作者：宋玉林 刘晓文 张建生 摘要:承德热电厂2＃炉的分层给煤一直运行效果不好，负荷调节和煤质变化容易造成拉红火，灰渣含碳量高，锅炉热效率低。更换为变层分段分行给煤装置后，形成垫层波峰波谷的布煤形式。运行实践表明：锅炉燃烧充分、运行稳定，单耗和灰渣含炭量降低，热效率升高。
关键词:承德热电厂；变层分段分行；给煤装置；应用
一、前 言
传统的分层给煤装置是煤层在炉排横断面自下而上依次排列为大块—中块—小块—末煤的布煤形式，此种布煤形式在改善燃烧方面取得了一定的成效[1-7]，但在实际应用中也存在诸多问题。
承德热电厂2#炉是正转链条炉排热水锅炉，热功率为29MW，采用分层给煤的布煤方式。但分层给煤一直运行效果不好，负荷调节和煤质变化容易造成拉红火，灰渣含碳量高，锅炉效率低。分析其原因主要是以下三方面问题：
1.分层给煤布煤方式固定单一，炉排横断面布煤不均匀，易出现局部火口、风口，末煤及灰渣在火口处过量风的作用下，易产生翻垄起堆现象，起垄部分的煤层因缺氧燃烧不尽；同时，由于布煤的不均衡，煤层易产生条状燃烧，致使灰渣含碳量高。
2.由于燃烧方式是层燃，上部煤层燃烧后形成灰渣覆盖层,覆盖在未充分燃烧的煤层上部，随着燃烧的过程所积灰渣加厚，造成底部煤层吸收辐射热及供风不足而燃烧不充分。这也是链条锅炉层燃方式普遍存在的问题和缺点。
3.在燃烧低热值、低挥发份煤炭时，因分层给煤布煤形式是块煤居底部，未煤在上部，底部块煤在风室的低温风的作用下，达不到块煤的燃点温度，致使块煤不燃烧，在炉排面上产生一层未燃烧的块煤层，造成能源浪费。
为此，承德热电厂在2005年底对2＃炉的给煤装置进行了更换，将原分层给煤装置更换为变层分段分行给煤装置。近三年的运行实践表明，上述三个问题得到了很好的解决，锅炉运行稳定，热效率得到了提高。
二、变层分段分行给煤装置
1.变层分段分行给煤装置的结构
变层分段分行给煤装置如图1所示，其输煤斗1上口与供煤装置衔接，下部与锅炉本体连接。在输煤斗内上部位置装配有多段可调式煤闸板2，可实现沿炉排宽度方向煤层厚度的调整。在输煤斗内的中部位置横向并排设置有主动布煤辊4和从动布煤辊3，在布煤辊4的侧下方安装有挡煤板5和多段组合筛板6。从动布煤辊3经辊轴座7与输煤斗的两侧壁板相连接，其辊轴座的螺钉孔设置成长园孔，通过固定螺钉与长园孔的配合，可调整从动布煤辊3相对于主动布煤辊4的距离，实现两辊间距的调整。
2.变层分段分行给煤装置的工作原理
变层分段分行给煤装置的工作原理如图2所示。入炉煤由输煤装置进入图1中的输煤斗中，在重力作用下下行至布煤辊上，在布煤辊的转动作用下运动至输煤斗右侧并下落。一部分末煤经两布煤辊之间的间隙漏下，经导流板落在正转链条炉排的前方。在输煤斗右侧下落的煤经挡煤板下落至多段组合筛板上，在筛板的作用下使落在炉排上的煤实现了分层，并沿炉排宽度方向上形成波峰波谷的布煤形式。给煤量由可调式煤闸板控制，由于可调式煤闸板沿炉排宽度方向分为多段并可独立调节，避免原分层给煤布煤的不均匀性，并能够实现炉排上的煤层厚度与布风的分布相一致。最终，入炉煤经变层分段分行给煤装置后在炉排上形成了入图3所示的垫层波峰波谷布煤形式，其特点是，在煤层底部形成一层末煤垫层，在垫层上部依次排列为大块—中块—小块—末煤，沿炉排宽度形成波峰波谷布煤。
三、变层分段分行给煤装置的应用
变层分段分行给煤装置在承德热电厂2＃炉应用后，解决了原分层给煤方式带来的诸多问题。经该给煤装置布煤，在满炉排面上均匀排列出波浪状波峰波谷式煤层，平衡了风室布煤。燃煤进入炉膛预燃区后，呈直线状看火起燃。杜绝了燃煤起火点参差不齐的现象。波谷处助燃煤通风阻力小，首先燃烧，在燃烧过程中，全炉排面上形成均匀有序的多道火口。因满炉排上都是火口燃烧，则不存在局部火口现象。波谷处煤层充分燃烧，并将波峰下部块煤引燃，致使波峰处煤层底部块煤逐渐延伸向上部燃烧。由于煤层底部的燃尽，波峰煤层上部燃煤塌落，因此产生二次搅拌现象，使未燃烧的煤层充分裸露，在上部辐射热和底部燃烧热量的作用下，形成了火焰从煤层底部向上部煤层呈半沸腾燃烧现象。熄火区断火齐整，因此可以关闭熄火点后部的鼓风风室，有效控制了进入炉膛内的冷风量，即提高了炉膛温度，又达到充分燃烧的目的，降低了灰渣含碳量。同时⒏据锅炉运行状况，可相应调整波浪状煤层波峰波谷的间距，调整火口燃烧行距的疏密度，此种燃烧方式，使炉排横断面上通风均衡，使鼓、引风机的风量降低了30%。在充分保证燃烧的风量下，有效控制了过氧燃烧。波浪状煤层展开燃烧表面积，比原有炉排有限燃烧面积增加20％，使锅炉出力功率增加20％。达到节能降耗的目的。这是链条锅炉一种全新的燃烧观念和方式。它彻底克服和解决了正转链条锅炉，及分层给煤技术层燃方式存在的先天不足和问题。
四、应用效果
承德热电厂2#炉更换分层给煤装置以来，解决了运行中布煤不均、燃煤分层效果不理想、燃煤起火线靠后、燃烧不完全、锅炉拉红火等问题，锅炉负荷也达到了额定负荷，运行中还可以超负荷运行。锅炉燃烧条件差、燃烧不稳定等问题也得到了改善，锅炉运行稳定。同时，锅炉的运行经济指标也得到了提高（见下表），燃煤单耗由原来的46.57kg/GJ降低到44.49kg/GJ，灰渣含炭量由原来的11.31％降低到10.88%，锅炉效率由原来的73.26%提高到了77.0%。
参考文献：
[1] 吕建伟 陈海波:锅炉分层给煤装置技术改造总结报告[J].能源工程，2008，(02).
[2] 赵光宇:分层给煤装置在链条锅炉上的应用[J].机械研究与应用，1999，(S1).
[3] 马洪亭:分层给煤装置在链条锅炉节能改造中的应用[J].工业炉，2001，(02).
[4] 郎 敏 王立军 王德强:分层给煤装置在链条炉中的应用[J]. 东北电力学院学报，1996，(03).
[5] 张云文:SFG型分层给煤装置在链条锅炉中的应用[J].节能与环保，2003，(01).
[6] 张纯正:对飞机工厂技术改造的想法[J].航空制造技术，1988，(02).
[7] 栗新鹏:锅炉采用分层给煤装置是节能减污的有效途径[J]. 煤炭加工与综合利用，1998，(06) .