一、 前言： 
煤、天然氣、油都是不可再生的一次能源，我國現(xiàn)階段消耗的主要能源還是以煤、油、天然氣為主。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，能源的需求越來越大，而資源在一天天減少，大量資源的消耗，大量溫室氣體的排放，給環(huán)境帶來的壓力也越來越大。因此而產(chǎn)生的人類社會(huì)發(fā)展與資源緊缺及人類生存與環(huán)境惡化的矛盾越來越突出。我國是一個(gè)能源消耗大國，中國政府十分重視節(jié)能環(huán)保工作，把節(jié)能環(huán)保發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)作為一項(xiàng)長期的基本國策。在這種背景下，我公司與上海同濟(jì)大學(xué)熱能工程研究所及上海四方鍋爐廠共同合作開發(fā)出燃煤鏈條鍋爐、燃油、燃?xì)忮仩t和各種工業(yè)窯爐的節(jié)能解決方案。 
二、燃煤鏈條鍋爐在供熱行業(yè)中應(yīng)用狀況 
鏈條鍋爐是供熱行業(yè)中常用的一種爐型，在我國供熱行業(yè)中廣泛使用，目前75t/h以下蒸汽鍋爐及58MW以下熱水鍋爐多數(shù)采用此種燃燒方式。鏈條鍋爐雖然是一種較好的燃燒設(shè)備，但在使用中存在一定缺點(diǎn)，主要是當(dāng)煤種多變、煤質(zhì)不好時(shí)，造成出力不足，熱效率偏低，運(yùn)行較好時(shí)實(shí)際出力一般為額定出力的60%左右，少數(shù)運(yùn)行不好的僅在50%左右，實(shí)際熱效率較低。 
鏈條鍋爐的改造中，多數(shù)以改造“鍋”為主，而對(duì)“爐”的改造較少，這幾年雖然增加了一些分層給煤裝置，對(duì)鏈條鍋爐的火床燃燒進(jìn)行了一些改善，但層燃的燃燒方式?jīng)]有得到本質(zhì)的改變，特別是當(dāng)煤層厚度較大時(shí)，燃燒不充分及火焰中心區(qū)缺氧，炭氧化為CO后不能繼續(xù)氧化成CO2,鍋爐燃燒得不到根本性改造。因此，傳統(tǒng)的改造方式對(duì)鍋爐燃燒效率的提高極為有限。 
鏈條鍋爐在傳統(tǒng)燃燒方式下存在以下幾大弊?。?nbsp;
1、火床給氧量高，但火焰中心區(qū)卻缺氧 
煤的主要成份是炭粒，炭粒在爐內(nèi)的氧化過程是： 
a.形成絡(luò)合物：3C＋2O2→C3O4 
b.絡(luò)合物分解：C3O4→CO2＋2CO 
c.繼續(xù)氧化：　2CO＋2O2→2CO2 
上述過程是炭粒在鍋爐內(nèi)完全氧化的理論過程。 
鏈條鍋爐在實(shí)際運(yùn)行中，其工況往往是鼓風(fēng)為克服爐排及煤層阻力都需要較大的風(fēng)壓和風(fēng)量，形成爐排水平面上過氧量高，而火床上端火焰中心區(qū)存在著大量的絡(luò)合物及CO卻又得不到充分的氧而形成缺氧，大量的CO得不到繼續(xù)氧而無法繼續(xù)氧化，隨煙氣被引風(fēng)抽走。這就造成燃煤損失較大，而且鼓風(fēng)機(jī)耗電也較高。 
2 、火床煤多為干燒狀態(tài) 
鍋爐使用的煤多為原煤，既有煤塊，又有煤面兒，在鏈條鍋爐實(shí)際運(yùn)行中往往需要向煤中加水浸悶，這樣既可以防止煤面兒被鼓風(fēng)吹起后還未燃燒就被引風(fēng)抽走，造成損失；另一方面，煤塊在浸水后，在爐膛內(nèi)加熱干餾后自動(dòng)爆裂，加大了煤的氧面，提高了煤的燃燒效率。 
我國多數(shù)供熱地區(qū)為嚴(yán)寒地區(qū)，煤澆水后會(huì)凍結(jié)而無法燃燒，只能在鍋爐內(nèi)呈干燒狀態(tài)，這樣既造成了細(xì)小的煤面兒被引風(fēng)抽走，又導(dǎo)致煤塊的爆裂性差，煤無法充分展開，與氧結(jié)合面較小，機(jī)械不完全燃燒損失較大。 
3 、爐膛溫度普遍較低 
鏈條鍋爐受煤質(zhì)變化及煤干、濕狀態(tài)影響，爐膛溫度變化較大，爐膛溫度低（一般在1000℃左右，低時(shí)只有600℃左右），火床著火慢，燃燒強(qiáng)度低，燃燒過程緩慢，在實(shí)際運(yùn)行中反映為爐膛火苗短矮、發(fā)黃發(fā)軟，燃燒效率極低，鍋爐整體運(yùn)行效率下降，鍋爐煤耗增加，鍋爐出力極低（蒸汽鍋爐尤其明顯），給鍋爐工的感覺是干燒煤不提溫。遇此情況鍋爐工只能采取增加煤層厚度，加大風(fēng)配比來提高鍋爐出力，這就進(jìn)一步加大了煤耗和電耗。 
三、層燃+懸浮燃燒技術(shù) 
鏈條鍋爐加煤粉懸浮汽化燃燒技術(shù)，是應(yīng)用目前最先進(jìn)的風(fēng)冷超細(xì)粉碎技術(shù)將熱敏物料煤在較低溫度下，粉碎成特別微細(xì)的顆粒，使煤的燃燒與接近與氣態(tài)燃燒.技術(shù)的內(nèi)容包括;a原煤破碎;b粉塵處理；c原煤的烘干；d爐前制粉；e實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的輸送和配套裝置；f中央控制系統(tǒng)；主要目的是為了強(qiáng)化爐內(nèi)燃燒過程，提高鍋爐燃燒效率及煤種適應(yīng)性。從鍋爐燃燒理論可知，保持爐膛足夠高的溫度是保證鍋爐良好燃燒的首要條件，爐溫高則煤在爐內(nèi)干燥、干餾順利，達(dá)到著火溫度的時(shí)間短，著火容易。爐溫越高，對(duì)煤的著火越有利，煤種適應(yīng)性也就越好。在現(xiàn)有燃煤鍋爐的燃燒方式中，煤粉爐的爐溫最高，煤種適應(yīng)性最好,而且燃燒得比較完全，熱效率高。鏈條鍋爐加煤粉懸浮汽化燃燒方式的機(jī)理是將鏈條爐排和煤粉這兩種不同的燃燒方式有機(jī)結(jié)合，共用在一臺(tái)爐上，互為輔助、互為利用、揚(yáng)長避短。在燃燒過程中，煤粉靠爐排火床點(diǎn)燃，煤粉燃燒形成的高溫火焰提高了爐膛溫度，為鏈條爐排上的煤層著火提供了豐富的熱源，改變了過去鏈條爐單純依靠爐拱熱輻射引燃的狀況，大大改善了鏈條爐排上新煤的著火條件；同時(shí)，穩(wěn)定燃燒的火床又是煤粉氣流著火的可靠熱源，可以保證煤粉及時(shí)穩(wěn)定地著火。另一方面，復(fù)合燃燒設(shè)備在向爐膛內(nèi)給煤時(shí)，同時(shí)向爐膛中心燃燒區(qū)送風(fēng)，提高了爐膛中心區(qū)含氧量，使鍋爐中心燃燒區(qū)內(nèi)的CO繼續(xù)與氧結(jié)合，氧化成CO2，繼續(xù)放出熱量（1kg純炭完全燃燒產(chǎn)生CO2可放出32866KJ熱量，如不完全燃燒產(chǎn)生CO僅放出9720KJ熱量）。 
四、鏈條鍋爐懸浮汽化燃燒成套裝置 
鏈條鍋爐懸浮燃汽化燒裝置是我公司與上海同濟(jì)大學(xué)熱能工程研究所及上海四方鍋爐廠共同合作開發(fā)的高效節(jié)煤裝置，易于安裝（不受鍋爐運(yùn)行限制），操作簡單，顯著改善鍋爐燃燒工況，提高鍋爐出力，節(jié)煤效果明顯。此裝置目前已向國家專利局申請(qǐng)專利。 
1、鏈條鍋爐懸浮汽化燃燒裝置節(jié)能原理 
徹底改善鏈條鍋爐燃燒工況，提高鏈條鍋爐燃燒效率是鏈條鍋爐節(jié)能的根本所在。鏈條鍋爐懸浮燃燒裝置節(jié)煤率不低于10%，熱效率提高10%～20%，鍋爐實(shí)際出力提高0.5～1倍。 
1)懸浮汽化燃燒提高了燃燒效率 
鏈條鍋爐加裝懸浮復(fù)合燃燒裝置后，鍋爐燃燒分為兩大部分，一部分是火床燃燒（層燃方式），一部分是懸浮燃燒。 
a.懸浮燃燒的煤粉在鏈條爐火焰中心由火床引燃，形成高溫火焰。煤粉粒度小，與由懸浮復(fù)合燃燒裝置提供的二次風(fēng)中的氧充分結(jié)合，氧化成CO2，煤粉燃盡率高，煤的燃凈率大于99%。 
b.火床煤層在得到一次風(fēng)提供的充足氧的同時(shí)，得到懸浮燃燒提供的高強(qiáng)度輻射熱，縮短了火床上煤的干餾和著火燃燒時(shí)間，燃燒條件得到明顯改善，煤的燃燒效率及燃盡率均得到提高。 
2)減少了火焰中心區(qū)的CO含量 
，以130mmH2O的風(fēng)壓向爐內(nèi)火焰中心區(qū)輸送1300～3000m3/h的二次風(fēng)，這些二次風(fēng)在為煤粉提供燃燒必需的氧的同時(shí)，也為火焰中心區(qū)提供了大量的氧，為火焰中心區(qū)的CO進(jìn)一步氧化成CO2提供了條件，CO的進(jìn)一步氧化又放出大量熱量（CO進(jìn)一步氧化成CO2可放出熱量為282.989MJ/Kmol）。 
3)火床上的煤層厚度變薄，鏈條速度變慢； 
鏈條鍋爐加裝懸浮復(fù)合燃燒裝置后,鍋爐增加噴煤粉懸浮燃燒，爐溫會(huì)很快提高，這種情況下可以減少進(jìn)煤量，讓火床上的煤層變薄，減慢鏈條的行進(jìn)速度。這樣有利于火床上的煤和氧氣充分接觸。使煤的燃燒更充分。 
4)提高了煤的適應(yīng)范圍; 
鏈條鍋爐加裝懸浮復(fù)合燃燒裝置后,提高了燃煤的適應(yīng)性，懸浮燃燒部分可以燒煤矸石及低熱值的廉價(jià)煤碳，提高了鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 
5)提高鍋爐整體運(yùn)行效率 
懸浮燃燒與火床燃燒相互借力、相互補(bǔ)充，在爐膛內(nèi)形成高溫、高效率的燃燒火焰，鏈條鍋爐爐膛溫升時(shí)間縮短，溫升梯度加大，鍋爐熱效率提高。 
四、推廣應(yīng)用范圍和前景 
1）容量：蒸汽鍋爐容量6～75t/h（工業(yè)、發(fā)電鍋爐）、熱水鍋爐容量4.2～29MW（供暖鍋爐）。 
2）爐型：SHL型、DHL型、DZL型、SZL型、QXL型各種散裝、組裝、快裝鏈條鍋爐；10～65t/h拋煤機(jī)鏈條爐。 
3）行業(yè)：熱電聯(lián)產(chǎn)、化工、造紙、制藥、制糖、食品、糧油加工、紡織、印染、化纖等行業(yè)。 
4）區(qū)域:北方地區(qū)企業(yè)鍋爐房及集中供熱廠。 
5）各種工業(yè)窯爐；如 熱風(fēng)爐、導(dǎo)熱油爐、淬火爐、軋鋼加熱爐、各種烘干設(shè)備等。 
鏈條鍋爐懸浮燃燒汽化技術(shù)，綜合了鏈條爐和煤粉爐的優(yōu)點(diǎn)，具有同時(shí)對(duì)負(fù)荷變化和煤種變化雙適應(yīng)性，符合我國國情，應(yīng)用該技術(shù)改造鏈條爐不僅能大幅度提高鍋爐出力，增大供熱能力，而且能提高熱效率節(jié)約能源減輕CO2排放，是一種高效節(jié)能的新技術(shù)。 
五、改造方案： 
鏈條鍋爐加裝懸浮汽化燃燒節(jié)能裝置，遵循的一個(gè)最基本的原則就是不改變?cè)绣仩t的任何地方，改造后鍋爐的操作方式不變。在滿足鍋爐爐溫的前提下調(diào)整給煤量（降低鏈條速度，降低煤層厚度）、鼓風(fēng)量。即使懸浮汽化燃燒節(jié)能裝置停止運(yùn)行，也絲毫不影響鍋爐的正常運(yùn)行。絕無后顧之憂。  



七、設(shè)備型號(hào)選用 
設(shè)備型號(hào) 噴煤量 配電容量 設(shè)備選型 備注 
ZNR-ZNJM-350 350 15 4噸以下鍋爐 較大噸位鍋爐，建議選用設(shè)備時(shí)，選用雙套。一般不建議選用大規(guī)格的鍋爐。 
ZNR-ZNJM-500 500 18.5 4-6噸鍋爐 
ZNR-ZNJM-750 750 22 6-10噸鍋爐 
ZNR-ZNJM-1000 1000 30 10-20噸鍋爐 
ZNR-ZNJM-1500 1500 45 35以上噸鍋爐 
*給煤除塵器和烘干機(jī)為選配設(shè)備