山西郎凤娥座谈：煤粉燃烧技术与煤粉工业锅炉详解
山西郎凤娥座谈|山西郎凤娥近日在环保锅炉技术座谈会中讲到煤粉燃烧技术与煤粉工业锅炉技术的具体情况。煤粉燃烧是一种先进的燃煤技术，具有燃烧速度快、燃尽率高、烟气热损失低等优点，被广泛应用于大型电站锅炉。但由于煤种选择、煤粉制备、炉膛小空间燃烧、高效除尘、自动化控制等技术难题，煤粉燃烧技术迟迟未引进到工业锅炉。90年代，随着各项工业技术的发展，德国首先将煤粉燃烧技术成功应用于工业锅炉。90年代末，我国开始研发煤粉工业锅炉，2006年完成第一台新型煤粉热水工业锅炉和第一台新型煤粉蒸汽工业锅炉的工业设计，并成功投入运行。
通过多种污染物脱除手段，煤粉工业锅炉在保持了煤粉燃烧技术原有优点的基础上，二氧化硫、烟尘等污染物的排放指标均达到标准要求，且对PM2.5细颗粒污染物也达到了很好的净化效果。
锅炉燃烧工况的稳定性和经济性对现代大型火力发电机组安全经济运行有着至关重要的作用，煤粉炉燃烧工况的优劣在很大程度上取决于燃烧器及炉膛的空气动力工况。通过冷态空气动力场试验基于炉内冷态模化技术理论，可以了解并掌握炉内及燃烧器流动规律，验证设计及运行方案;对已有运行不正常的燃烧设备，可通过模化或冷炉试验找出其改正的措施。
煤粉炉通过冷态试验主要确定燃烧系统的配风均匀程度、一二次风的混合情况、四角喷燃器角度及切圆的大小、旋流燃烧器回流区的大小及回流量变化情况、燃烧器的阻力特性;找出合理的运行方式：如低负荷的运行办法、四角燃烧中缺角运行的影响、停用个别旋流燃烧器的方式等。
煤粉锅炉在启动中所采取的点火方式是在炉膛内点燃对角油枪，对炉膛内的耐火材料、金属受热面和烟气直接进行加热，并随着耐火材料、金属受热面和烟气温度的提高逐渐增加油枪的出力或增加点火油枪的投入数量，使炉膛内的烟气温度达到煤粉的着火温度。随着煤粉锅炉容量的不断增加，点火油枪在炉膛沿高度方向布置的数量也不断增多。
煤粉锅炉的煤粉是靠煤粉气流和炙热的烟气在强烈混合后所吸收的对流换热，以及炉膛四壁和高温火焰的辐射换热来达到着火温度的。研究表明，烟气的对流换热是主要热源。当烟气温度达到煤粉的着火温度时(一般由高温过热器出口烟温来判断)，就可以适时的投煤。当煤粉气流着火燃烧逐渐形成火炬后，就可以逐步增加给煤量，减少油枪的出力了。
煤粉炉炉膛中心温度一般在1200℃左右，进入锅炉的煤粉很细约0.02mm，锅炉升降负荷时随着煤量与风量的增加，进入炉内的煤能够迅速完全燃烧，炉内热负荷跟着迅速上升，降负荷时随着煤量与风量的减少，炉内热负荷迅速下降，负荷在短时间能够达到预定目标，协调控制升降负荷速率能达到10MW/min。
煤粉锅炉将燃煤经制粉系统磨制成粒度约1-300μm的细煤粉，然后经燃烧器与助燃的二次风热空气一起喷入炉膛，煤粉与助燃热空气在炉膛内强烈混扰、悬浮燃烧，大约经几秒钟的时间就完成了燃料的燃烧过程，锅炉燃烧情况主要通过火焰监视器来监视。燃烧后产生的灰份约有90%左右以细灰的形态随烟气一起掠过锅炉的各级受热面进行换热后离开炉体。当主、再热器超温或局部受热面超温时，除调整减温水外燃烧上采取增加下层火嘴出力，减少上层火嘴出力，必要时停止部分上层火嘴，增加上层二次风量降低火焰中心位置来调整。
根据电网结构，机组调峰不可避免，煤粉锅炉调峰时当负荷低于额定值50%时，就会出现燃烧不稳，需要投入助燃油枪，以稳定燃烧避免突然熄火或爆燃事故。如果是短时间的停机调峰或机组故障跳闸，重新启动时由于汽轮机缸温较高，冲转时需要较高的蒸汽温度，锅炉启动时由于炉膛稳定性较低，投油、投粉后还需要很长时间才能将汽温烧至需要参数。
煤粉锅炉的一次风作用主要是通过燃烧器向炉膛内喷射煤粉气流，为煤粉的燃烧提供基本的氧气;二次风用来控制总风量。一、二次风相互作用来调整炉膛火焰的中心高度和控制火焰偏斜。由于一次风系统的阻力相对较小，一次风所需的压力也不是很高。
节能是我国能源战略的首要任务，节能减排是我国经济社会可持续发展及应对气候变化的基本策略。长期以来我国工业锅炉的低效率和高污染问题亟待改变。高效、洁净燃煤技术适应了燃煤工业锅炉市场发展的需要。新型高效煤粉工业锅炉系统技术具有广阔的市场推广前景。
【山西郎凤娥介绍】郎凤娥同志出生于1961年1月，山西省忻州市人，中共党员，本科学历，高级工程师。郎凤娥曾带领团队研发新型高效煤粉工业锅炉系统技术，用了4年的时间，完成了第一代新型高效节能环保煤粉锅炉的市场化、商业化推广和实践验证，填补了我国煤粉锅炉小型化难的技术空白。
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