在毛主席革命路線指引下，以階級斗爭為綱，堅持黨的基本路線開展群眾性的技術革新和技術革命運動，我廠職工與市工支部鍋爐技術推廣隊一起，組成“K-4鍋爐燃燒改進小組”在廠黨支部和革妥會的領導下，改進了K-4鍋爐的燃燒方法。經(jīng)過一年的運行及初步測量證明，這種把平流中心進氣生物質(zhì)燃燒機布置在K-4鍋爐側(cè)墻的燃燒法是比較好的。

工業(yè)鍋爐是消耗天然氣的一個大用戶，目前自貢工業(yè)鍋爐盛行的燃燒方法是大氣式火槽燃燒，燃燒空氣依靠煙囪抽力和高壓天然氣的引射力送進燃燒室，空氣速度很低，爐內(nèi)混合不良，這種燃燒方法屬擴散火焰，燃燒強度不高。另外，由于爐內(nèi)負壓較高，漏進鍋爐的空氣量較大，降低鍋爐效率、現(xiàn)在我國有些電廠使用大功率平流多槍式天然氣生物質(zhì)燃燒機，取得了很好效果。這種平流生物質(zhì)燃燒機能否在工業(yè)小鍋爐上使用，則需要做一些試驗工作。我廠的鍋爐，原設計是按淮南煙煤設計的火床爐，據(jù)熱力計算，爐勝出口空氣過量系數(shù)以一1.7，4t／h負荷下爐膛出口處煙氣量為6760Nm3/h，現(xiàn)在改燒自貢天然氣，可以把a降低到1.1這時爐膛出口處煙氣量為3730 Nff13／h這就使流經(jīng)鍋爐對流管束昀煙氣量少45%。這說明，如引風能力足夠，就可以把鍋爐出力從4t／h提高到6 t/h，甚至達8 t/h。提高鍋爐出力的辦法是強化燃燒。鍋爐熱力計算和煙風阻力計算結果表明，在現(xiàn)有較低的煙囪情況下(25m)，加裝一臺送風機，能夠把鍋爐出力提高到6 t/h以上。鍋爐燒煤和燒天然氣主要熱力數(shù)據(jù)比較見表1:

表1 鍋爐燒煤和燒天然氣主要熱力數(shù)據(jù)比較

二、平流中心進氣生物質(zhì)燃燒機的結構

1． 為了把鍋爐出力提高至6 t／h，設計平流中心進氣生物質(zhì)燃燒機應滿足如下要求

1)為了提高燃燒負荷，應產(chǎn)生“密致”的火焰，使在有限的燃燒室內(nèi)迅速燃盡，把高溫煙氣送至對流管束。

2)在確保完全燃燒的前提下，盡量以較低的空氣過量系數(shù)運行來提高鍋爐效率，節(jié)約天然氣。

3)雖然在很低的空氣過量系數(shù)下運行燃燒不析出污染大氣的有害物質(zhì)( NOX，503，CO)。

4)生物質(zhì)燃燒機結構簡單，緊湊，尺寸小，重量輕，制作容易。

5)較小的電耗，生物質(zhì)燃燒機阻力要小。

6)操作方便，使用安全。

2． 生物質(zhì)燃燒機的結構

這種生物質(zhì)燃燒機屬平流生物質(zhì)燃燒機，其結構和技術數(shù)據(jù)見圖l圖2。這種生物質(zhì)燃燒機由一只圓柱形空氣導環(huán)和與導環(huán)同軸線的具有鏟形葉片的空氣旋流器（又稱為穩(wěn)燃器組成。沒有耐火磚砌的噴口，是這種生物質(zhì)燃燒機的特點，約占總風量70%的燃燒空氣平流生物質(zhì)燃燒機軸線流動，30%的空氣量經(jīng)過旋流器產(chǎn)生旋流。這部分空氣流的軸向分量和旋流分量互相結合就產(chǎn)生渦流流動，這可由軸向動量I和旋流量D來描述，旋流強度由如下準則數(shù)確定：為生物質(zhì)燃燒機空氣導管半徑。旋流部份與平流風層的動量交換達到強烈的混合？旋流器的結構是，中心為q<ioB×4.5mm的天然氣進氣管，外環(huán)是函219×5 n1I、1的圓環(huán)和中間焊上12片與燃燒器軸線50。的鏟形葉片組成。旋流器的特點是圓轂（進氣管）與外環(huán)直徑之比為0.5，這對穩(wěn)定火焰和組織三級燃燒的內(nèi)回流形成有巨大影響。天然氣由中心進氣管引入，量過在端部的12只48 mm和8只≯3 mIn的噴孔射入旋流風層，被中心旋流空氣卷成螺旋線后達到平流風層，折轉(zhuǎn)方向射入平流風層，考慮到K-4鍋爐燃燒室寬度3.7m（包括對流管束煙氣進口寬度），只在側(cè)墻布置一只生物質(zhì)燃燒機為了得到較短的火焰，該生物質(zhì)燃燒機采用較大的旋流器，即dlD=0.7（D為導環(huán)直徑，d為穩(wěn)燃器外環(huán)外直徑）。

3． 火焰的產(chǎn)生

整個火焰由回流K，穩(wěn)燃[』，主燃燒K組成。具有回流流動的區(qū)域是空氣流經(jīng)旋流器后發(fā)生旋轉(zhuǎn)，并也使天然氣射流旋轉(zhuǎn)而形成的內(nèi)回流區(qū)，這里把熾熱的煙氣送到生物質(zhì)燃燒機噴口處。這個內(nèi)回流在燃燒器全部負荷范圍內(nèi)是很穩(wěn)定的。具有提前著火的穩(wěn)燃區(qū)，這個區(qū)內(nèi)受火焰輻射，極強烈加熱天然氣空氣混合物。具有紊流擴散的主燃燒區(qū)這個區(qū)域～直伸延到火焰尾部。

4． 生物質(zhì)燃燒機的風量調(diào)節(jié)靠送風機進口擋板和風道調(diào)節(jié)擋板

考慮到生物質(zhì)燃燒機噴口處空氣的均勻分布，把風道擋板布設在遠離生物質(zhì)燃燒機的地方，這就保證了被調(diào)節(jié)檔板所擾動的空氣渦流完全消除后，引進生物質(zhì)燃燒機鳳箱內(nèi)。風箱內(nèi)裝有與空氣導環(huán)同心的反射筒。

5． 燃燒風箱的端蓋板上裝有看火孔和點火孔

點火用點火棒，即用≯13×2mni的小管子，用天然氣點火。

三、生物質(zhì)燃燒機的制造

由于生物質(zhì)燃燒機結構簡單，除卷制圓筒外，其余均由我廠自己制造、安裝、只花了很少費用，和較短的時間。

四、試驗 概況

鍋爐燒自貢天然氣，其成份如下， （以干天然氣為依據(jù)）：

CH4= 96.1% Hzs=o.i% 02-O.18%

C,2H6=1.OI% Hz=0.3% C0z=0.3%

c2H=O.l% co=O.37:0 I\\T2_1.Gl%

據(jù)計算，依發(fā)熱量“I j一8400KCl}N r113.天然氣密度Po-0.7354 KglNm3。理論空氣量V0=9.3\"UNTit3／Nr113，為了判別燃燒方法改進的效果，我們曾制定了一個試驗大綱，準備多花些人力物力，給自貢的今后改爐工作創(chuàng)造條件，我們就想要通過實踐來證明大氣式火槽燃燒和用生物質(zhì)燃燒機燃燒天然氣在技術墨濟上何者為合理，原先曾打算試驗后拆除生物質(zhì)燃燒機，阿用火槽燃燒做試驗，以此作比較。但經(jīng)過一年的實踐，這種燃燒方法不僅燃燒強度高，功率大，而且也表現(xiàn)出一些另外的優(yōu)點，如調(diào)節(jié)靈敏，壽命長，安全等。盡管我廠擴建項目未上去，鍋爐在短期內(nèi)以2t／h左右低負荷運行，也是比較羥濟的，因此，不打算再改用火槽燃燒。

1． 測量項目，方法及測點布置

單位UJ’間內(nèi)天然氣流量用裝在鍋爐房進氣管道上的雙波紋壓差計測量。另外生物質(zhì)燃燒機進口處有壓力表，可測出進氣壓力。送風機出口有用U形玻璃管測量靜壓的測點。風道擋板后面約650mm距離上有測量風量的動莊測點由于距擋板太近，只能全開風道擋板測量風量，而由風機進口擋板來調(diào)流量。風量用皮托管和微壓計測量。生物質(zhì)燃燒機進口處(距風道檔板約1050mm)和爐膛之間有壓差測點，這樣，可以測出生物質(zhì)燃燒機之靜壓差。爐瞠有負壓測．，ji，以供司爐人員控制爐瞠1負壓用（用煙道擋板調(diào)節(jié)）．，該。c羔裝在布置生物質(zhì)燃燒機側(cè)墻上。在生物質(zhì)燃燒機相對的另一側(cè)墻上，有測爐瞠出口煙氣溫度的測。L，用鉑佬一鉑熱電偶測量該點溫度，在第二管束出口處有供對排煙進行成分分析和溫度的兩個測點。測量排煙溫度用鎳鉻一考銅熱電偶。由于沒有飽和蒸汽流量計，汽水則無法準確計量，我們利用鍋爐給水池的水位差來近似測量每小ri¨蒸汽量。

2． 試驗的進行

鍋爐投運以前，進行一次冷態(tài)風量測量，測出了生物質(zhì)燃燒機的阻力系數(shù)g=2.80記錄較全的熱態(tài)試驗進行了兩次。一次天然氣流量為543Nm3／h，產(chǎn)蒸汽約6.14T/h，天然氣進氣壓力為0.35KG/cm2。另一次是天然氣流量為482Nm3/h，天然氣進氣壓力為0.3I、LGI

冷態(tài)測出大風量為7 400N1113／1i，風機出口全壓達178mm水柱，測量結果略高于風的名脾出力。測量時室內(nèi)溫度為10。C。

生物質(zhì)燃燒機的幾點認識

1． 通過一年的實際運行和各方面測

試，證明這種平流中心進氣生物質(zhì)燃燒機改用于小

型鍋爐是適用的。

2． 火焰的形狀、穩(wěn)定性和尺寸，火焰的形狀在很大程度上取決于空氣過量系數(shù)。在正常運行情況下，．生物質(zhì)燃燒機軸線上有一個透明的內(nèi)回流區(qū)。天然氣射流就好象是多輻條的輪盤那樣旋轉(zhuǎn)，后射入平流風層。火焰顏色在風量與天然氣量配得合適時根部蘭色，尾部橙黃色。高負荷時為透明發(fā)光火焰。火焰的穩(wěn)定性很好，一當天然氣從噴孔射出，就立即被旋流風所攜持，被高溫回流氣體點燃。在低負荷時也是很穩(wěn)定的，甚至于由于停電或其他原因必須壓火時，只需關閉風道擋板和風機入擋板，把天然氣量調(diào)到使生物質(zhì)燃燒機如火把那樣燃燒，維持鍋爐長達70多個小時運行。這時只保證鍋爐汽壓在1.～2 KG／crrr2下，使鍋爐處于熱保護狀態(tài)，一當用氣時，啟動風機可迅速升壓，滿足生產(chǎn)用汽。在很小天然氣量和極大風量下也是穩(wěn)定的。天然氣量與空氣量達1:TO下仍能穩(wěn)定燃燒。據(jù)我們估計，額定負荷下可見的火焰直徑約1.5m，長度約3.2mm。

3． 生物質(zhì)燃燒機喉口處空氣流速設計時選用33m／s，由于穩(wěn)燃器直徑偏大，生物質(zhì)燃燒機阻力比較大。通過冷態(tài)風量測量，肖生物質(zhì)燃燒機進風管內(nèi)風速在12-.-13m/s時，進風管道與爐膛之靜壓差（即生物質(zhì)燃燒機的靜壓差）可用下式計算：

通過實際運行，在煙道擋板全開時，于定額負荷6 t/h下，爐膛負壓為3 mm水柱，而鍋爐煙氣阻力以及煙囪阻力計算，爐內(nèi)負壓應有負壓為4 mm水柱，這證明不加裝引風機，用現(xiàn)有較低的煙囪，鍋爐負荷確實帶至U了6 t/h以上。

5． 天然氣噴射速度問題：原設計考慮用12個必8 mm孔和32個43mm孔，當天然氣耗量為556 Nir13／11時天然氣噴射速度約為185m/s。由于從移3 mm孔噴出的天然氣量約占30形，生物質(zhì)燃燒機軸線上的內(nèi)回流區(qū)里，呈現(xiàn)為紅色心軸，火焰的主燃燒區(qū)拖得比較長，后來把≯3 mm孔堵死24只，這樣天然氣噴射速度在235m／s。改后就交成透明的內(nèi)回流區(qū)。天然氣穿透空氣層的深度也更深了，從而改善了天然氣與空氣的混合。因此，這種平流中心進氣生物質(zhì)燃燒機，天然氣射流之穿透風層深度對燃燒有極大的影響我們認為穿進平流風層，但不穿通為好。

6． 經(jīng)驗表明，生物質(zhì)燃燒機的風量調(diào)節(jié)只靠送風機進口導向葉擋板調(diào)節(jié)是不行的。在風道內(nèi)必須裝節(jié)流擋板以調(diào)節(jié)流量。尤其在啟動時，即使全關送風機進口擋板，送風量仍達2000Nff13／1i以上，這顯然是不行的。

7． 設計時是否一定要用耐火材料噴口，穩(wěn)燃器葉片是否要用不銹耐熱鋼的問題，曾擔心過生物質(zhì)燃燒機也許會被燒毀。實踐證明，盡管生物質(zhì)燃燒機噴口接收火焰的高溫輻射，但有高速冷空氣的強烈冷卻作用，從使用看來，燒毀空氣導環(huán)和穩(wěn)燃器的顧慮可以消除了。

8 我廠的生產(chǎn)用汽量變化很大，鍋爐負荷波動頻繁，這種生物質(zhì)燃燒機升負荷快，降負荷迅速，適應了調(diào)節(jié)上的要求。

六、改裝的經(jīng)濟效果

據(jù)測量，在6 t/h負荷下，天然氣耗量約96 Nl113，7t，而同容量鍋廬的火懵燃燒在120N1113.，t，每噸蒸汽節(jié)約24Nm3，／t天然氣，共計耗電量為3.8度，平均每噸蒸汽電耗為0.62度／t，天然氣與電費用的比價約1：2。扣除電費后仍節(jié)約22 .T6Nin3，7t．

七、存在的問題

1． 制作生物質(zhì)燃燒機時，由于時間緊，空氣管暫采用廢料管qb32s×9mm，空氣速度偏高，生物質(zhì)燃燒機阻力偏大，我們認為把導管內(nèi)徑從4305mm放大到<b330nun，這樣，穩(wěn)燃器與導管的直徑比吾一0.667，是為佳的。另外空氣旋流器的葉片與軸線夾角為50。偏大，據(jù)有關文獻報導，應取45。為宜，片由1 2片改為16片，以增加遮蓋度，使空氣全部導流。

2． 進氣管端蓋在運行兩個月后約起2 ium的氧化皮，這是由于高溫回流煙氣沖刷的結果．這將影響生物質(zhì)燃燒機的壽命。我們準備使天然氣噴孔盡量靠近端蓋，強化時端蓋的冷卻，端蓋加裝耐熱鑄鐵或帽蓋以延長壽命。

3． 高負荷時，導環(huán)空氣流量分布不均勻，準備在風道進入生物質(zhì)燃燒機風箱處加裝導流板，消除不均勻性。

4。 調(diào)好空氣量，判別正確的火焰顏色，確定經(jīng)濟的運行情況，這就要求今后做更加艱苦細致的煙氣分析工作。

說明：冷風測量時由于疏忽，沒有記錄送風機電機的電壓和電流，另外爐膛正壓力是估計的，風道

擋捉主開時阻力系數(shù)So= O.lG是按參考文獻取用的。所』Ⅵ，上述的計算風量，僅哄參考。