摘要：本文综述了煤粉工业锅炉技术在国内外的发展现状，介绍了不同燃烧器布置方式下的角管式煤粉工业锅炉的结构，并基于实际运行情 况阐述了不同角管结构在煤粉锅炉上的特点和优势；分析了角管式煤粉锅炉技术的潜力。
关键词：角管；煤粉工业锅炉；燃烧器布置
1 煤粉锅炉技术发展的现状
1.1国外概况
中小容量煤粉工业锅炉是发达国家20世纪90年代中后期研发的成熟产品，尤其在德国、法国得到广泛应用，这种锅炉的成功应用是工业发达 国家燃煤工业锅炉的一次技术革命，也是传统燃煤工业锅炉理念的完全升华［1］。公开的资料研究表明，德国的煤粉工业锅炉系统主要定 位在替代油气锅炉，经过20多年的发展，已经形成众多技术标准和近百项发明专利。目前，“异型”大炉膛锅壳式火管锅炉本体制造技术德 国煤粉工业锅炉的关键技术之一，德国的大炉膛锅壳式火管工业煤粉锅炉容量一般小于30 t/h，多在10t/h 左右。典型技术如直吹式 HM 系 列锅炉和中储式Dr.Schoppe 锅炉等。
1.2国内概况
我国现代煤粉工业锅炉系统的研究是从2003年，中国煤科院借科技部“清洁能源行动计划”开始的。中国煤科院借鉴发达国家成功经验，历 时近10 年，开发的高科技系统产品。该产品符合国家紧迫的节能减排形势和政策导向，是传统高污染、高能耗燃煤工业锅炉的升级换代产 品，也是油气锅炉的理想替代品。［2］在研发推广过程中，引领和带动了各专业锅炉制造商、煤粉燃烧技术研究单位以及诸多合同能源管 理单位加入到煤粉工业锅炉系统的实践中。
目前，中国在煤粉工业锅炉应用技术领域取得突破性进展，开发出多种型式的工业煤粉锅炉技术，如小型锅壳式煤粉锅炉，快装D型煤粉锅 炉等。近几年尤其在大容量锅炉领域也取得了重要突破，锅炉主要以立式为主，热水锅炉容量可以达到70MW，蒸汽锅炉达到75t/h，并在工 程实践中得到应用，取得了良好的效果。
角管锅炉是煤粉立式锅炉的典型代表，实现了角管式锅炉在大容量燃煤粉技术上的突破。本文就不同的燃烧器布置方式下的角管式煤粉锅炉 技术做了简述。
2 角管式煤粉工业锅炉技术
2.1 角管式煤粉工业锅炉简介
本炉型根据煤粉燃烧特性，结合角管式锅炉结构研发而成。
锅炉本体采用典型角管锅炉结构形式。锅炉本体不需要钢架支撑，全部由膜式壁及多根大直径下降管构成一个整体框架。
锅炉本体受热面由炉膛辐射受热面及旗式对流受热面组成；尾部采用烟道井结构，布置省煤器及空气预热器；
2.2不同燃烧方式下的角管锅炉结构
经过近几年的不断探索研发，角管锅炉已经实现巨大突破，蒸汽锅炉至130t/h，达到次高温次高压参数，热水锅炉达到70MW，满足了局部地 区集中供热的需要。根据燃烧器布置方式的不同，主要分为燃烧器底置、顶置和对置角管式煤粉工业锅炉：
2.2.1底置角管式煤粉工业锅炉
如图一 燃烧器底置方式，燃烧器布置在锅炉底部，烟气流程为倒U型。
由于此结构下烟气流向与煤粉自重下落方向相反，煤粉在炉膛内的充满度较好，煤粉燃尽率高。
同时，燃烧器底部布置可以实现锅炉运转层与燃烧系统的分离，也有利于燃烧器的检修，煤粉的输送及风道的布置。
2.2.2顶置角管式煤粉工业锅炉
如图二 燃烧器顶置方式，燃烧器布置在锅炉顶部，烟气流程为U型。
煤粉燃烧器为下喷式，有效的解决了煤粉燃烧器结焦、积灰的问题，运行可靠性好。同时通过合理的炉膛结构设计，可以极大的提高煤粉燃 尽率。
炉膛底部配置合理的炉底吹灰装置，基本可以实现锅炉本体不落灰。这样，一方面大大改善了锅炉运行环境；另一方面降低了锅炉整体高度 ，节约了锅炉基础、锅炉房的投资。
2.2.3对置角管式煤粉工业锅炉
如图三 燃烧器对置方式，燃烧器安装在炉膛两侧水冷壁，对冲布置，烟气对冲后呈倒U型。
燃烧器对冲布置，强化了煤粉的燃烧，炉膛底部设置落灰口，避免了焦渣对煤粉燃烧器的影响，燃烧稳定性好，燃尽率高。
锅炉配置2只燃烧器，燃烧负荷调节性能好，可以实现20%~100%负荷下稳定运行。
2.3 角管式煤粉工业锅炉的优点
2.3.1锅炉炉膛结构满足燃烧器技术要求，同时结合已运行锅炉实际经验选取合理的炉膛容积热负荷及断面热负荷，能保证煤粉完全充分燃 烧，负荷调节性好。
2.3. 2锅炉水循环安全可靠
采用典型角管锅炉结构，大直径下降管流通面积大，流动阻力小，提高了循环有效压头，水循环可靠
2.3.3结合烟气再循环技术
结合烟气再循环技术进行炉膛优化设计有利于减少煤粉燃烧时原始NOx的产生。
2.3.4锅炉采用膜式壁，保温密封性能好，外形美观。
3 结束语
工业锅炉作为一种提供热水或蒸汽的重要热工设备，它的存在是必然的和长期的。随着社会和经济的发展，存在的形式（主要指容量和参数 ）可能会发生一些改变，但是以煤为主体燃料的特征不可能改变。
角管式煤粉工业锅炉技术解决了煤粉燃烧设备适应性差，运行稳定性不好的问题，实现了锅炉容量和稳定性的突破，在煤粉工业锅炉产品中 占据了重要的地位；尤其在国家推行热电联产和集中供热的形势下，角管式煤粉工业锅炉技术凭借自身优势将会进一步得到推广。
参考文献：
［1］吴立新，余洁，杜铭华．洁净燃煤中小型锅炉新技术及节能环境效益分析［J］．洁净煤技术，1999，5（1）：34－36
［2］纪任山，王乃继，肖翠微，王永刚．高效煤粉工业锅炉技术现状及应用［J］．洁净煤技术，2009，15（5）：52－56.
作者简介：
王光绪（1982-），中级工程师，大学本科，机械设计制造及其自动化专业，现从事锅炉及压力容器设计工作
论文作者:王光绪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/30
标签：锅炉论文; 煤粉论文; 工业锅炉论文; 炉膛论文; 燃烧器论文; 管式论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第10期论文;