烟梗—煤双燃料流化床锅炉设计和运行研究

工作。烟梗直燃方式下，在氧量充足且燃烧稳定时，烟梗析出挥发分并迅速燃烧，焦油组分在炉内完全燃烧，不会带来焦油危害。但在锅炉实际运行过程中，以下两种情况均较易带来焦油危害：

（1）低温启动过程。锅炉低温启动时，由于燃料量少、配风不均匀、炉膛温度低、燃烧较不稳定，烟梗挥发分不完全燃烧，产生的焦油可能未燃烧完全就离开炉膛并在锅炉尾部受热面凝结。

（2）燃烧不稳定。打叶复烤企业生产过程中需要的蒸汽负荷并不稳定，当锅炉负荷有较大波动时，可能会由于汽压变化过大、燃烧系统调节相对滞后而引起锅炉燃烧不稳定，烟气中焦油成分未完全燃烧离开炉膛，其之后的受热面受到危害。

3 烟梗-流化床双燃料锅炉设计和运行特点

3.1 采用双燃料锅炉技术

贵州烟叶复烤有限责任公司黔西南复烤厂每年仅能提供6000吨左右的烟草固废，以烟梗作为唯一燃料所生产的蒸汽量不能满足企业正常生产用汽需求，因此在该企业锅炉选型上，选用烟梗-煤双燃料锅炉，采用双燃料联合运行方式。同时，由烟梗燃料基础物性分析可知，燃用烟梗的锅炉其受热面易积灰和结渣，采用烟梗-煤双燃料燃烧方式，根据实际负荷情况灵活调整燃料比例，利用煤基燃料的飞灰冲刷烟梗积灰可以有效缓解烟梗纯烧方式下尾部受热面易积灰和结渣的现象，减少吹灰周期，避免过度吹灰对锅炉受热面产生不利影响，提高锅炉运行的可靠性。

3.2 锅炉本体针对性设计及运行优化

保证烟梗完全燃烧对减少锅炉不完全燃烧损失、提高锅炉运行经济性具有重要意义，主要受到以下三个因素影响：（1）合理的炉膛温度；（2）合理的燃料预热时间；（3）充足的燃烧时间。因此，为提高锅炉运行的经济性和安全性，对烟梗-煤双燃料循环流化床锅炉本体采取了以下针对性设计：

（1）合理的炉膛温度。锅炉在运行过程中应严格控制其炉膛温度。炉膛温度过高或过低，均会影响锅炉的正常运行。炉膛温度过低，烟梗不完全燃烧易析出焦油，引起尾部受热面结渣而堵塞。炉膛温度过高，烟梗燃烧后产物中灰容易软化结焦，恶化锅炉受热面传热性能，不利于锅炉安全性和经济性运行。

在炉膛本体设计中，通过对主燃烧室和燃烬室受热面合理布置，确保了较高的炉膛温度，保证了燃料完全燃烧。

锅炉运行优化：不同运行工况下，采取煤和烟梗切换投入方式——主要以炉膛温度700℃以上才投入烟梗燃料为原则，保证了燃料完全燃烧，避免焦油的产生。针对锅炉运行中两种典型不利工况，采取以下操作：a.锅炉冷态启动时，先投入煤，将炉膛温度加热到700℃以上后，再投入烟梗，防止烟梗低温条件下不完全燃烧析出焦油；b.锅炉压火停炉时，先停止投入烟梗燃料，待蒸汽压力和炉膛温度逐渐降低并稳定后再停止投煤，也能有效减少烟梗不完全燃烧损失、减轻锅炉受热面的积灰和结渣。

（2）合理燃料预热时间。烟梗挥发分含量较高，在炉内燃烧过程中，如果不能保证合理的空气量以及烟梗与空气充分的接触面积，易造成燃料局部缺氧，不完全燃烧析出焦油，引起尾部受热面的堵塞。该系统采用气力方式对烟梗粉末进行输送并通过较好的配引风手段保证燃料与空气充分的接触面积，输送气体经空气预热器加热后，能有效去除烟梗中的水分，防止给料机堵塞，加快烟梗燃烧速度，保证烟梗的完全燃烧。

（3）充足的燃烧时间。尽量延长烟梗燃料在炉内的停留时间是减少燃料不完全燃烧损失，提高锅炉效率的重要措施之一。为保证烟梗充足的燃烧时间，采取以下针对性设计：a.在炉膛后部布置两级燃烬室，相当于增加了炉膛高度，延长了焦油及其他挥发分燃烧时间；b.利用合理的二次风布置，通过将后墙的二次风口上移和前墙的二次风口下移，形成一个高度差，使炉内烟梗尽可能向炉膛下部压制，减缓挥发分上移速度，以延长烟梗在炉内停留时间；c.在床料选择方面，选择石英细砂等热容量较大且粒径相对较小的床料，保证了足够的蓄热并降低了流化速度，也有效延长了烟梗在炉内停留时间。

（4）吹灰布置。锅炉受热面的所积的灰、渣不仅会恶化传热，甚至还会腐蚀设备，严重时造成停机停炉等恶性事故。因此，为尽量减轻烟梗燃烧后锅炉受热面积灰而堵塞，增强换热效果，保证锅炉安全经济性运行，本锅炉在尾部受热面、省煤器和空气预热器处共安装有六组燃气脉冲方式自动吹灰装置。

4 结束语

2015年1月10日该项目建成，实际运行数据表明：采用烟梗-煤双燃料锅炉，一年减少煤耗5000吨标煤以上，二氧化硫年减排500吨以上，减少固体废物1000吨以上，年处理烟梗固废6000吨以上，同时其二氧化硫、氮氧化物、烟尘等烟气污染物排放量远低于锅炉大气污染物排放标准相关规定，既实现了资源的可循环利用，又达到国家相关环保的要求，实现了经济效益和社会效益的双丰收。

文章主要对烟梗-煤双燃料流化床锅炉设计和运行展开分析和研究，但打叶复烤企业对运行环境要求较高，为有效缓解生产过程中的物料扬尘造成的固废污染，实现清洁生产，从整个锅炉系统方面考虑，还增设了全封闭物料循环系统和除尘系统。运行结果表明：有效地避免了细小物料扬尘造成的固废污染，外排废气含尘浓度低于30mg/m3。

参考文献

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作者简介：张宁（1975，12-），男，汉族，云南曲靖，本科，贵州烟叶复烤有限责任公司，工程师。

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