然较粗，但电站锅炉的高炉膛保证了粗颗粒煤粉有足够燃尽时间。对于煤粉工业锅炉，由于容量小，炉膛空间矮小，煤粉在炉内停留时间短，必须采用优质烟煤，而且要磨得更细，煤粉细度为200目（颗粒通过的孔径为74μm，过筛率约90%）。
图1所示15t/h锅炉的炉膛有效高度约为8m，炉内合适的热态烟气速度可保证煤粉颗粒在炉内有足够的燃尽时间。该锅炉运行证明：在炉膛高度6m以上已经看不见火焰，说明燃烧已基本结束；从表2可知，飞灰可燃物含量仅7%，固体不完全燃烧热损失为0．95%。
4煤粉工业锅炉与其它锅炉总能效比较这里所要讨论锅炉总能效包括锅炉热效率、燃料制备电耗和锅炉运行电耗。其中，煤粉工业锅炉的制粉电耗大约为30度/吨粉（目前采用中速磨煤制粉）；运行电耗底置燃烧器时每蒸吨电耗为7．5度，而顶置时为11度。表3的数据是把电耗折算成标煤耗（按照主力机组600MW输出一度电的标煤耗），将标煤耗换算成热量后再计算其占Q net．v．ar的百分比。
表3各类工业锅炉总能效（以蒸发量为20t/h，燃烧似表1的优质Ⅲ类烟煤为例）
比较项目煤粉锅炉水煤浆锅炉链条锅炉循环流化床锅炉锅炉热效率90%①85%①88%②90%②
制备1kg燃料电耗的转换热量占
Q
net．v．ar 百分比
－1．5%
（中速磨）
－2．0%－0．1%－1．0%
折算到燃烧1kg燃料的运行电耗的转换热量占Q net．v．ar百分比
－1．0%
（燃烧器底置）
－2．0%－1．0%－2．0%
锅炉总能效87．5%77%（扣除水分带走
的四个百分点）
86．9%87%
注：①由于GB24500—2009没有煤粉锅炉和水煤浆锅炉数据，这里采用煤炭科学研究总院提供的最新数据。
②GB24500—2009工业锅炉能效限定值及能效等级中能效Ⅰ级的锅炉。
③为了环保达标，上述各类锅炉除链条炉排锅炉可配水膜除尘装置，其余都按配布袋除尘装置来计算运行电耗。
由表3可知，包含锅炉热效率、燃料制备电耗和运行电耗在内的锅炉总能效最高的锅炉属煤粉锅炉，达87．5%以上。水煤浆锅炉最低，仅为77%，而链条炉排锅炉与循环流化床锅炉的总能效大致相等（分别为86．9%和87%），这两种炉型只有在燃烧优质Ⅲ类烟煤并达到国标GB24500—2009中的能效Ⅰ级时，其总能效才接近煤粉锅炉。
5结论
（1）燃烧器布置在立式水管工业锅炉炉膛底部，在国内是独创。具有有利煤粉燃尽、方便安装检修、降低锅炉运行电耗（30%）等优点。
（下转第21页）
71
·研究与开发·一种燃烧器炉底布置的新型高效煤粉工业锅炉
安全性的一个重要指标，循环倍率是考虑锅炉具有良好的自补偿特性。在水动力计算中循环倍率为锅炉循环水量与有欠焓的实际蒸发量的比值。该循环
倍率不是锅炉的真正循环倍率，
应折算到锅炉额定蒸发量的循环倍率，该值要大些，所以在以循环倍率
判断锅炉安全性时，需以折算到锅炉额定蒸发量的循环倍率为准。
6水动力简化计算
水动力计算是一个大容量、复杂的计算，凭借多
年的水动力计算经验，第一：建议将相似的循环高度、热负荷以及锅内装置分列的受热面合并，找出典型结构简化计算，在算出安全余量较大时，除非特殊结构的阻力占有比例特别大，如节流孔圈，其他小变化结构可不需对局部结构进行特别校核计算。第二：不同的组合单独计算，以高压饱和蒸汽锅炉为例，前部水冷系统和后部包墙系统可分别单独计算，或以锅筒为基点仅分立两条支路，简化计算。第三：
因现在基本均采用计算机进行水动力计算，对局部
结构不能全部覆盖，对特殊局部阻力建议将局部阻力分解到各支路内，采用直接输入阻力法或局部阻力系数的截面折算法。
7结论
高参数自然循环锅炉的水动力计算和锅炉的结
构按文献［1］、文献［2］中要求，锅炉的安全性应是可靠的，但对非常规参数和结构的高参数自然循环锅炉须综合考虑锅炉的水动力和锅炉结构的合理
性，以及如何快捷地设计锅炉结构和计算水动力各项参数，以便进行判断、设计，确保锅炉自然循环的安全可靠。参考文献
［1］JB /Z 201—1983电站锅炉水动力计算方法［S ］．［2］李守恒，等．电站锅炉汽水分离器装置的原理和设计
［M ］．北京：水利电力出版社，檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨
1986．
（上接第17页）
（2）布置在炉膛底部的燃烧器可不设预燃室，结构简单，造价低。通过燃烧器配风和叶片的调节，实现低氧低温高效燃烧，煤粉燃尽率可达98%以
上，排放的NO x ＜300mg /m 3（标态）；还因火焰中心温度降低，有效控制了炉内结渣。
（3）对于分散的有供热需求的用户，采用合同
能源管理模式，以优质烟煤为燃料，集中制粉，把煤粉细度控制在200目以上，CO 2气体保护并专车配送，这使得煤粉工业锅炉推广应用有了可靠保证。（4）这种燃烧器底置的新型高效煤粉工业锅炉，锅炉热效率可达90%，扣除磨煤和运行电耗，总能效达到87．5%左右，与其他类型燃煤工业锅炉相比，其总能效最高。加上炉内低氮燃烧技术的应用，尾部又串联布袋除尘器和碱液双涡轮脱硫装置
等成熟的子系统，NO x 、烟尘、SO 2排放可全部达标；对于容量15 35t /h 的煤粉工业锅炉确实有广阔的
发展前景。但容量＜10t /h 的煤粉工业锅炉，特别是容量为2 6t /h 的煤粉工业锅炉，由于锅炉配套的子系统初投资相对较大，吨蒸汽的投资是油气炉的3倍以上，在推广上不具经济性。因此，对于小容量锅炉或低用汽量的用户，宜选择油气炉
。参考文献
［1］陈学俊，陈听宽．锅炉原理［M ］
．北京：机械工业出版社，
1991．［2］GB 24500—2009工业锅炉能效限定值及能效等级［S ］.［3］陈振龙．神华煤低氧燃烧效果及应注意的问题［J ］．热
力发电，
2011（1）：5－7.［4］俞建洪．水煤浆锅炉的能效分析［J ］．工业锅炉，1999
（6）：檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨殎
殎
殎
殎
1－5.
合理利用资源
保护生态平衡
促进经济持续发展
1
2·研究与开发·高参数大容量饱和蒸汽自然循环锅炉水动力特性的分析和蒸发受热面结构设计
新型高效煤粉锅炉系统 技术简介： 高效煤粉工业锅炉系统是借鉴发达国家成功经验，开发的高科技产品。该产品符合国家十分紧迫的节能减排形势和政策导向，是传统高污染、高能耗燃煤工业锅炉的升级换代产品，也是油、气锅炉的理想替代品。高效煤粉工业锅炉系列产品有两个系列近80 个品种，即2—100t/h 蒸汽锅炉系列，1.4—70MW 热水锅炉系列。系统组成： 高效煤粉工业锅炉系统主要包括十一个集成设备单元（站），即煤粉储供单元、燃烧器单元、锅炉本体单元、除尘单元、脱硫单元、热力单元、点火油气站、惰性气体保护站、压缩空气站、飞灰收集及储存单元和测控单元。 技术特点： （1）、煤粉集中供应：煤粉有制粉厂集中磨制、统一供应，煤粉质量稳定。 （2）、工作环境友好：全系统密闭运行，自动气力输送供煤、集中排灰、无粉尘跑冒。 （3）、锅炉操作简单：系统可实现即开即停，30 秒切断点火源进入正常运行；切断煤粉供给即可实现停炉。系统自动监控、调整运行参数，使系统处于最佳运行状态；同时降低了劳动强度以及人为因素对锅炉运行的干扰。 4）、高效节能：煤粉燃烧充分、专用煤粉锅炉运行效率高，比传统燃煤锅炉节煤30%—50%。；对功率较大的用电设备配备变频器，节电效果明显。
（5）、洁净排放：煤粉燃烧采用空气分级低温燃烧设计，温度场均匀，避免局部高温燃烧产生大量的NO x ；烟气采用石灰脱硫和布袋除尘，污染物排放浓度低；粉煤灰经密闭系统排出，无二次污染。 （6）、节约用地：锅炉房无堆煤场与渣场，占地面积小。 （7）、性价比高：运行费用低，通过节煤可在较短的时间内收回设备投资。 关键技术： 全密闭精确供粉，狭小空间截面炉膛内煤粉低碳稳燃，锅炉积灰 和灰粘污自清洁等技 术。 主要技术指标： 燃烧效率：> 98% 锅炉热效率：> 91% 烟尘（TSP）排放：< 20mg/Nm3 炉内脱硫率：40%—60% 二氧化硫排放：100mg/Nm3 氮氧化物排放：< 20mg/Nm3 工艺流程： 来自煤粉加工厂的密闭罐车将符合质量标准的煤粉注入煤粉仓 仓内的煤粉按需进入中间仓后由供料器及风粉混合管道送入煤粉燃 烧器。锅炉中燃烧产生的高温烟气完成辐射和对流换热后进入布袋除
2010年6月 目录 1、燃料 2、制粉系统与煤粉管道 3、百叶窗式水平浓淡分离燃烧器 4、燃烧器安装和调整中的注意事项 5、伸缩式油枪（简单机械雾化） 6、常规点火油、蒸汽、空气管路(见供货厂家相关说明) 7、微油点火及暖风器系统(见供货厂家相关说明) 8.点火操作(常规说明，详见供货厂家相关说明) 9、煤粉燃烧器的操作运行 附图 参考图纸
1、燃料 本工程为山东魏桥创业集团有限公司、山东魏桥铝电有限公司1217t/h供热机组锅炉，所用燃料如下： 1.1、煤质分析资料： 1.1.1 品种：贫煤
1.2 燃油，0#轻柴油 特性如下： 粘度（20℃） 恩氏粘度°E 1.2～1.67 运动粘度mm2/s 3.8～8.0 灰份，不大于 0.25% 硫含量，不大于 0.25%
机械杂质无 水份，不大于痕迹 C16H34 不小于 50% 闪点不低于65℃ 凝固点不高于0℃ 低位发热量 41870kJ/kg(10000kcal/kg) 2、制粉系统与煤粉管道 2.1制粉系统 本机组采用双进双出钢球磨正压冷一次风机直吹式，每台锅炉配三台MGS-4360型磨煤机，一台磨煤机对应二层一次风。煤粉细度R90=6%。，炉前原煤由储煤斗经过给煤机进入磨煤机两端的原煤入口，借助螺旋输送装置将原煤送入磨煤机筒内。 热风通过磨煤机两端中空轴内的热风管道进入磨煤机，热风携带煤粉通过磨煤机两端中空轴和热风管之间通道由输粉管道进入分离器，经分离合格的煤粉连同干燥介质形成风煤混合物（一次风）经煤粉管道输送至燃烧器进入炉膛内进行燃烧，不合格的煤粉返回磨煤机再次碾碎。磨煤机出口风量(即一次风总量)由通过磨煤机的风量和旁路风量之和。MGS-4360型双进双出磨煤机允许采用不对称运行方式，即从磨煤机一端进煤而在磨煤机一端或二端出煤粉，可以实现半台或一台磨煤机运行。 磨煤机的性能和运行请仔细阅读供货厂家说明书。 2.2煤粉管道 2.2.1煤粉管道的布置 本机组配三台磨煤机，于锅炉前呈一排布置。由每台磨煤机两端出来的风粉混合物经2×4根煤粉管道引至两层四角煤粉燃烧器的两层煤粉喷嘴。3台磨煤机共3×8根煤粉管道在磨煤机上部和给煤机层之间的空间内分6层成水平走向引至炉膛四角。为了更好适应各种工况的运行，煤粉管道对应的煤粉喷嘴层(自下至上)为A1，A2，B1，C1，C2，B2。
北极星节能环保网讯: 高效煤粉工业锅炉与传统链条锅炉相比，能节约50%的煤、10%至15%的电，热效率提高25%至30%，排放完全符合国家标准。 “技术是项好技术，但在实际推广中遇到了很大的阻碍。”7月23日，记者来到中国煤炭科工集团煤炭科学技术研究院有限公司节能分院，了解该院开发的具有完全自主知识产权的高效煤粉工业锅炉系统时，院长尚庆雨说。 “现在我们先搞个试点，抱着试试看的态度，如果可行，再扩大规模。”节能分院市场部主任范玮说。 “很多人一听是煤炭，就直摆手，说不行。这个观念就有问题。像谈恋爱似的，如果连个机会都不给，怎么能成功呢?”尚庆雨幽默地说。 理想替代品 “现在的雾霾天气，很多人都归罪于煤炭。其实，煤炭是个好东西，关键看怎么清洁高效利用。”尚庆雨认为，高效煤粉工业锅炉是传统链条锅炉的升级换代产品，是油气锅炉的理想替代品。 尚庆雨给记者算了一笔账。就锅炉来说，1吨饱和蒸汽大约需要80立方米至83立方米天然气，按1立方米天然气4元计算，成本大约需要320元;换成油，需要66升原油，成本约为400多元;换成油，需要110公斤煤粉，成本约为90元。煤粉锅炉具有较高的经济性环保性。 “很多企业改成天然气或者重油后，由于成本太高，所以没有利润。”尚庆雨说，“现在很多城市推广煤改气，包括供暖。据了解，河北石家庄煤改气供暖后，政府每1平方米补贴15元，仅此一项，政府一年就要补贴10亿元。一旦地方不再补贴，天然气供暖价格升高，就可能引发一系列社会问题。如果全部实施煤改气，无论从我国能源的赋存条件来说，还是从经济条件考量，均不符合我国的基本国情。特别是天然气的基础设施建设不够完善，部分地区的管网铺设还没能做到全覆盖。” 据了解，高效煤粉工业锅炉原料选择覆盖我国80%的动力煤种;锅炉容量大，最大已达100蒸t/h;锅炉热效率高，达90%以上;污染物排放少，采用先进的布袋除尘和脱硫脱硝技术后，烟尘≤10mg/m3、SO2≤100mg/m3、NOx≤200mg/m3，完全能满足《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)关于重点地区锅炉大气污染物特别排放限值的要求。 “我们感觉高效煤粉炉不仅效率高，更主要的是它的污染物排放少。既保证了蓝天，也保证了企业的发展。”江苏三明新能源有限公司副总经理赵明说。 较传统链条锅炉，高效煤粉工业锅炉可节约煤炭50%以上、节电10%至15%，热效率提高25%至30%。同时，杜绝跑、冒、滴、漏现象，减少用人1/3，节地50%至60%，同时劳动强度减轻，测控水平提高。 “神东煤炭集团工业煤粉炉现在有18台，是从2010年开始改造的。相比较而言，现在煤粉炉的锅炉效率基本上达到90%，节煤提升了30%。”神华神东煤炭集团矿业服务公司副总经理师新峰说，“改造后，整个生产车间锅炉房里可以说是窗明几净，原来的传统锅炉房里的冒灰冒烟现象已经没有了。” “目前，我们有三个目标市场。”尚庆雨说，一是煤炭企业集团，二是市政供热，三是大型工业园区。 如何把煤烧好 高效煤粉工业锅炉系统的研发，要从十几年前说起。
高效煤粉工业锅炉系统技术 能源状况 我国能源结构为富煤、贫油、少气，该能源结构也决定了我国能源的消费结构，目前煤炭在一次能源的生产量与消费量中所占的比重分别为76%、66%，处于主导地位。尽管我们国家一直在努力调整一次能源的消费比例，来提升能源利用效率和改善环境，但由于天然气、石油等严重依赖进口以及售价较高等因素，在可预计的未来，煤炭仍将占据主要地位。如何利用好煤炭，即发展煤炭清洁利用技术是解决当前困局的主要出路。 煤炭清洁利用技术 煤炭高效清洁利用可划分为三个发展方向，煤炭洗选、煤炭转化与煤炭燃烧，本文主要讲述煤粉工业锅炉的清洁燃烧技术特点与应用前景等内容。 国内工业锅炉现状 我国燃煤工业锅炉超过50万台、容量达到180万蒸吨，占到工业锅炉总容量的85%，年燃烧煤炭7.2亿吨，数量庞大。燃煤工业锅炉技术装备整体比较落后，以链条锅炉为主，占到燃煤工业锅炉总容量的80%以上。链条锅炉平均热效率约65%，较发达国家低约20%，污染物处理设备缺失或简陋，烟尘、SO2、NO X排放量非常大，在当前人民生活水平日益提高、国家政策导向非常严格的前提下，该局面急需改变。燃煤工业锅炉领域需要一种新的技术和装备来实现整个行
业水平的提升，高效煤粉工业锅炉技术系统就是在此背景下孕育而生的，同时，由于其高效、洁净、操控便捷、性价比高等特点，它也成为油气锅炉的理想替代品，可以让国家花大量外汇购置而来的油气用在更适合的地方，去创造更大的价值。 高效煤粉工业锅炉系统介绍 （1）来自制粉厂的密闭罐车将燃料煤粉气力输送至锅炉房的煤粉塔。（超级链接后）上图为规模50万吨/年的制粉厂，下图为煤粉输送专用罐车。 （2）煤粉塔储存燃料煤粉，其作用可类比于传统锅炉房的堆煤场，一般储存煤粉的量可满足锅炉满负荷生产1~2天。煤粉塔需要解决煤粉储存过程的安定性问题，当发生自燃时需及时发现并采取保护措施，确保运行安全。 （3）供料器的主要功能是实现煤粉连续、稳定的供给，是煤粉工业锅炉高效运行的核心设备。 （4）燃烧器是煤粉工业锅炉系统的第二大核心技术，其主要特点是即开即停、低负荷稳燃能力强、负荷调节范围大，特别适合工业锅炉营运环境。工业煤粉锅炉与电站煤粉锅炉的主要区别之一在于燃烧器的不同，电站锅炉的燃烧器通常不具备即开即停、负荷大范围调节等功能。 （5）20t/h及以下级别锅炉本体一般采用卧式布置，30t/h及以上级别一般采用立式布置，锅炉本体采用全模式壁结构，密封性强。 （6）采用SNCR+SCR处理工艺。煤粉工业锅炉炉膛温度场均匀，
一种防结焦结构以及煤粉燃烧器 技术领域 本实用新型涉及煤粉燃烧器技术领域，尤其涉及一种防结焦结构以及煤粉燃烧器。 背景技术 5 煤粉燃烧器是指能够让煤粉在短时间内充分燃烧，产生高温涡流的设备，现有的煤粉燃烧器的结构如图1至图3所示，其包括炉体1-1、炉膛1-11、支架1-2与底座1-3，炉体1-1的左侧中部设置有送煤管1-4，送煤管1-4的一端延伸至炉体1-1的外侧，送煤管1-4的另一端延伸至炉体1-1的内侧，送煤管1-4位于外部的一侧底部倾斜设置有煤粉进管10 1-5，送煤管1-4的中心设置有点火管1-6，点火管1-6内通过气缸1-7可水平移动的设置有点火枪1-8，点火枪1-8上设置有雾化喷油嘴，送煤管1-4的右端与点火管1-6的右端之间沿周向均匀的设置有若干第一叶片1-9，炉体1-1内对应送煤管1-4的中部与右侧分别设置有相连通的环形进风腔1-10与第一环形出风腔1-12，第一环形出风腔1-12的右端沿15 周向均匀的设置有若干第二叶片1-13，第一叶片1-9与第二叶片1-13均与轴线呈一定的角度，保证产生旋流效果，炉膛1-11与炉体1-1之间设 与第二环形出风腔1-15，环形进风腔 1-10之间设置有第二耐高温浇注料层1-16，支架1-2上设置有鼓风机1-17，鼓风机1-17分别通过第一供气管20 1-18、第二供气管1-19与第一环形出风腔1-12、第二环形出风腔1-15相连通，在行走电机1-20的带动下，炉体1-1可以在底座1-3上进行移动。 磨煤喷粉机将煤粉从煤粉进管1-5进入，然后通过送煤管1-4后在第一叶片1-9的作用下以旋流的方式喷出，煤粉被点燃后进行燃烧，点25 火枪1-8在点火之后被气缸1-7拉入点火管1-6内，避免烧损，与此同时，
锅炉燃烧器各种风的作 用和区别 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
一次风： 一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，并能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气，采用热风送粉的一次风，同时还具有对煤粉预热的作用。它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。一次风有冷一次风与热一次风之分。热一次风用于保证煤粉进入锅炉时即有一定的温度，提高能量利用率。冷一次风用于调节热一次风温，以保证热交换率效果达到最大。 一次风携带的煤粉进入炉膛后通过二次风提供氧气燃烧。 ？ 二次风： 二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。二次风的风量在一次风、三次风中最大，在总风量中占有相当大的比例。 ？ 三次风： 三次风是制粉系统排出的干燥风，俗称乏气，它作为输送煤粉的介质，送粉时叫一次风，只有在以单独喷口送入炉膛时时叫做三次风。三次风含有少时煤粉，风速高，对煤粉燃烧过程有强烈的混合作用，并补充燃尽阶段所需要的氧气，由于其风温低、含水蒸汽多，有降低炉膛温度的影响。 ？ 中心风：
中心风的作用是增加一次风的刚性，防止煤粉离析和散射,并补充空气量，减少碳未完全燃烧损失。 中心风是四通道燃烧器与三通道燃烧器的根本区别所在，中心风的作用：１、冷却燃烧器端部，保护喷头。２、在燃烧器端部形成碗状效应（气流内循环），使火焰更加稳定。３、降低端部火焰温度，减少NOX有害气体的形成。 ？ 辅助风： 辅助风控制系统以二次风风箱压力的差压为被调量，风箱/炉膛压差的定值取为负荷的函数。辅助风控制系统为一单冲量多输出控制系统，控制系统输出同时控制各层的辅助风挡板。在运行时各层磨煤机的负荷可能各不相同，需要不同的配风，因此每层辅助风门都设有一个操作员偏置站。当油枪程控点火时，相应的的辅助风门自动到“油枪点火”位置。 ？ 燃料风（周界风）： 燃料风（周界风）控制系统为比值控制系统，燃料风风门的开度由相应的给煤机转速决定，燃料风风门的为其相应的给煤机转速的函数。 ？ 燃尽风： 燃尽风控制系统也是比值控制系统，燃尽风风门的开度为锅炉负荷的函数。。
1、水煤浆锅炉基本原理水煤浆锅炉要求的燃料（水煤浆）从储浆罐，经供浆泵、过滤器，混合高压风经特制喷枪送入燃烧器，在油点火系统辅助等前提条件下，水煤浆在炉膛内独立燃烧。烟气经锅炉燃尽室、对流管束、省煤器等，从锅炉尾部排出，通过专用除尘器脱硫除尘，达到环保标准后，经引风机进烟囱排入大气。炉膛内燃烧后的极少灰渣，通过除渣系统排出炉体外。 2、水煤浆环保锅炉的特点 ①、最大限度地吸取了燃煤和燃油锅炉的优势，即类似燃煤的锅炉运行成本，类似燃油设备的方便工作方式，解决了传统燃煤锅炉容易污染环境的问题和燃油锅炉运行成本昂贵的问题； ②、高效环保特点：水煤浆锅炉可以迅速达到900℃～1200℃连续稳定自动燃烧，避免了燃煤锅炉加煤时低温燃烧不充分的污染过程，也避免了燃油锅炉高温（1300℃以上）燃烧产生的大量的氮化物污染（如汽车尾气）。烟气含硫量、含尘量、CO、氮氧化物等环保指标均优于国家标准，接近或超过欧盟绿色标准；尾部尘渣可以用作建材原料。 ③、高效节能特点：燃尽率高，可高达98％以上，热效率高达83％以上（比传统中小型煤炉平均高出10～20％）；同样热值的煤炭制浆燃烧比固体直接燃烧可节约煤炭15％以上。锅炉运行全过程中，水煤浆液态管道输送和雾化燃烧，自动点火，实现大部分锅炉运行的自动化控制，操作简单；综合实际经济运行、企业投资成本和环保政策因素，水煤浆锅炉以很高的综合性价比，可以理想地替代传统燃煤、燃油锅炉。 3、水煤浆锅炉的优势 ①、水煤浆锅炉热效率高，在同等热值下，大大节省了燃料的消耗量 ②、水煤浆锅炉与燃煤锅炉相比，渣量大幅度减少。10T/H水煤浆蒸汽锅炉每小时排量仅80kg左右，减少了除渣周期、灰渣存储面积，从而减少了灰渣二次污染。 ③水煤浆锅炉与燃煤锅炉相比，减少了燃料的占地面积。水煤浆系密封运输，减少散煤运输过程中的散落损失与污染，与城市环保要求相符，节约了人力、物力及财力。新型高效煤粉锅炉系统技术 二、适用范围：煤炭行业及其他行业供暖或生产用蒸汽、民用供暖
煤粉锅炉系统操作规程 一、系统工艺流程介绍 高效洁净燃气煤粉工业锅炉系统主要包括三大部分：1、炉前煤粉储供系统；2、锅炉燃烧及换热系统；3、尾部烟气处理系统。1、煤粉储存及输送 集中制粉站来的密闭罐车直接与煤粉储罐（F001）对接，将符合要求的干煤粉输入煤粉储罐（F001）。煤粉储罐（F001）中的煤粉通过星形卸料器给入中间粉仓（F002）。中间粉仓(F002)的煤粉通过叶轮给料器(F003)定量进入风粉混合器(F004)，由一次风输送，通过一次风管进入燃烧器（B002）风粉管道。 2、燃烧及换热 煤粉在锅炉(B001)内与二次风混合进入燃烧，生成高温烟气。高温烟气在炉膛内与工质换热后依次进入高温空气预热器、省煤器、低温空气预热器等尾部受热面，由锅炉下部进入布袋除尘器。冷空气由鼓风机（J002）送入燃烧器二次风道。 3、清灰 煤粉燃烧过程中产生中飞灰绝大部分随烟气进入布袋除尘器（Q001），少部分在炉膛底部及对流管束区沉积，对流管束区积灰通过压缩空气送入炉膛底部除渣机排出。尾部受热面积灰通过声波吹灰器定时清除。 4、烟气净化系统
进入布袋除尘器(Q001)的烟气经过滤除尘后，经引风机进入脱硫塔，达标后排入烟囱(Q003)进入大气。布袋除尘器收集的飞灰落入积灰箱定期密闭排出。 5、点火系统 点火系统分为燃油储存系统，供油管路，油枪系统等。 本锅炉采用燃烧器点火，点火介质采用零号或-10号轻柴油，点火操作过程如下： （1）吹扫完成后，开启油跳闸阀和油循环阀，将油枪到位，高能点火器打火（总打火40秒），开启进油角阀，如果油阀打开后监测不到火焰，关油角阀。油枪进枪不进行吹扫，停用油枪时关闭角阀，吹扫600秒，退出油枪。 （2）启动引风机、加一次风、调整引风机的挡板使炉膛负压维持在-200Pa。点火着火稳定后，调整引风机及点火一次风挡板，使炉膛负压正常。使炉膛燃烧器附件温度平稳上升至1000℃左右，满负荷运行时预热空气温度达130℃以上。 （3）粉仓粉位高于3M，炉内燃烧良好，可以投入煤粉燃烧器。煤粉喷嘴在投用前应先缓慢开启一次风进行冲管，保持一次风速在25-30m/s；将一次风挡板开度应大于90%（风压大于2500Pa），然后启动对应的给粉机，检查着火良好后再启动二次风助燃。并调整二次风使喷嘴着火良好。 （4）煤粉燃烧器应尽量相对布置，燃烧器逐只投用。燃烧优质煤时，增负荷应先加风，后加煤；减负荷应先减煤后减风。燃烧劣质燃料时，反之，风煤比严格掌握好。
EPIC四风道煤粉燃烧器的操作与要求 窑头燃烧器对窑内熟料的煅烧有着举足轻重的作用，其性能好坏及调整是否合理直接影响窑内的煅烧情况以及窑衬的使用寿命。合理调整燃烧器的外风、内风和中心风的蝶阀开度，提高煤粉着火前区域局部煤粉浓度，加强燃烧器高温气体的内、外，回流，强化一次风充分混合，达到完全燃烧。但必须注意，内风不能调整太大，否则可能导致煤粉在着火前就已被稀释，这样反倒不利于着火，或者可能引起高温火焰，冲刷窑皮，导致窑皮脱落，不利于保护耐火砖。内风也不能调整过小，否则煤粉着火后不能很快与空气混合，就会导致煤粉反应速率降低，引起大量的一氧化碳不能及时地氧化成二氧化碳，造成窑内还原气氛。另外：外风也不宜调整过大，否则会造成烧成带火焰后移，窑内窑尾部分结厚窑皮或在过渡带附近出现结圈、结蛋现象，外风也不要太小，否则不能产生强劲的火焰，不利于煅烧出好质量的熟料。因此应根据具体情况选择合理的操作参数，根据煤质的好坏、细度、水分、二次风温度、窑内情况以及生料易烧性的好坏而定，通过调整最佳的外风、内风和中心风的比例关系，以及燃烧器在窑口附近的合理位置，确定适宜的煅烧制度。 1.燃烧器的定位 许多公司的燃烧器采用“光柱法”定位，控制准确，但操作不方便。最好采用位置标尺在窑头截面上定位，一般控制在窑头截面Ｘ轴稍偏左(右)位置或稍偏第三（四）象限的位置效果较好。在特殊工艺情况下可做少许微调。 2.火焰形状对煅烧的影响 燃烧器设计的最佳火焰形状是轴流风和旋流风在（0.0）位置（此时各风道管通风量最大），这时的火焰形状完整而有力。 调整火焰的形状是通过调整各风道的通风截面积来实践的。在（0.0）位置时，轴流风和旋流风的通风截面积达到最大。 火焰形状是通过旋流风和轴流风的相互影响、相互制约而得到，火焰形状的稳定是通过中心风来实现的，中心风的风量不能过大，也不能过小。一般中心风的压力应该控制在4-8KPa之间比较理想，旋流风在35-45KPa，轴流风在
煤粉燃烧器的分析 摘要：本文分析了几种有代表性的预燃室型煤粉稳燃装置的原理及其特性，并根据其原理提出了几种改进的方案。 关键词：回流区；煤粉锅炉燃烧器；钝体 前言：我国电力行业以劣质媒为主要燃料，这是我国能源政策的要求，同时也是我国煤碳资源分布状况、开采运输条件等所决定的。从经济性和发展趋势看，燃油锅炉和燃用优质煤锅炉所占比重将越来越少，燃用劣质煤锅炉，特别是大容量劣质煤锅炉将越来越多。锅炉燃用劣质煤时普遍存在着火困难、燃烧稳定性差、燃尽率低等问题。对于有些煤种，还存在着炉膛水冷壁结焦、尾部受热面磨损腐蚀、排放物严重污染环境等问题。另一方面，要求越来越多的锅炉机组参加电网调峰。锅炉参加电网调峰时，需要改变负荷和调整运行方式，这就进一步加剧了劣质煤锅炉己存在的问题的严重性。这些问题急需解决，而解决这些问题的重要手段就是研制和开发新燃烧设备。 我们小组从《燃烧学》课本上介绍的两种传统煤粉燃烧稳燃装置出发： 旋流稳燃器： 稳燃原理： 旋流射流的一个最大特点就是射流内部有一个反向回流区，旋转的射流不但从射流外侧卷吸周围的介质，而且还从内部回流区内卷吸介质，而内部回流区的烟气温度很高，能有效助燃和稳燃。 存在的问题： 1.预燃筒壁的积粉和结渣： 不能作为主燃烧器在锅炉运行中长期使用，甚至在短期的锅炉点火启动和低负荷稳燃运行使用时也成问题，因预燃室简壁结焦严重或出现局部温度过高而烧毁预燃室. 2.旋流叶片的磨损： 在长期多变负荷运行过程中，旋流叶片受到高速煤粉流的冲刷，容易磨损变形，造成煤粉流的堵塞，影响旋流效果 3.低负荷条件下工作不稳定，容易熄火，需要喷油助燃。 4.对无烟煤等低挥发分含量煤种的效果不好。 钝体直流稳燃器： 稳燃原理： 钝体是不良流线型体，在大雷诺数下流体流经钝体时在钝体的某个位置会是
LHX-高效节能型锅炉煤粉燃烧器 产 品 说 明 书 西安路航机电工程有限公司
一、工作原理： ①燃烧器是锅炉的主要燃烧设备，他通过各种形式，将燃料和燃烧所需要的空气送入炉膛使燃料按照一定的气流结构迅速、稳定的着火：连续分层次供应空气，使燃料和空气充分混合，提高燃烧强度。 煤粉燃烧器就是利用二次风旋转射流形成有利于着火的回流区，以及旋转射流内和旋转射流与周围介质之间的强烈混合来加强煤粉气流的着火特性。旋转射流的工质除了二次风外，还可以有一次风。在二次风蜗壳的入口处装有舌形挡板，用以调节气流的旋流强度，蜗壳煤粉燃烧器的结构简单，对于燃烧烟煤和褐煤有良好的效果，也能用于燃烧贫煤 运行参数:一次风率r1，一、二次风量比，一、二次风速w1和w2及风速比w1 /w2有关。。锅炉燃烧器使用的是气化原理，能使燃油完全 气化，整个燃烧器采用三级点火方式，先用高能点火器点燃轻柴油，再用轻柴油点燃浓煤粉，最后点燃淡煤粉，实现煤粉全部燃烧。 ②为避免工业锅炉积灰过多，本产品采取炉外排渣系统.进入锅炉体内的烟气灰渣尘只占燃料燃烧总的渣量的15%，其中只有小部分沉于锅炉体内,绝大部分烟气尘随烟气流入炉外的收尘系统.工业锅炉本体只需采用压缩空气吹灰系统即可避免锅炉本体人工掏渣。本产品的使用效果与燃油燃气的工业锅炉效果基本一致。
③本产品燃烧煤种与水煤浆燃烧煤种大大放宽，而不需要特优烟煤，而对于一般烟煤、无烟煤、褐煤等甚至劣质杂煤均可.使用其煤粉燃烬率可达到99%,炉渣含碳量为1%左右.炉渣为黄白色是农业化肥和建材的良好的混合材,以达到循环利用的目的.其耗煤量与一般链条锅炉可节省煤耗为25-30%以上。 二.环保技术指标： 由于燃烧系统的彻底改进，相对于链条式的工业锅炉，由燃煤层燃燃烧方式改为煤粉燃烧方式，同时又采用炉外排渣技术。其中燃烧筒（立式、卧式）的捕渣率能达到85%以上，进入工业炉的炉渣量几乎小于15%以上，只有极小部分烟尘沉于炉内,大部分随烟气流进炉后收尘系统.这样极大的减轻了炉尾部的收尘器的收尘量，进入锅炉内的细微烟尘只需要设置采用压缩空气吹灰孔即可，锅炉必须设置专用检查炉门。本公司依据水膜旋风除尘器的基本原理研发成功:文氏管双级脱硫水雾除尘器（不锈钢等钢结构见另外产品说明书），进而彻底淘汰多年普遍使用的水膜麻石除尘器，使锅炉后的除尘系统简单化，而除尘效果更优。经测算：除尘效率可达到99%，粉尘含量≤100mg/m3,SO2≤250～ 300mg/m3, NO2≤400mg/m3,总体排放指标，可达到国家城市二类地区的环保指标。 三.全线实现PLC全自动热工仪表控制系统
1 回转窑煤粉烧嘴 技 术 方 案
目录 1．总则 2．煤粉烧嘴设计要求 3．功能指标、保证值和考核办法4．监造及见证、出厂验收5．安装验收和技术服务 6．附件图纸
1 总则 1.1新型中央煤粉烧嘴是北京**环保设备有限公司研制开发的新一代的燃烧设备，该项目课题组研究人员基于多年的实践经验，根据冷、热态实验的技术参数，以国内外的煤粉烧嘴为基础，采用现代最新燃烧技术的大速差和强旋流理论，结合全国原煤资源的特性以及我国工业炉的燃料燃烧特点，运用计算机仿真技术，综合考虑多学科研究和发展成果研制而成。该燃烧器适用于冶金球团工程的回转窑以及建材水泥行业和石灰行业的及工业窑炉加热装置，具有一次风量比例低、燃烧推力大的显著技术特点。其高速的出口射流，大大强化了煤粉气流和二次热风的混合，最大限度消除了不完全燃烧，减少了不必要的热损失，并有利于降低热耗和利用低、劣质燃料；其独特的结构设计，具有灵便快捷的火焰调节手段，可使火焰形状随时满足窑内工况的需要，有利于建立合理的煅烧制度，提高产品质量；其卓越的燃烧特性，可提高工业窑炉的煅烧能力，充分发掘了设备的潜在能力以增加产量。 1.2本技术方案是适用于太钢**铁矿项目200万t/a链篦机-回转窑球团工程煤粉燃烧 器设备订货、设计、制造、检验、试验及交货等方面提出基本要求和最低要求。 1.3本技术方案未经卖方北京**环保设备有限公司允许，严禁买方转载和复制。 1.4本技术方案是根据北京**国际工程技术有限公司提供煤粉燃烧器的技术规格书要求编制而成。新型煤粉燃烧器由北京**环保设备有限公司完成制造，用户在使用之前要仔细使用手册和相关技术说明，安装、操作及维护等问题作了较为详细的介绍。 2、燃烧器性能保证的前提条件 用户需为本燃烧器的使用提供基本的使用条件，以保证HDF-K55型回转窑用四风道煤粉燃烧器达到良好的使用效果。本燃烧器性能保证的前提条件如下： ●相关工艺系统正常； ●窑头二次风温约1100℃左右； ●送煤风配置误差最大不超过10%； ●送煤粉的空气中不得含有大颗粒的异物或棉纱等物； ●燃烧器的喷嘴及煤粉入口处不允许出现堵塞现象。 2．煤粉烧嘴设计要求 2.1适应的煤粉成份
一次风：一次风是用来输送加热煤粉，使煤粉通过一次风管送入炉膛，并能供给煤粉中的挥发分着火燃烧所需的氧气，采用热风送粉的一次风，同时还具有对煤粉预热的作用。它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便于输送外，还要为燃料在燃烧初期提供足够的氧气。一次风有冷一次风与热一次风之分。热一次风用于保证煤粉进入锅炉时即有一定的温度，提高能量利用率。冷一次风用于调节热一次风温，以保证热交换率效果达到最大。 一次风携带的煤粉进入炉膛后通过二次风提供氧气燃烧。 二次风：二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气，进入炉膛后才逐渐和一次风相混合。二次风为碳的燃烧提供氧气，并能加强气流的扰动，促进高温烟气的回流，促进可燃物与氧气的混合，为完全燃烧提供条件。二次风的风量在一次风、三次风中最大，在总风量中占有相当大的比例。 三次风：三次风是制粉系统排出的干燥风，俗称乏气，它作为输送煤粉的介质，送粉时叫一次风，只有在以单独喷口送入炉膛时时叫做三次风。三次风含有少时煤粉，风速高，对煤粉燃烧过程有强烈的混合作用，并补充燃尽阶段所需要的氧气，由于其风温低、含水蒸汽多，有降低炉膛温度的影响。
中心风：中心风的作用是增加一次风的刚性，防止煤粉离析和散射,并补充空气量，减少碳未完全燃烧损失。中心风是四通道燃烧器与三通道燃烧器的根本区别所在，中心风的作用：１、冷却燃烧器端部，保护喷头。２、在燃烧器端部形成碗状效应（气流内循环），使火焰更加稳定。３、降低端部火焰温度，减少N O X有害气体的形成。 辅助风：辅助风控制系统以二次风风箱压力的差压为被调量，风箱/炉膛压差的定值取为负荷的函数。辅助风控制系统为一单冲量多输出控制系统，控制系统输出同时控制各层的辅助风挡板。在运行时各层磨煤机的负荷可能各不相同，需要不同的配风，因此每层辅助风门都设有一个操作员偏置站。当油枪程控点火时，相应的的辅助风门自动到“油枪点火”位置。 燃料风（周界风）：燃料风（周界风）控制系统为比值控制系统，燃料风风门的开度由相应的给煤机转速决定，燃料风风门的为其相应的给煤机转速的函数。
８８ 高敫博物主业锔炉与水爆浆互业编炉的ｉ寸比分孝厅 梁兴１，２，３ （１．煤炭科学研究总院节能工程技术研究分院，北京１０００１３； ２．煤炭资源开采与环境保护国家重点实验室，北京１０００１３； ３．国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室，北京１０００１３） 摘要：煤粉工业锅炉与水煤浆工业锅炉是目前中国中小型燃煤锅炉最现实的替代炉型。 从原料煤选择、工艺技术及装备、运行成本和安全生产等多方面对这两类系统技术进行了详 细对比分析。结果表明：高效煤粉工业锅炉用煤主要以褐煤和长焰煤为主，受制浆浓度的约 束，除褐煤以外的大多数煤种均可用于水煤浆工业锅炉；煤粉工业锅炉的初投资比水煤浆工 业锅炉高约２５％，但锅炉效率要高一些，运行费用比水煤浆工业锅炉低约３４％；水煤浆工业锅 炉的负荷调节能力要强于煤粉工业锅炉。因此应结合中国煤炭资源的分布及利用情况，并充 分考虑实施地的煤炭运输条件及环境，选择合理、经济的锅炉系统技术。 关键词：高效煤粉工业锅炉；水煤浆工业锅炉；对比；分析 中图分类号：ＴＤ８４９；ＴＫｌ７５文献标识码：Ｂ文章编号：１００６—６７７２（２０１２）０５—００８８—０３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒａｎｄ ＣＷＭｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒ ＬＩＡＮＧＸｉｎ９１?２?３ （１．ＥｎｅｒｇｙＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｍ＊ＣｏａｌＲｅｓｅａｒｃｈｌｎ．ｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｈｏｒａｔｏｒｙ０厂ＣｏａｌＭｉｎｉｎｇａｎｄＥｍ，ｉｒｏｎｍｅｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ； ３．ＥｎｅｒｇｙＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏＯ＂ｏｆＣｏａｌＥＪｆｉｃｉｅｎｔＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＥｎｅｒｇｙ—ＳａｖｉｎｇＥｑｕｉｍｅｎｔ．Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＨｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒａｎｄＣＷＭｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒｉＳｔｈｅｍｏｓｔｐｒａｃｔｉｃａｌｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒｍｅｄｉｕｍａｎｄｓｍａｌｌｃｏａｌｆｉｒｅｄｂｏｉｌｅｒｉｎＣｈｉｎａ．Ｃｏｍｐａｒｅｔｈｅｓｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｓｙｓｔｅｍｓｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｒａｗｃｏａｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｐｒｏｃｅｓｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｓｔａｎｄｓａｆｅｔｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｔｈａｔｌｏｎｇｆｌａｍｅｃｏａｌａｎｄｌｉｇｎｉｔｅａｒｅｍａｉｎｌｙｕｓｅｄｆｏｒｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒ．Ｄｕｅｔｏｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｍｏｓｔｏｆｃｏａｌｔｙｐｅｅｘｃｅｐｔｌｉｇｎｉｔｅｃｏｕｌｄａｐｐｌｙｔｏＣＷＭｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒ．Ｔｈｅｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒｈａｓｇｒｅａｔｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．ｗｈｏｓｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｉｓｈｉｇｈｅｒａｂｏｕｔ２５ｐｅｒｃｅｎｔｔｈａｎｔｈａｔｏｆＣＷＭｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒ．ｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｓｔｉｓｌｏｗｅｒａｂｏｕｔ３４ｐｅｒｃｅｎｔ，ｌｏａｄｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｃａｐａｂｉｌｉｔｙｉｓｐｏｏｒｅｒ．Ｓｏｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｐｒｏｐｅｒｂｏｉｌｅｒｓｈｏｕｌｄｃｏｎｓｉｄｅｒｃｏａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒ；ＣＷＭｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒ；ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ；ａｎａｌｙｓｉｓ 收稿Ｅｔ期：２０１２－０９－０２责任编辑：孙淑君 基金项目：高效煤粉工业锅炉关键装备的合作开发国际合作项目（２０１２ＤＦＡ６０８６０）；煤炭高效低排放燃烧技术联合开发国际合作项目（２０１１ＤＦＡ６０３９０） 作者简介：梁兴（１９７９～），男，湖北孝感人，工程师，从事洁净煤技术方面的研究工作。 引用格式：梁兴高效煤粉工业锅炉与水煤浆工业锅炉的对比分析［Ｊ］洁净煤技术，２０１２，１８（５）：８８—９０，９６ 《洁净煤技术｝２０１２年第１８卷第５期 万方数据
煤粉高效燃烧技术发展状况调研报告 为促进煤炭清洁高效利用，摸底监管辖区内有关情况，推广先进技术经验，西北能源监管局于2015年上半年对煤粉高效燃烧技术发展情况进行了调研，具体情况如下： 一、基本情况 (一)煤粉高效燃烧技术背景及意义 煤粉高效燃烧技术包括煤粉加工技术和高效煤粉锅炉技术。煤粉加工，指煤炭通过烘干、研磨等物理加工形成细小颗粒。高效煤粉锅炉技术，指以“煤粉高效燃烧”为核心，采用煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、炉壳(或水管)式锅炉换热、高效布袋除尘、烟气脱硫和全过程自动控制等先进技术，以实现燃煤锅炉的高效运行和洁净排放，主要适用于工业企业生产用蒸汽、工业及民用供暖。 煤炭是我国的主体能源和重要工业原料，近年来，煤炭工业取得了长足发展，煤炭产量快速增长，生产力水平大幅提高，为经济社会发展做出了突出贡献，但煤炭利用方式粗放、能效低、污染重等问题没有得到根本解决。长期以来，燃煤发电行业承担了重要的减排任务，但目前全国脱硫机组占比已超过90%，随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)的实施，火电机组排放指标可降空间变小，其它燃煤领域的大气污染防治问题亟需得到重视。据环保部统计，目前我国燃煤工业锅炉占全国工业锅炉总量和总蒸发量约85%，每年消耗原煤约7亿吨，约占全国煤炭消费总量的20%;排放烟尘785万吨，约占全国烟尘排放量的43%;排放二氧化硫626万吨，约占全国二氧化硫排放量的26%;排放氮氧化物732 万吨，约占全国氮氧化物排放量的12%，是我国第二大煤烟型污染来源。此外，我国目前原煤利用集中度不足50%，低于全球60%的平均水平，更远低于发达国家90%的水平，各种分散供热取暖小锅炉及民用煤炉年消耗原煤2亿吨，其中绝大多数没有采取任何除尘、脱硫、脱硝等环保措施，也是大气污染的重要因素之一。由此可见，工业锅炉、散烧煤污染治理形势严峻。在燃煤发电行业减排空间日益缩小的情况下，实施工业锅炉改造、减少煤炭分散直接燃烧成为各级政府的共识，是各地节能减排最主要的方向之一，煤粉高效燃烧技术开始得到重视与发展。 (二)煤粉高效燃烧技术发展现状 上世纪90年代中后期，煤粉高效燃烧技术在德国、法国已广泛应用，但在国内目前仍处于起步阶段。政策方面，2013年8月，国务院印发《关于加快发展节能环保产业的》(国发〔2013〕30号)文件，指出：重点提高小型燃煤锅炉高效燃烧等技术水平;2014年12月，国家能源局、环境保护部、工业和信息化部联合印发《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》(国能煤炭〔2014〕571号)，指出：要加快推广高效煤粉工业锅炉等高效节能环保锅 炉;2015年2月，工业和信息化部、财政部联合印发《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》(工信部联节〔2015〕45号)，将新型高效煤粉锅炉系统技术列
燃烧器 - 介绍 燃烧器介绍： 将燃料与空气合理混合，使燃料稳定着火和完全燃烧的设备。燃烧器用于燃烧煤粉、液体燃料和气体燃料的锅炉和工业炉等。燃煤的小型锅炉一般采用层燃方式，不需燃烧器。燃烧器按所燃燃料的不同可分为煤粉燃烧器、油燃烧器和气体燃烧器3类。 煤粉燃烧器分旋流式和直流式两种。 ①旋流式煤粉燃烧器:主要由一次风旋流器、二次风调节挡板（旋流叶片或蜗壳）和一、二次风喷口组成(图1)。 它可以布置在燃烧室前墙、两侧墙或前后墙。输送煤粉的空气称为一次风，约占燃烧所需总风量的15～30％。煤粉空气混合物通过燃烧器的一次风喷口喷入燃烧室。燃烧所需的另一部分空气称为二次风。 二次风经过燃烧器的调节挡板（旋流叶片或蜗壳）后形成旋转气流，在燃烧器出口与一次风汇合成一股旋转射流。射流中心形成的负压将高温烟气卷吸到火焰根部。这部分高温烟气是煤粉着火的主要热源。一次风出口的扩流锥可以增大一次风的扩散角，以加强高温烟气的卷吸作用。 ②直流式煤粉燃烧器:一般由沿高度排列的若干组一、二次风喷口组成（图2）,布置在燃烧室的每个角上。燃烧器的中心线与燃烧室中央的一个假想圆相切，因而能在燃烧室
内形成一个水平旋转的上升气流。每组直流式燃烧器的一、二次风喷口分散布置，以适应不同煤种稳定而完全燃烧的要求，有时也考虑减少氮氧化物的生成量。 油燃烧器 它由油喷嘴和调风器组成。油喷嘴安置在调风器轴心线上，将油雾化成细滴，以一定的扩散角(也称雾化角)喷入燃烧室内，与调风器送入的空气相混后着火燃烧。油喷嘴主要有压力雾化和双流体雾化两种。压力雾化油喷嘴由分流片、旋流片和雾化片组成。油压一般为2～3兆帕。油在旋流片内产生高速旋转运动，经中心孔喷出，在离心力的作用下破碎成细滴，经雾化后的油滴平均直径在 100微米以下。双流体雾化油喷嘴利用蒸汽或压缩空气作为雾化介质，使油加速而破碎雾化。用蒸汽作为雾化介质的Y型油喷嘴（图3），因蒸汽通道和油通道成 Y形斜交而得名，它具有负荷调节范围大、蒸汽消耗少的优点。 油燃烧器的调风器除与煤粉燃烧器相似的旋流式和直流式外，尚有一种部分旋流式，即在直流式调风器内布置一个稳焰器，使少量空气(10～20％)流经稳焰器后产生旋转运动，在调风器出口形成中心回流区，使油雾着火稳定，以达到低氧燃烧。 气体燃烧器主要有天然气燃烧器和高炉煤气燃烧器两类。大容量天然气燃烧器大多采用多枪进气平流式。天然气枪放在调风器的空气通道内。高炉煤气燃烧器因高炉煤气发热量较低，着火困难，常在炽热的通道内燃烧，而后喷入燃烧室。 燃气燃烧器介绍 燃气燃烧器介绍： 使燃气和空气分别或混合后进入燃烧区而实现稳定燃烧的装置。燃气燃烧器是民用燃气用具和燃气工业炉的基本组成部分。燃气燃烧器种类繁多。按一次空气系数（预先和燃气混合的助燃空气量与燃气完全燃烧所需的理论空气量之比）分类，有扩散式、大气式和无焰式燃烧器；按空气供给方式分类，有引射式和鼓风式燃烧器；按用气压力分类有低压（5千帕以下）、中压（5～300千帕）和高压燃烧器。 扩散式燃烧器 依靠燃气从火孔逸出后的扩散作用，实现燃气和空气的混合并稳定燃烧的燃烧器。燃气逸出火孔前不同空气预先混合,一次空气系数为0。扩散式燃烧器结构简单、使用方便、火焰稳定。但其燃烧速度较慢、火焰较长,为达到完全燃烧需要较多的过剩空气,因此燃烧温度较低。扩散式燃烧器适用于温度不高但要求温度比较均匀的工业炉和民用燃具。小型扩散式燃烧器也常用作点火器。 大气式燃烧器 预先混合部分空气的燃烧器。一次空气系数通常取0.4～0.7。燃气以一定压力自喷嘴喷出进入混合管（即引射器），借高速喷射形成的负压将周围一部分空气吸入，在混合管中混合后从燃烧器头部火孔逸出而燃烧。大气式燃烧器燃烧比较完全，使用方便，但负荷较大时结构较庞大笨重。多孔大气式燃烧器(图1)广泛用于民用燃具。
新型高效煤粉锅炉系统技术 一、技术名称：新型高效煤粉锅炉系统技术 二、适用范围：煤炭行业及其他行业供暖或生产用蒸汽、民用供暖 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状： 目前，全国在用工业锅炉有 50多万台，约180万蒸吨/小时。其中，燃煤锅炉约48万台，占工业锅炉总容量的85%左右，每年消耗原煤约4亿吨。我国燃煤工业锅炉平均运行效率仅为 60%～65%。 四、技术内容： 1.技术原理 新型高效煤粉工业锅炉采用煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、锅壳（或水管）式锅炉换热、高效布袋除尘、烟气脱硫和全过程自动控制等先进技术，实现了燃煤锅炉的高效运行和洁净排放。 2.关键技术 全密闭精确供粉，狭小空间截面炉膛内煤粉低氮稳燃，锅炉积灰和灰粘污自清洁等技术。 3.工艺流程 新型高效煤粉工业锅炉技术系统包括了煤粉接受和储备（或炉前煤粉制备）、煤粉输送、煤粉燃烧及点火、锅炉换热、烟气净化、烟气排放、粉煤灰排放等单元，是以锅炉为核心的完整技术系统。来自煤粉加工厂的密闭罐车将符合质量标准的煤粉注入煤粉仓。仓内的煤粉按需进入中间仓后由供料器及风粉混合管道送入煤粉燃烧器。燃烧产生的高温烟气完成辐射和对流换热后进入布袋除尘器。除尘器收集的飞灰经密闭系统排出，并集中处理和利用。锅炉系统的运行由点火程序控制器和上位计算机系统共同完成。具体工艺流程见图1。 五、主要技术指标： 排放≤150 燃烧效率≥95%，系统热效率≥85%，烟尘排放≤30 mg/m3，SO 2 排放≤500 mg/m3。 mg/m3，NO x 六、技术应用情况： 2007年2月，该技术通过山西省科技厅组织的科技成果鉴定。经科技鉴定，整体系统技术配套先进，能源利用效率高，污染物减排效果显著，达到国内先进水平。
燃烧器-燃烧器 燃烧器-正文 将燃料与空气合理混合，使燃料稳定着火和完全燃烧的设备。燃烧器用于燃烧煤粉、液体燃料和气体燃料的锅炉和工业炉等。燃煤的小型锅炉一般采用层燃方式，不需燃烧器。燃烧器按所燃燃料的不同可分为煤粉燃烧器、油燃烧器和气体燃烧器3类。 煤粉燃烧器 分旋流式和直流式两种。 ①旋流式煤粉燃烧器:主要由一次风旋流器、二次风调节挡板（旋流叶片或蜗壳）和一、二次风喷口组成(图1)。它可以布置在燃烧室前墙、两侧墙或前后墙。输送煤粉的空气称为一次风，约占燃烧所需总风量的15～30％。煤粉空气混合物通过燃烧器的一次风喷口喷入燃烧室。燃烧所需的另一部分空气称为二次风。二次风经过燃烧器的调节挡板（旋流叶片或蜗壳）后形成旋转气流，在燃烧器出口与一次风汇合成一股旋转射流。射流中心形成的负压将高温烟气卷吸到火焰根部。这部分高温烟气是煤粉着火的主要热源。一次风出口的扩流锥可以增大一次风的扩散角，以加强高温烟气的卷吸作用。 燃烧器
燃烧器 燃烧器 ②直流式煤粉燃烧器:一般由沿高度排列的若干组一、二次风喷口组成（图2）,布置在燃烧室的每个角上。燃烧器的中心线与燃烧室中央的一个假想圆相切，因而能在燃烧室内形成一个水平旋转的上升气流。每组直流式燃烧器的一、二次风喷口分散布置，以适应不同煤种稳定而完全燃烧的要求，有时也考虑减少氮氧化物的生成量。 油燃烧器 它由油喷嘴和调风器组成。油喷嘴安置在调风器轴心线上，将油雾化成细滴，以一定的扩散角(也称雾化角)喷入燃烧室内，与调风器送入的空气相混后着火燃烧。油喷嘴主要有压力雾化和双流体雾化两种。压力雾化油喷嘴由分流片、旋流片和雾化片组成。油压一般为2～3兆帕。油在旋流片内产生高速旋转运动，经中心孔喷出，在离心力的作用下破碎成细滴，经雾化后的油滴平均直径在100微米以下。双流体雾化油喷嘴利用蒸汽或压缩空气作为雾化介质，使油加速而破碎雾化。用蒸汽作为雾化介质的Y型油喷嘴（图3），因蒸汽通道和油通道