1、前言
    無煙煤是埋藏年代最久、碳化程度最深、揮發(fā)分最低的一個(gè)種煤。我國的無煙煤儲(chǔ)量較大，僅次于煙煤，約3600億噸，多分布于華北、西南和中南地區(qū)，如陽泉礦區(qū)、晉城礦區(qū)、焦作礦區(qū)、京西礦區(qū)、遵義礦區(qū)、芙蓉礦區(qū)的無煙煤都很出名，而福建省的五個(gè)礦務(wù)局幾乎全部為V’≤5%的低揮發(fā)分無煙煤。據(jù)調(diào)查了解，目前全國已有23個(gè)省市（約400個(gè)礦）大量開采無煙煤資源，并用于工業(yè)鍋爐作燃料。無煙煤表面具有明亮的黑色光澤，燃燒時(shí)僅有很短的青蘭色火焰。著火程度無煙煤分為I類、n類、III類。在3種無煙煤中，II類無煙煤燃燒化學(xué)性能差、熱傳導(dǎo)能力低，著火非常困難，燃燼也極為不易。
     ZIA-1.25-WII型臥式快裝鏈條鍋爐是新一代環(huán)保節(jié)能新型鍋爐。該爐研制水平起點(diǎn)高，設(shè)計(jì)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，其中燃用多煤屑的無煙煤、II類煙煤的鍋爐設(shè)計(jì)熱效率達(dá)72.8%屬國際先進(jìn)水平。該項(xiàng)目榮獲福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
     富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
2、鍋爐設(shè)計(jì)主要規(guī)范（參數(shù)）
額定蒸發(fā)量：  4t／h    額定蒸汽壓力：  1.2Mpa
額定蒸汽溫度：193C飽和）  給水溫度：  20℃
排煙溫度：  170℃    爐排有效面積：  66m2
設(shè)計(jì)煤種：無煙煤，II類煙煤
設(shè)計(jì)熱效率：  72 8%    輻射受熱面：  22m2
對流受熱面：  110.13m2    熱管空預(yù)器受熱面：  16.3m2
3、鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    本鍋爐為臥式三回程水火管混合式自然循環(huán)快裝鏈條爐排鍋爐。
    鍋爐本體為單鍋筒縱置式，鍋筒內(nèi)布置二束煙管，其中第二回程為螺紋煙管束，爐膛兩側(cè)布置有光管水冷壁管。鏈條爐排設(shè)計(jì)為中塊活芯爐排片和側(cè)密封結(jié)構(gòu)。配備有上煤機(jī)、螺旋出渣機(jī)、鍋爐控制儀表配有連續(xù)給水，高低水位報(bào)警，危低水位保護(hù)、超壓報(bào)警保護(hù)，鼓、引風(fēng)機(jī)開度遙控及啟、閉聯(lián)鎖等自控裝置。
    煤從料斗落到爐排面上進(jìn)入爐膛燃燒，火焰經(jīng)后拱上部燃盡室和后棚管煙室，進(jìn)入螺紋煙管第一管束到前煙箱，再由前煙箱折回第二煙管束后，通過熱管空氣預(yù)熱器、多管旋風(fēng)除塵器，然后由引風(fēng)機(jī)抽引從煙囪排出。
    冷風(fēng)通過鼓風(fēng)機(jī)送入熱管空氣預(yù)熱器放熱段，經(jīng)熱管加熱后迅速升溫變成100℃左右的熱風(fēng)，通過熱風(fēng)道、分風(fēng)室送入爐膛以供煤的燃燒。
    該型鍋爐的設(shè)計(jì)針對無煙煤、II類煙煤燃燒特性，采用了許多先進(jìn)技術(shù)，并對各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新，使得該爐能取得較好的節(jié)能效果。
3.1燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    無煙煤由于其揮發(fā)份低，碳化程度深，著火點(diǎn)高（90℃以上）、煤末比例大等特點(diǎn)，要保證其及時(shí)和穩(wěn)定著火，就必須設(shè)置合適的拱型結(jié)構(gòu)及改善著火、燃燼的相應(yīng)措施。而爐拱是影響入爐燃料能否及時(shí)著火的關(guān)鍵部件。該爐布置了較為合適的燃燒室結(jié)構(gòu)，即改變后拱水平傾角為a寫，后拱覆蓋率選為7 00~合理選取了適宜的后拱與爐排面的低點(diǎn)距離h與高點(diǎn)距離h2，使之與前拱相配合，同時(shí)還布置了擋火墻，強(qiáng)化了無煙煤的上部引燃，取得了較好的效果。
3.2中塊活芯爐排長度設(shè)計(jì)
    以往按無煙煤設(shè)計(jì)的DZLJ系列0.5-- 4t／h鏈條爐的爐排是采用6_12薄片型爐排片，該爐排片結(jié)構(gòu)簡單，通風(fēng)截面比大（16%以上），漏煤率高可靠性差，當(dāng)采用了加厚措施(6_18)后，金屬耗量有所降低，但漏煤率還是偏大沒有得到很大的改善。
    通風(fēng)截面比是爐排一項(xiàng)極為重要的工作特性指標(biāo)，對于燃料層中空氣流的擴(kuò)散，通風(fēng)死區(qū)的存在與否，以及射流作用的大小有很大的影響，基本確定子爐排漏煤率的大小、焦炭的燃燼程度以及爐排的通風(fēng)阻力。該型鍋爐設(shè)計(jì)的中塊活芯爐排片其長度為200mm這樣爐排通風(fēng)截面比小，爐排片前后交接縫彼此交疊，爐排表面通風(fēng)均勻，有利于煤的燃燒，同時(shí)這種爐排片抗拉強(qiáng)度大，行進(jìn)阻力小，爐排夾灰小可節(jié)約金屬30%以上（每臺(tái)爐節(jié)約爐排鑄件L5噸），對于爐排側(cè)密封也采用了新設(shè)計(jì)的新型結(jié)構(gòu)，減少了爐排側(cè)密封的漏風(fēng)量，改善了燃燒工況，漏煤率降至2%以下。
    實(shí)踐證明，要燒好無煙煤，燃燒室中必須有足夠長的爐排（或有效面積）與前后拱合理布置相配合，才能發(fā)揮爐拱強(qiáng)化引燃的作用并有良好燃燒工況。而Q/R爐排熱強(qiáng)度）也是一個(gè)很重要的指標(biāo)，它的選取不僅與煤種有關(guān)，而且與煤的顆粒度有很大的關(guān)系。為了保證無煙煤的穩(wěn)定燃燒，鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)選用了較低的爐排可見熱強(qiáng)度，q=1852MJ/n~．h(443X103 keac/m2·h，爐排前后軸中心距5 425m爐排有效面積6 67n。
3.3第一煙管束設(shè)計(jì)
    本鍋爐設(shè)計(jì)的第一煙管束為螺紋煙管，螺紋管是一種有效的強(qiáng)化傳熱元件，其放熱系數(shù)要比光管提高2倍。由于螺紋存在凸筋，因此靠近壁面的流體受到擾動(dòng)，使沿邊界層流狀態(tài)變成紊流狀態(tài)，工質(zhì)與管壁間的對流傳熱得到了強(qiáng)化，并節(jié)約了金屬材料。
3.4熱管空預(yù)器設(shè)計(jì)
    對于無煙煤鏈條爐來說，除q損失外，q是第二大熱損失，因此必須布置尾部受熱面。前蘇聯(lián)克諾烈認(rèn)為：“燃燒無煙煤，使著火過程及時(shí)而提早地趨于穩(wěn)定的措施之一，就是采用強(qiáng)烈預(yù)熱的空氣，預(yù)熱的空氣能大大改善燃料的著火和燃燒過程”。美國礦務(wù)局曾對無煙煤火床使用一次風(fēng)及增加風(fēng)量的試驗(yàn)，以研究對鏈條爐排燃料層點(diǎn)火速度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：使用了預(yù)熱空氣，其點(diǎn)火速度顯著地提高，其提高程度幾乎成線性比例。這些試驗(yàn)結(jié)果還表明：空氣流量較大時(shí)采用預(yù)熱一次風(fēng)，點(diǎn)火速度的提高要比空氣流量較小時(shí)快很多。該鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到提高熱風(fēng)溫度不僅降低了排煙溫度減少q2損失，還可促使無煙煤著火線前移，提高點(diǎn)火速度，所以尾部受熱面采用了熱管空預(yù)器，熱管是一種高效傳熱元件，熱管空預(yù)器與列管式空預(yù)器相比，其傳熱量可增加2~3倍，因而結(jié)構(gòu)十分緊湊。同時(shí)由于熱管管壁溫度較高，對防止低溫腐蝕和粘結(jié)性積灰十分有利。由于采用了熱管空預(yù)器，降低了排煙溫度，同時(shí)熱風(fēng)溫度達(dá)到了10 ℃左右，促進(jìn)了無煙煤的穩(wěn)定燃燒。
3.5保溫層設(shè)計(jì)
    本鍋爐保溫層內(nèi)設(shè)耐火磚、硅酸鋁纖維氈及蛭石磚三層，減少了漏風(fēng)，降低了散熱損失。其外殼采用壓型板及壓型骨架固定，外型美觀。
3.6主要配套輔機(jī)
    (1)選用除塵效果好的多管除塵器。
    (2)該鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)熱力計(jì)算和煙風(fēng)阻力計(jì)算的數(shù)據(jù)提供給風(fēng)機(jī)廠，由風(fēng)機(jī)廠根據(jù)提供的數(shù)據(jù)研制了適合該爐參數(shù)的高效節(jié)能風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)型號(hào)為CG4-15Na 4 8A并配有消聲器。引風(fēng)機(jī)型號(hào)為GY4-18 Na 9 8n
    (3)上煤機(jī)為Fc=G-4型翻斗式，出渣機(jī)為HL型螺旋出渣機(jī)。
    (4)電控柜配有檢測、控制、報(bào)警與保護(hù)、順控及聯(lián)鎖等多功能的儀表裝置。
4、該鍋爐主要特點(diǎn)
    (1) DZIA-1.25-WII型臥式快裝鏈條鍋爐結(jié)構(gòu)合理，輔機(jī)配套齊全，自控水平高，外型美觀。
    (2)該型鍋爐能適應(yīng)無煙煤，燃燒穩(wěn)定。鍋爐蒸發(fā)量及各項(xiàng)參數(shù)符合設(shè)計(jì)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并有ioo/6的超負(fù)荷能力。鍋爐設(shè)計(jì)熱效率高，節(jié)能效果好。
    在額定負(fù)荷下，燃用無煙煤時(shí)，其設(shè)計(jì)熱效率為72 81%比JB/T10094-2002《工業(yè)鍋爐通用技術(shù)條件》規(guī)定的合格品效率（64%高8.81%燃用III類無煙煤時(shí)，鍋爐熱效率為76 530~比JBlT10094-2002規(guī)定的合格品效率（720高4530。
    (3)該型鍋爐除塵效果好，燃用無煙煤時(shí)，煙塵排放濃度符合CB13271-20 01《鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。
5、結(jié)語
    DZIA-L 25-WII型臥式快裝鏈條鍋爐，針對無煙煤的燃燒特性和節(jié)能、環(huán)保的要求，在爐拱組合、鏈條爐排及側(cè)密封結(jié)構(gòu)、螺紋管、熱管空預(yù)器、爐墻、多管旋風(fēng)除塵器等方面有創(chuàng)新，能取得顯著的節(jié)能和環(huán)保效果，其水平應(yīng)處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，其中燃用多煤屑的II類無煙煤的鍋爐設(shè)計(jì)熱效率達(dá)72.81%，屬國際先進(jìn)水平。為廣大無煙煤、劣質(zhì)煙煤鍋爐用戶提供了一種高效、節(jié)能、環(huán)保的鍋爐產(chǎn)品。它特別適應(yīng)中、小型企業(yè)的生產(chǎn)、生活需要，市場前景十分廣闊。