1．前言
链条炉排锅炉作为我国在用工业锅炉中的重要组成部分，在生产和生活中都发挥着重要的作用。但是，这类锅炉排烟灰尘含量较大，对环境的污染严重，影响了锅炉的效率和使用寿命[1]。在链条炉排上方二次风携带煤粉进入炉膛中燃烧，由于煤颗粒在炉膛中没有充分燃烧便随烟气排出，使得飞灰的含碳量升高，不仅造成锅炉热效率降低，而且锅炉烟囱冒黑烟，环境污染严重[2]。目前对含碳飞灰的处理以飞灰再燃为主，其中一种方式是把飞灰掺入煤中，回送到炉膛内再次燃烧，降低飞灰中的可燃物质，增加燃料的利用效率。由于掺烧飞灰后煤样的燃烧特性不同于单一煤种，因此有必要对掺入飞灰后煤样的燃烧性能进行研究[3]。我厂飞灰大部份经高位沉淀池沉降后，流入渣场，多年来已经和煤渣分开堆放，不需要再花额外的精力进行收集，已经具备了现成使用的条件。并且经长期对飞灰的跟踪调查，已基本掌握沉降飞灰的特性，经过采集不同时段的飞灰样，得出了沉降飞灰收到基低位平均发热量为2000大卡，和省节能中心所测飞灰可燃物含量35.59%较吻合，根据这一重要特点，这部份飞灰已具备了可利用的条件。文中通过在煤中掺入不同比例飞灰进行混烧试验，以期能够找出在不影响锅炉正常运行的情况下最佳的飞灰加入比例。
2．试验方法
本次试验对象是为35t/h燃煤锅炉，是双锅筒横置式自然循环锅炉，燃烧设备为加煤斗和鳞片链条炉排。试验中向煤中加入定量的飞灰，使飞灰中所存的35.59%可燃物得以再利用。试验方法是：1)晾干高位沉淀池沉积的飞灰；2）取样化验飞灰的发热量；3）根据化验结果，针对我厂使用煤炭的特性，计算出可行的理论比例；4）根据理论比例投入试验；5）跟踪燃烧工况及采集相应煤渣样，进行化验分析；6）统计相同产汽量的耗煤量，进行对比分析，得出最终结果。由于飞灰粒径较小，搀兑在煤中后随二次风喷入炉膛在悬浮状态下进行燃烧，尽可能地使飞灰燃烧完全，即燃尽，这样可使固体不完全燃烧损失降低，锅炉效率提高。因此飞灰掺入比例太大或太小都不好，飞灰掺入比例太大会对燃烧造成不良影响，比例太小的话节能效果不明显，达不到预期目的。因此，在整个试验中，最重要的就是通过试验数据来得出最佳的飞灰加入比例。由于我们对飞灰加入量比例的大小一无所知，所以每次试验都是在实际燃烧效果的前提下来进行数据采集分析，并从数据分析中得出最佳的飞灰加入比例。
3．试验结果分析
在整个试验过程中，首先加入3%比例的飞灰进行试验，锅炉正常燃烧26天并无出现异常情况，于是我们在3%的基础上再加两个百分点，加入比例为5%的飞灰进行燃烧试验，锅炉正常运行了25天，燃烧效果得到改善，于是加入7%比例的飞灰进行燃烧试验，在正常运行22天后，发现脱硫塔开始堵塞，并且在实际运行过程中，燃烧情况不是很理想。因此，对飞灰加入比例进行调整，加入6%比例的飞灰进行燃烧试验，锅炉正常运行25天，并且燃烧效果是所有比例中最好的，因此6%为目前飞灰最佳加入比例。下面我们详细对四个不同比例飞灰试验进行分析。
图1显示的是加入3%比例的飞灰后，试验前后平均汽煤比对比。加入3%比例的飞灰后，每吨煤多产过热蒸汽0.24吨，导致了汽煤比提高了0.82，锅炉在相同的给煤量下，加入飞灰后，最高炉膛温度比没加飞灰时提高了18℃，后拱最高温度提高了103℃，前后拱温差由200℃缩小到了100℃，说明加入3%比例的飞灰后，燃烧情况有了改善，单位产汽量增加。
图2显示的是加入5%比例的飞灰后，汽煤比提高了0.1，平均每吨煤多产汽0.34吨，前拱最高温度提高了33℃，炉膛最高温度提高了48℃，炉膛实际燃烧状况跟加入3%比例的飞灰相比变化不大，但是单位产汽量有所增加，说明燃烧继续得到改善。除此之外，加入5%比例的飞灰也没有对脱硫塔产生危害，脱硫塔堵塞的时间和未加飞灰时一致。
图3显示的是加入7%比例飞灰后，试验前后平均汽煤比对比。从图中可以看出，加入7%比例的飞灰后，平均每吨煤少产汽0.41吨，汽煤比降低了0.67，前拱最高温度降低了22℃，后拱最高温度降低17℃，炉膛最高温度降低了47℃，并且从实际运行情况来看，由于7%比例飞灰加入之后煤的发热量降低，蒸汽产量降低，煤耗增加，对锅炉的燃烧产生了不利的影响，并且脱硫塔的堵塞时间也比未加飞灰时缩短，说明7%比例的飞灰已经过大，不适宜加入到炉膛中进行混烧。
图4显示的是加入6%比例飞灰后，试验前后平均汽煤比对比。加入6%比例的飞灰后，平均每吨煤多产汽0.5吨，汽煤比提高了0.63。前拱最高温度降低了76℃，后拱最高温度提高了38℃，炉膛最高温度提高了17℃，说明加入6%比例的飞灰后，整个锅炉的燃烧状况得到了改善，并且脱硫塔的堵塞周期与未加飞灰时一致。由此可以得出，6%为目前飞灰最佳加入比例。
从试验中能够看出，加入一定比例的飞灰会改善燃烧，飞灰搀兑在煤中之后，随二次风一起喷入到炉膛中，由于飞灰粒径较小，在二次风的作用下直接在空中燃烧而不落到炉排上，使得悬浮燃烧得到了加强。相反，悬浮燃烧的加强又使得层燃更好，起到了相辅相成的作用。这就是为什么加入一定比例的飞灰后燃烧得到了改善，产汽量更多。但是，当加入飞灰比例过大时，大量的飞灰颗粒被反送回炉膛中，会对炉内的燃烧状况产生影响，尤其是对颗粒在壁面的沉积速率的影响很大，这一点是不可忽略的[2]。因此，当加入比例为7%时，燃烧不仅没有得到改善，反而抑制了燃烧，而且对脱硫塔也产生一定的影响。
4．结论
通过多次的调整及实际燃烧试验，已经确定了在我们现有煤种中掺入最大飞灰比例为6%，我厂飞灰发热量的范围在1800至2600大卡之间。加入飞灰后，锅炉燃烧稳定，给煤电机频率为15%的情况下，锅炉可带最大负荷28.54吨，炉膛温度达到952℃，后拱温度在同一燃烧状况由389℃提高到400℃。前拱由原来的1032℃下降到1028℃。前拱温度的降低及后拱温度的提高，证明了我们所加飞灰提高了锅炉的悬浮燃烧，增长了火焰长度，其燃烧效果是显著的。飞灰再燃是在不改变锅炉结构，不改变燃烧状态的情况下进行的，使锅炉出力增加，含碳量降低，节约锅炉用煤，投资小，经济效益显著。
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