袁福林1，卢焱2，吴宝臣3
摘要：介绍型煤锅炉在选型及运行方面应着重注意的几个问题：合理选用锅炉的受热面积、尽量选用采用新技术的炉型、正确认识型煤锅炉配用引风机的经济性、尽量燃用优质型煤、正确认识热水锅炉的出水温度等
关键词：型煤锅炉；选型；运行
中图分类号：TK175文献标识码：B文章编号：1004一7948(2006)12-0026-03
1引言
型煤是由无烟煤、焦炭粉、黄土（粘结剂）、稻壳或锯末、助燃剂、石灰石（脱硫剂）按一定比例经粉碎压成一定形状的清洁燃料。目前，市场上用量最多的是尺寸为200mm×200mm×80mm或100mm×100mm×80mm的块状蜂窝型煤型煤块具有一定的强度，一般燃尽后也不松散，另外型煤内加工有脱硫剂，因此型煤锅炉的排烟不经除尘器处理时的原始排尘浓度及烟气中含硫量就能符合GB13271《锅炉大气污染物排放标准》的要求。型煤锅炉还具有锅炉房基建投资小，运行费用低等特点，因此广泛应用于生产和生活各部门。
型煤与散煤相比，其比表面积要小很多，因此它的燃烧速度慢，热功率相同时，传统型煤锅炉的炉排面积应是层燃散煤锅炉的4倍以上。型煤锅炉的煤层厚度大，炉膛大造成型煤炉炉膛热惰性大，因此传统型煤蒸汽锅炉的升压速度慢，用汽设备不想用汽时，炉膛存有大量炽热型煤块仍会继续放热而继续产汽，有的用户不得已将蒸汽排空造成浪费。
由于型煤以上特有的燃烧特点和传统型煤蒸汽锅炉特有的供汽特性，长春市合心锅炉制造有限公司与哈尔滨工业大学合作开发出新一代型煤强化燃烧技术及蓄热式型煤强化燃烧蒸汽锅炉技术。
依据笔者多年从事型煤锅炉设计、制造、运行调试中积累的经验，对型煤锅炉的选型及运行提出如下要点，供同行们参考。
2型煤锅炉的选型
2.1合理选用锅炉的受热面积
由于型煤的燃烧速度较慢，它所需要的炉排面积较层燃散煤锅炉大很多，因此，锅炉的炉体较大型煤锅炉普遍存在出力不足的问题，它的根本原因是所选用的炉排面积在保证燃料燃尽的情况下在单位时间内燃烧不了锅炉额定出力所需的燃料量。甚至有的锅炉设计者都没有认清上述本质原因，片面加大锅炉受热面积企图提高锅炉出力，结果收效甚微，反而带来许多负面影响在设计锅炉时，均需进行热力计算验证在选定的各部分受热面积时各受热面的出口烟温、烟气速度、排烟温度等主要技术指标是否合理因此在锅炉总图上标识的受热面积是经过热力计算校核的，是合理的受热面积。根据我们的经历，在比较正式的招标会上，就曾发生过有的用户只根据锅炉总图上所写的传热面积来决定谁中标，因此有的锅炉制造厂不得以将锅炉总图上的锅炉受热面积改成比实际的要大一些。
锅炉燃烧设备需能够在单位时间内燃尽所选用的燃料且放出相对应于锅炉额定出力的热量。对锅炉受热面的基本要求是要在单位时间内分段按比例吸收掉燃料燃烧所产生的热量，并选用科学的排烟温度。从以上分析可以得知，当锅炉燃烧设备的有效燃烧面积确定后，过分增大锅炉的受热面积对提高锅炉出力的做法是不科学的，锅炉受热面积过大时，存在以下弊端：
(1)造成炉膛温度过低，不利于燃料的及时着火及燃尽；
(2)造成排烟温度过低，尤其对用于采暖的锅炉在负荷较低时更为严重当烟温低于凝点，锅炉的受热面产生酸腐蚀，烟气中所含的灰被贴在管壁上，影响受热面的传热，也会引起烟气流量减少，锅炉的燃烧速度更慢，此时单位时间内产生的热量会更少，排烟温度还会下降，如此往复造成恶性循环。
(3)对于有引风机的锅炉，还会使引风机的叶片贴灰和腐蚀，进而引风机的叶片会失去动平衡，不得以停炉维修或更换引风机。
2.2尽量选用采用新技术的炉型
传统的型煤燃烧技术存在燃烧速度缓慢的问题，是大部分传统型煤锅炉出力不足的根本原因，也是型煤锅炉受热面较快就腐蚀而不能继续使用的一个间接原因一而新的型煤燃烧技术一型煤强化燃烧技术在原有炉排面积上在相同时间内能够燃尽2倍以上的燃料量，较好解决了这一问题。
型煤强化燃烧技术的机理是：炉膛内产生的高温烟气自上而下从新入炉的生煤层上穿过，这样新入炉的生煤能够在较短的时间内完成水分析出，挥发分析出并较快地达到着火温度并开始燃烧，所以就炉排沿长度方向从前至后而言，采用此项技术后型煤的着火点大大提前了。因而型煤的燃尽程度会有很大的提高，灰渣含炭量会降低很多也为接近燃尽的炉渣在炉内多停留一些时间从而降低炉渣带走的热量提供了时间上的保证。但要注意解决炉排片的可靠冷却及入炉生煤析出的挥发分燃尽的问题。
对于间歇用汽的型煤蒸汽锅炉用户，在不用汽期间排掉的蒸汽会增加生产成本，而需要用蒸汽时，由于传统型煤燃烧的特点，不可能在短时间内马上达到额定负荷为解决以上问题，开发出型煤强化燃烧蓄热式蒸汽锅炉技术蓄热式蒸汽锅炉的机理是：当不用蒸汽时，将炉内炽热型煤块放出的热量用于加热给水，将给水加热到饱和水状态，炉膛内的热量储存在饱和水中；当需要用汽时，将在停炉期间产生的饱和水直接加热至饱和蒸汽，这样在短时间内就能使型煤蒸汽锅炉达到甚至超过额定出力。因此采用这项技术后，可以使型煤蒸汽锅炉用户降低生产成本购买蓄热式型煤强化燃烧蒸汽锅炉所增加的初投资，很快会从降低的生产成本中收回。
3型煤锅炉的运行
3.1选用优质型煤
当前型煤市场中煤质差异特别大：有的收到基低位发热值甚至小于2000kcal/kg；由于冬季型煤用量大，有的型煤厂干脆没有烘干设备，压制的型煤以冻块形式外卖，其收到基含水量在20％以上。
给大庆某用户一台标识能供5000m2采暖面积的型煤强化燃烧常压热水锅炉，使用近3个月，锅炉的出水温度没超过45℃。现场取其煤样进行化验发现，其收到基低位发热量为2800kcal/kg，此种煤的价格为380元／t；故建议用户另选型煤，化验新找到的型煤收到基低位发热量为4100kcal/kg，其价格为420元／t；结果，换煤后热水温度可以很轻松烧到60℃，2800kcal/kg的煤每1000kcal价格约为136元，而4100kcal/kg的煤每1000kcal价格约为103元，这就可以看出选用质量好的型煤还是比较经济的另外，燃用劣质型煤还有如下弊端：
(1)在需放出同样热量的情况下，烧劣质型煤的质量（块数）要多，所产生的炉渣也多，相应地因炉渣带走的热量增加同时增加了清运费用。
(2)在需放出同样热量的情况下，若要保证所选型煤都能燃尽，空气要与可燃质充分接触。烧劣质型煤时，将需要更多的空气，此时的实际过量空气系数将更大，将入炉的过量空气从室温加热至排烟温度而造成的热损失更大产生的烟气量增加，也使引风机的电耗增加。
(3)若所选锅炉已定，其炉排面积及长度已固定，在相同的炉排面积上若保证型煤都能燃尽，则所燃型煤的质量（块数）若按相同计算的话，燃劣质型煤时放出的热量要少，所以燃劣质型煤时出力会不足；另外，燃劣质型煤时的炉膛温度要低，这对型煤燃尽及燃烧速度都有负面影响。
(4)在需放出相同热量的情况下，单位时间内向炉内加煤的质量（块数）要多，加煤频率要大，因此会进入炉内更多的冷空气，这样会降低炉膛温度、实际过量空气系数过大
(5)型煤中过多的水分从室温加热至排烟温度排掉会造成更多的热量损失；同时，型煤含水量大，也增大了受热面粘灰及腐蚀的可能性。
3.2不必过分要求锅炉的出水温度非要达到锅炉铭牌上标识的出水温度
锅炉铭牌上标识的出水及回水温度是按国家标准《热水锅炉参数系列》标识的。
依据我国现行的《热水锅炉参数系列》，其中承压锅炉的最低出水温度是95℃。
目前，大部分小吨位型煤热水锅炉均不采用换热器而是采用直接供热形式。此时若仍要求锅炉实际出水温度达到锅炉铭牌上标识的出水温度是没有依据的，原因如下：
(1)热水锅炉实际出力P应按式（1）计算
P＝0.001×D×CP×（tr－th)（1）
式中P一锅炉实际的热功率，mw;
D一锅炉循环水量，kg/s;
CP一水的定压比热容，可近似取4.1868，kJ/（kg"℃）；
tr一热水温度，℃；
th一回水温度，℃。
根据式（1）可知：锅炉铭牌上标注的热水温度是在锅炉额定循环水量下，在回水温度为铭牌上标注的回水温度时，锅炉达到额定出力时能达到的出口水温。
当锅炉的循环水量大于额定循环水量时（循环水泵选得过大时），既使锅炉在达到设计出力且回水温度是铭牌上标注的回水温度时，热水温度也达不到铭牌上标注的出水温度。
对于大多数小吨位型煤热水锅炉，多采用直接供热方式，锅炉的回水就是采暖系统的回水，因此锅炉的实际回水温度要比铭牌上标注的回水温度低，所以这时即使锅炉达到设计出力且循环水量为额定循环水量时，锅炉的实际出水温度也达不到铭牌上标注的出水温度，经过以上分析，在锅炉即使达到额定出力时，由于受循环水量大于额定循环水量及实际回水温度低于铭牌上标注的回水温度的影响，锅炉实际出水温度达不到铭牌上标注的出水温度是完全正常的。因此在上述运行条件下（在锅炉达到设计出力时，实际循环水量大于额定循环水量、实际回水温度低于铭牌上标注的值），要求锅炉出水温度达到铭牌上标注的出水温度是没有根据的。
(2)实际上若锅炉出水温度真达到铭牌上标注的95℃而直接送入采暖系统，有些老式的暖气片及暖气片与管子之间的密封也是承受不了的；有些地热管也是无法承受。
(3)锅炉的出水温度较高时，对于常压热水锅炉存在局部汽化的倾向，而且常压热水锅炉的循环泵吸口正好接在锅炉热水出口上，较高的出口水温应选用热水型循环泵，而热水低于80℃时可选用清水循环泵就可以了一而且对于出水温度较高的常压热水锅炉，热水出口与循环泵连接管应尽量减少转弯且此管高出锅炉出水口的高度距离应严格控制，因为水温高使循环泵入口产生汽蚀的可能性增大很多。
3.3不要简单地认为配引风机会使运行成本增加
采用引风机是强化燃烧的一种方式，是技术上的进步采用引风机有如下优点：
(1)增大了烟气之间、烟气与燃料之间的扰动和混合，从而强化了传热传质过程，有利于燃料的及早着火及燃尽，提高燃烧速度和燃烧效率，增大燃料的适应范围。
(2)对流受热面可以取用较高的烟气速度，可以提高传热系数，减少受热面的积灰和腐蚀，减少锅炉钢材耗量，降低锅炉制造成本。
(3)烟囱截面积可以减少60％以上，在环保许可前提下，烟囱高度不受限制。
经经济技术分析，采用引风机带来的锅炉初投资的降低及高的燃烧效率所带来的经济效益要远高于引风机的电耗。
4结语
通过以上分析，在型煤锅炉的选型及运行时，有几点需特别注意之处，科学地选择型煤锅炉并正确地操作运行，对降低锅炉初投资、减少锅炉运行成本、节约生产成本、延长锅炉使用寿命、保护环境均是大有裨益的。