一种新型煤、酒糟、沼气三种燃料混燃的角管锅炉简介

摘 要：介绍了一种新型的煤、酒糟、沼气混燃的角管式锅炉的主要参数和结构特点，该锅炉可有效的利用制酒行业的酒糟、沼气中的热量，降低锅炉对煤炭的需求量，为节能降耗提供一种新途径。

关键词：混燃；角管锅炉；能源

引言

我国是一个能源生产和消费大国，又是以煤为主要能源消费的国家，但是我国能源储备与未来几十年的发展需求之间已经出现很大的缺口，只有通过节约能源和开发新的可替代能源才能解决这一问题。在我国制酒行业，作为酿酒后残余物酒糟和伴生的沼气，虽然含有可燃成分，但长期以来得不到有效的利用，不仅造成污染而且造成安全隐患。为节约煤炭资源并有效利用这部分能源，我公司特开发了一种新型的煤、酒糟、沼气混烧的角管锅炉，既降低了煤的消耗量又可以有效利用原来废弃物中的能源，可以缓和我国能源危机还能减轻环境污染问题。

1 锅炉简介

1.1 本锅炉是一种混燃煤、酒糟、沼气三种燃料的角管锅炉，通过合理组织燃烧，把三种燃料中的潜在能量释放出来，将热能传递给水，使水变成一定参数下的蒸汽，以供发电或生产工艺之用。

本锅炉是在吸取其它生物质锅炉和角管式锅炉经验基础上，通过优化设计而成的，其燃料的适应性好，，燃烧效率高，尤其可解决酒糟燃料含氯、硫量较高时对锅炉受热面的影响，减轻对设备的腐蚀和磨损，也减少了烟气对环境的污染，具有燃烧效率高和低污染的特点。是一种高效节能环保产品。

锅炉水循环为自然循环，N型布置，锅炉本体采用角管式锅炉的自承重结构，尾部采用框架支撑结构，炉膛和下行烟道四周为全焊接膜式水冷壁结构，下行烟道内布置有高、低过热器和两级对流受热面，两级过热器中间设有喷水减温器，尾部上行烟道内布置二段省煤器和空气预热器。

沼气通过布置在炉膛中部的燃烧机控制燃烧

该燃烧机装设可靠的点火程序控制、自动吹扫、火焰检测、和熄火报警及熄火保护装置，燃油、燃气压力超限及欠压报警和保护调节装置、燃油、燃气泄露监测报警装置和故障停运报警等安全保护装置，以确保燃烧器的安全运行。

1.2 锅炉装有下列功能的联锁装置：

全部引风机断电时，自动切断全部送风和燃料供应；全部送风机断电时，自动切断全部燃料供应；燃油、燃气压力低于规定值时，自动切断燃油或燃气的供应；锅炉任何时候启动前必须开启引风机或鼓风机和燃烧器预吹扫1分钟以上，严格按《蒸汽锅炉安全监察规程》的要求进行，以防发生爆炸事故。

本锅炉按室内布置进行设计，运转层标高为7米，锅炉的构架全部为金属结构，适用于7度地震烈度。

2 锅炉主要技术经济指标和有关数据

2.1 主要技术参数：

额定蒸发量： 35t/h

额定蒸汽压力： 3.82Mpa

额定蒸汽温度： 450℃

给水温度： 105℃

一次风预热温度： 70℃

排烟温度： 134℃

燃烧方式： 悬浮燃+层燃

排烟处过量空气系数： 1.4

设计热效率： 85.3%

锅炉外型尺寸（长×宽×高）： 15 m×9.85m×17.5m

设计燃料： Ⅱ类烟煤+酒糟（水分<40%）+沼气

2.2 水质要求

锅炉给水、锅水和减温水品质应符合GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》的规定。

给水及锅水二氧化硅含量应保证蒸汽二氧化硅符合标准，减温水质量应保证减温后蒸汽中的钠、二氧化硅和金属氧化物的含量符合蒸汽质量标准。

3 锅炉结构简述

3.1 锅筒及锅内装置

锅筒内径为1600mm，筒身由Q245R钢板卷焊而成，封头是用同种钢板冲压而成。在锅筒两端封头上均设开有检修人孔。为防止低温的给水与温度较高的锅筒筒壁直接接触，给水管采用套管结构。锅炉的正常水位中心线在锅筒中心线处。最高、最低安全水位距正常水位各为75mm，锅筒装有两只高读水位表、一只电接点水位计，还配有一只平衡容器，可用于装设水位自动控制。为提高蒸汽的品质，降低炉水的含盐浓度，锅筒上装有连续排污管和炉内水处理用的加药管，连续排污率为2%。

锅筒内设有隔板，将锅筒内部分为前后两部分，锅筒给水由锅筒后部引入，经给水分配管均匀地将水送至位于锅筒两侧的大口径集中下降管，锅水经各受热面加热后，汽水混合物进入各受热面的出口集箱（上集箱），在这里，水汽得到初步分离，蒸汽经蒸汽引出管引入位于锅筒上部汽空间的集气管，锅水则被引入位于锅炉两侧的侧壁上集箱，一部分锅水回流到锅筒，参与下一轮循环，另一部分则流入位于锅炉后部的两根下降管，并被分配到各受热面的下集箱。分离出来的蒸汽，经集汽管由锅筒后部引入锅筒，在锅筒内向两侧运动，在锅筒两端折流进入锅筒前半部，经位于锅筒上部的波形板分离器进一步分离后，蒸汽由位于锅筒中间的蒸汽管引出。

3.2 水冷系统

锅炉本体四周及中间隔墙均采用膜式水冷壁全密封结构，膜式水冷壁由Ф60管子和扁钢焊接而成。炉膛宽度4680mm，深度4320mm，炉膛最高处离炉排面的距离为13500mm。燃烧后产生的高温烟气从炉膛后上方经凝渣管180°转弯，进入下行烟道，，在下行烟道内自上而下布置有：高温过热器、低温过热器、对流受热面，均为水平布置。

3.3 过热器

过热器布置在下行烟道上部，共两级。烟气先经过高温过热器，再流经低温过热器。过热器为逆流布置，由Ф38的管子组成，高温过热器管材料为12Cr1MoVG（GB5310）；低温过热器管材料为20（GB3087）。由锅筒出来的饱和蒸汽先自下而上经过低温过热器，然后通过水平布置的喷水减温器再自下而上经过高温过热器。减温器在100%负荷时的调温幅度为40℃。减温后的蒸汽进入高温过热器进口集箱，加热后进入过热器出口集箱，再经主汽阀送往气轮机。

3.4 省煤器

从锅炉本体出来的烟气，通过尾部烟道，自下而上流经钢管式省煤器。钢管式省煤器分上下两组，钢管材料为20（GB3087），错列布置，给水通过省煤器加热后送入锅筒。

3.5 空气预热器

经过省煤器的烟气，自下而上流经空气预热器。空气预热器为管式结构，卧式布置，烟气在管外自下而上流动，空气在管内纵向冲刷，热空气出口温度为70℃左右。空气预热器分为上下两组，用Ф40的焊接钢管制成，材料为Q235A。

3.6 锅炉本体支承

本锅炉为框架式结构，锅炉本体通过焊接在左右侧壁集箱上的四个支撑点，支撑在锅炉本体支承之上，其中右前支承为固定点，左前支承允许向左自由膨胀，右后支承允许向后自由膨胀，左后支承允许水平方向自由膨胀，整台锅炉允许自由膨胀。

3.7 炉墙保温

锅炉本体为全封闭的膜式水冷壁结构，烟气与外界完全隔离，故只需在膜式壁外敷设160mm厚的轻型保温材料即可达到设计保温要求。轻型保温材料通过焊在膜式壁鳍片上的圆钢，以及钢丝网固定在膜式壁外侧，在保温材料外面包覆瓦楞炉衣，尾部为护板炉墙，整台锅炉外表美观、整洁。

3.8 炉排

本炉排采用鳞片式链条炉排技术，炉排片镶嵌在夹板上，这种结构使炉排片受力情况大大改善，更换和维修也十分方便。由鼓风机出来的一次风经过空预器从锅炉两侧送入炉排下面的风仓，然后通过风仓送给炉排，再经炉排片送入炉膛。每个风室布置有调风机构，以满足燃料在燃烧过程中对空气量的不同需求。

3.9 进料装置

煤通过分层给煤装置落入炉排前部，通过炉排的运转带动燃料在炉膛内燃尽，落入出渣机。

酒糟通过炉前2个进料装置进入炉膛，在炉膛内悬浮燃烧和半悬浮燃烧；较重的未燃尽的落到炉排上层状燃烧。

3.10 尾部钢架和平台扶梯

尾部钢架全部为钢结构，可在地震烈度不超过7度的地区安全运行，钢架散装出厂在现场安装。

锅炉在炉顶和集箱、人孔、检查孔等地方布置了平台，以便观察操作和维修，各平台有扶梯相连。

3.11 吹灰系统

本锅炉设计采用弱爆炸吹灰器，其工作原理是利用可燃气体如乙炔等常用气体作燃料，产生一定的峰值压力，并在输出管上的喷口处发出弱爆炸波和强烈的声波反复作用的积灰表面上，使灰震松脱落。以乙炔作爆炸燃料，大约每天消耗一瓶乙炔。

3.12 锅炉范围内的管路布置

锅炉采用母管给水，给水通过给水操纵台进入省煤器，从省煤器出口集箱出来后，由89的给水管路引入锅筒。在锅筒和省煤器之间装有再循环管，为保证锅炉点火启动和停炉冷却过程中省煤器内水的流动，在升火和停炉过程中，开启在循环管路上的阀门，这时由于省煤器内水温较高，而产生自然循环使省煤器得到冷却。

3.13 安全附件

锅炉依据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（1996）的有关规定，配备有全启式安全阀（锅筒上两只DN80，过热器出口集箱上一只DN50），双色水位计（PN6.4 ，DN20 ，L=600），电接点水位计及平衡容器，压力表等；实现水位自动控制及高低水位报警及连锁装置，蒸汽压力自动控制及超压报警和超压连锁保护装置。锅炉装设可靠的点火程序控制及熄火保护装置，以确保锅炉的安全经济运行。

4 结束语

该锅炉自2009年投入运行以来，运行状态良好，经检测各个运行参数符合设计要求，用户对此锅炉十分满意。

该锅炉具有结构紧凑，体积小，重量轻、燃料适用性好的优点，非常适合制酒行业企业使用，不仅可以产生很大的经济效益还可以产生积极的社会效应。

参考文献

[1]冯俊凯，沈幼庭，杨瑞昌.锅炉原理及计算[M].科学技术出版社.

[2]林宗虎，徐通模.实用锅炉手册[M].化学工业出版社.

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