浅谈炭黑尾气高温高压锅炉的设计

筒 形 稳 焰 装 置 ，能 形 成 高 温 烟 气 回 流 区 ，起 到 点 火 板 的 作 用 。
使 火 焰 在 后 期 具 有 一 定 强 度 的 刚 性 ，加 剧 了 火 焰 的 扰 动 ，后
期也能良好的混合。
(2)
燃 烧 器 四 角 布 置 。燃 烧 器 四 角 布 置 与 炉 膛 下 部 由 耐
本 文 深 入 分 析 炭 黑 尾 气 的 物 理 特 性 、燃 烧 机 理 。介 绍 笔 者 在 开 发 、研 制 1 台 75t/h 、9.8M pa的 炭 黑 尾 气 锅 炉 过 程 中 ， 从 选 择 锅 炉 燃 烧 方 式 、燃 料 送 入 锅 炉 的 位 置 ，到 锅 炉 的 整 体 受 热 面 布 置 、设 计 要 点 等 研 制 心 得 ，供 同 行 们 参 考 ，以 推 动 我 国环保型锅炉的发展。中图分类号:TK222
文献标识码:A
文章编号院1 6 7 2 - 9 0 6 4 ( 2 0 1 7 ) 0 5 - 0 4 7 - 0 2
炭黑尾气是炭黑生成反应过程中高芳烃不完全燃烧裂 解 的 副 产 物 ，成 分 相 对 复 杂 。炭 黑 尾 气 不 允 许 直 接 排 放 大 气 ， 但 可 以 作 为 二 次 能 源 再 利 用 ，如 用 作 锅 炉 燃 料 。
炭黑尾气燃烧反应方程式主要为： 2H2+〇2= 2 H2〇 2CO+〇2=2C〇2
烟 气 中 水 蒸 汽 含 量 极 高 ，炭 黑 尾 气 燃 烧 时 火 焰 黑 度 琢 > 较 大 ，炉 膛 黑 度 琢 ,较 大 ，其 传 热 特 性 不 同 于 高 炉 煤 气 ，炉 膛 辐 射 传 热 比 高 炉 煤 气 锅 炉 大 ，炉 膛 出 口 烟 温 较 低 。相 同 热 值 的 同 等 出 力 高 炉 煤 气 （含 水 量 为 15g/Nm3) 采 用 同 等 大 小 炉 膛 ，理 论 燃 烧 温 度 为 1378益 ，其 炉 膛 黑 度 琢 , 为 0.39,炉 膛 烟 气 出 口 温 度 为 862益 ;而 炭 黑 尾 气 (含 水 蒸 汽 量 30%)理论燃 烧 温 度 为 1396益 ，炉 膛 黑 度 琢 , 为 0.586,而 炉 膛 烟 气 出 口 温 度 为 823.5益 ;从 以 上 数 据 可 以 得 出 ，炭 黑 尾 气 炉 膛 吸 热 比 高 炉 煤 气 炉 膛 吸 热 多 ，炉 膛 出 口 烟 气 温 度 低 ，锅 炉 尾 部 受 热 面 设计两者有较大不同。
板 上 ，水 管 系 统 、过 热 器 全 部 悬 吊 于 锅 炉 顶 板 上 ，省 煤 器 、空
气预热器等尾部受热
面则采用积木式结构
布 置 在 尾 钢 架 部 上 ，并
可 从 后 部 拉 出 ，方 便 于
检修。 2 . 4 设计要点
炭黑尾气低热值，
高 水 份 ，产 生 的 烟 气 氮
氧 化 物 (NOx)含 量 多 、
1 炭黑尾气燃烧特性
炭 黑 尾 气 可 燃 成 分 为 CO、CmHn、 H2; 其 惰 性 气 体 成 分 (N2、C〇2)等 占 大 部 分 ，同 时 水 蒸 汽 含 量 高 达 3 0 % 以 上 ，因此 低 位 发 热 值 极 低 ，其 发 热 值 仅 为 3150KJ/Nm3左 右 。但 进 锅 炉 的 炭 黑 尾 气 温 度 在 200益耀250益 ，锅 炉 热 力 计 算 时 燃 料 发 热 值需考虑燃料气体显热。
2 JG -75/9.8- Q 型炭黑尾气锅炉的开发、设计
2 . 1 主要参数 额 定 蒸 发 量 :75t/h 曰额定蒸汽温度:540益曰额定蒸汽压力
(表 压 ）:9.8MPa;给水温度院158益 ；锅 炉 排 烟 温 度 院 150益 ；排 污 率 : 1 % ; 空 气 预 热 器 进 风 温 度 院 20益 ；锅 炉 设 计 热 效 率 ： 88.3%。 2 . 2 设计燃料
能源技术
ISSN1672-9064 CN35-1 272/TK
浅谈炭黑尾气高温高压锅炉的设计
肖雄信
渊 江 联 重 工 集 团 股 份 有 限 公 司 江 西 南 昌 330001)
摘 要 分析炭黑尾气物理特性、燃烧机理。介绍在锅炉设计中采用双通道空气旋流燃烧器，低热值炭黑尾气燃烧设计 关 键 词 炭黑尾气锅炉设计
火 材 料 砌 筑 而 成 的 蓄 热 稳 燃 装 置 相 配 合 ，形 成 切 圆 燃 烧 ，保
燃 料 组 份 及 特 性 表 见 表 1,炭 黑 尾 气 入 炉 温 度 200益。 2 . 3 总体布置
75t/h燃 炭 黑 尾 气 锅 炉 采 用 单 锅 筒 自 然 循 环 ，膜 式 壁 炉
膛 ，锅 炉 为 全 露 天 布 置 。75t/h炭 黑 尾 气 锅 炉 如 图 1 所 示 。锅
炉 的 整 体 布 置 为 前 吊 后 支 ，“乇”型 布 置 ，锅 筒 支 吊 在 锅 炉 顶
辐 射 传 热 性 能 高 ，因此
设 计 合 理 煤 气 速 度 、旋
转 角 度 ，使 燃 烧 器 火 焰
稳 定 、低 氮 燃 烧 是 重 点 ，同 时 选 用 合 适 的 炉 膛 、布 置 锅 炉 尾 部 受 热 面是该锅炉设计的要
图 1 75t/h炭黑尾气锅炉简图 1一燃烧器曰2— 蓄热稳燃器曰3— 炉膛曰 4一过热器；5— 蒸发器；6—省煤器;7要 烟气脱硝(SCR)曰8— 空气预热器
点。
2.4.1 稳 定 燃 烧
(1)
双 通 道 空 气 旋 流 燃 烧 器 。燃 烧 器 采 用 旋 流 式 ，燃 气 管
在 中 心 ，热 空 气 分 两 通 道 旋 流 送 入 ，内 侧 空 气 通 道 旋 流 方 向
与 煤 气 旋 流 方 向 一 致 ，且 旋 流 角 度 略 小 于 煤 气 旋 流 角 度 ，保
证空气不断被煤气卷吸混合燃烧曰而外侧空气旋流方向与煤
气 旋 流 方 向 相 反 ，并 且 旋 流 角 度 极 小 ，空 气 近 似 于 直 流 ，推迟
了 空 气 与 煤 气 的 混 合 ，保 证 燃 气 在 高 温 火 焰 区 富 燃 料 燃 烧 ，
减 少 NOx的产生。在燃烧器出口设置突扩的耐高温内衬圆