链条炉排(炉拱分段送风二次风等改善燃烧工况的措施_)

链条炉排(炉拱、分段送风、二次风等改善燃烧工况的措施)引风——负压鼓风——负荷炉排——火床1、实现时刻追随室外温度变化，按需供热；2、实现稳定控制负荷，输出热量控制精度为3%；3、实现优化燃烧，使火床分布合理稳定，既不半膛火也不落火；4、实施本控制方案可节煤约15~25%，节电10~30%。链条炉排是工业锅炉中历史悠久、结构可靠、运行稳定的一种机械化燃煤设备,获得了广泛的应用。一、链条炉排的结构链条炉排的外形好像皮带输送机,其结构如图3-6所示。其运行过程是煤从煤斗内依靠自重落到炉排前端,随炉排自前向后缓慢移动,经煤闸板进入炉膛。煤闸板的高度可以自由调节,以控制煤层的厚度。空气从炉排下面分区送风室引入,与煤层运动方向相交。煤在炉膛内受到辐射加热,依次完成预热、干燥、着火、燃烧,直到燃尽。灰渣则随炉排移动到后部,经过挡渣板(俗称老鹰铁)落入后部水冷灰渣斗,由除渣机排出。链条炉排的结构形式一般可分链带式、横梁式和鳞片式三种。1.链带式炉排链带式炉排属于轻型炉排,适用于蒸发量10t/h以下的锅炉,其炉排片连接结构如图3-7所示。炉排片分为主动炉排片和从动炉排片两种,用圆钢拉杆串联在一起,形成一条宽幅的链带,围绕在前链轮和后滚筒上。主动炉排片担负传递整个炉排运动的拉力,因此其厚度比从动炉排片厚,由可锻铸铁制成。一台蒸发量4t/h的锅炉,由主动炉排片组成的主动链条共有三条(两侧和中间)直接与前轴(主动轴)上的三个链轮相啃合。从动炉排片,由于不承受拉力,可由强度低的普通灰口铸铁制成。链带式炉排的优点是:比其他链条炉排金属耗量低,结构简单,制造、安装和运行都比较方便。缺点是:炉排片用圆钢串联,必须保证加工和装配质量,否则容易折断,而且不便于检修和更换;长时间运行后,由于炉排片互柏磨损严重,使炉排间隙增大,漏煤损失增多。2.横梁式炉排横梁式炉排适用于蒸发量20~40t/h甚至更大的锅炉。其结构与链带式炉排的主要区别在于采用了许多刚性较大的横梁,如图3-8所示。炉排片装在横梁的相应槽内，横梁固定在传动链条上。传动链条一般是两条(当炉排很宽时,可装置多条),由装在前轴(主动轴)上的链轮带动。横梁式炉排的优点是:结构刚性大,炉排片受热不受力,而横梁和链条受力不受热,比较安全耐用;炉排面积可以较大,阻力小而风量分布均匀;运行中漏煤、漏风量少。缺点是:结构笨重,金属耗量多,约是链带式炉排的2.7倍;制造和安装要求高;受热不均时,横梁易出现扭曲、跑偏等故障。3.鳞片式炉排鳞片式炉排适用于蒸发量10~60t/h的锅炉。其炉排面通常由4~12根互相平行的链条(类似自行车上的链条结构)组成。每根链条用锄栓将若干个由大环、小环、垫圈、衬管等元件组成的链条串在一起,如图3-9所示。炉排片通过夹板组装在链条上,前后交叠,相互紧贴,呈鱼鳞状,其工作过程如图3-10所示。当炉排片行至尾部向下转入空程以后,便依靠自重依次翻转过来,倒挂在夹板上,能自动清除灰渣,并获得冷却。各相邻链条之间,用拉杆与套管相连,使链条之间的距离保持不变。鳞片式炉排的优点是:煤层与整个炉排面接触,而链条不直接受热,运行安全可靠;炉排间隙甚小,漏煤很少;炉排片较薄,冷却条件好,能够不停炉更换;由于链条为柔性结构,当主动轴上链轮的齿形略有参差时,能自行调整其松紧度,保持啃合良好。缺点是:结构复杂、金属耗量多,该炉排比链带式炉排约高30%;当炉排较宽时,炉排片容易脱落或卡住。在目前的引进技术中,采用层状燃烧的燃烧设备,基本上为以上几种形式的链条炉排。由于引进国外先进的炉排生产线,炉排片的铸造精度和整体装配水平都有很大提高,不但减少漏煤,而且减少运行故障率。二、链条炉排的燃烧特点链条炉排的着火条件较差。煤的着火主要依靠炉膛火焰和拱的辐射热,因而上面的煤先着火,然后逐步向下燃烧。这样的燃烧过程,在炉排上就出现了明显的区域分层,如图3-11所示。煤进入炉膛后,随炉排逐渐由前向后缓慢移动。在炉排的前部,是新煤燃烧准备区,主要进行煤的预热和干燥。紧接着是挥发分析出着火并开始进入燃烧区。在炉排的中部,是焦炭燃烧区,该区温度很高,同时进行着氧化和还原反应过程,放出大量热量。在炉排的后部,是灰渣燃尽区,对灰渣中剩余的焦炭继续燃烧。-在燃烧准备区和燃尽区都不需要很多空气,而在焦炭燃烧区则必须保证有足够的空气,如果不采取分段送风,会出现空气在炉膛前后两端过剩,在中部不足的弊病。为了改善上述燃烧状况,通常采取以下三种措施:1.炉拱布置炉墙向炉膛内突出的部分称为炉拱。炉拱的主要作用是储蓄热量,调整燃烧中心,提高炉膛温度,加速新煤着火。其次是延长烟气流程,促进燃料充分燃烧。炉拱有前拱、中拱和后拱三种。其中经常使用的是前拱和后拱。中拱多用于锅炉改造中,当供应的煤质较差时,作为改善燃烧条件的补充措施。(1)前拱:前拱位于炉排上方的前炉墙下部，一般由引燃拱(又称点火拱)和混合拱(又称大拱)两部分组成。引燃拱的位置较低,靠近煤闸板，一般距炉排面约300~400mm，主要作用是吸收高温烟气中的热量，再反射到炉排J前部，加速新煤的着火燃烧。混合拱的位置较高，主要作用是促进烟气和空气良好混合，延长烟气流程,使其充分燃烧。图3-12所示是常见的几种前拱结构形状。图3-12(a)所示的前拱,由小斜型引燃拱和低而长的混合拱组成,起遮盖作用,可减少炉排前部两侧的水冷壁管吸热,保持炉膛前部有较高的温度,以利于新煤烘干和着火。图3-12(b)所示的前拱,由倾斜型引燃拱和较高的水平混合拱组成,能有效地将热量反射到新煤上,改善燃烧条件。图3-12(c)所示的前拱,由抛物线型引燃拱和较高的水平混合拱组成,可将热量集中反射到新煤上,即起到“聚集“的作用,使燃烧条件更好。但这种拱的曲线复杂,砌筑和悬挂困难，表面不可能光洁,不容易收到理想的反射效果,所以实际应用不多。(2)中拱:中拱位于炉排的中上方,如图3-13所示。中拱的作用是将主燃烧区的高温烟气引导到炉膛前部,促使新煤迅速着火。同时,可以储蓄热量。保证主燃烧区的煤充分燃烧。中拱通常呈前高后低倾斜布置,倾角为12。左右。倾角越大,从主燃区导人着火区的烟气量越多,越有利于煤的引燃。但倾角过大时,则中拱前部出口端过高,使烟气流速降低,不利于传热。中拱后部出口端的高度应尽可能地低,中拱的长度以能遮盖主燃烧区为宜。(3)后拱:后拱位于炉排上方的后炉墙下部,如图3-14所示。后拱的作用,是将燃尽区的高温烟气和过剩的空气引导到炉膛中部和前部,以延长烟气流程,保证主燃烧区所需要的热量,以及促进新煤引燃,同时提高炉排后部温度,使灰渣中的固定炭燃尽。(4)常用炉拱举例:炉拱的形状和尺寸与燃用的煤种密切相关,必须有针对性的选用,同时各拱之间还需互相配合,才能收到明显的效果。图3-14是燃烧无烟煤的炉拱简图。由于无烟煤含挥发分低,着火较困难,单靠炉膛前部的烟气辐射热是很不够的,因而采用低而长的后拱,遮盖着炉排有效长度的50%~60%,迫使后部烟气带出的炽热炭粒,在烟气向前流动时被甩下来,促进前部的新煤较快地着火。图3-15是又一种燃烧无烟煤的炉拱。其前拱短,下部有足够厚度的高温烟气层向新煤辐射放热;后拱虽比图3-14所示的短一些,但与前拱配合后形成了一个“喉部与区域,能促进可燃物与空气的良好混合并充分燃尽。图3-16是燃烧烟煤或褐煤的炉拱。由于烟煤或褐煤含挥发分较高,容易着火,燃烧最强烈的区域偏向炉排的前端,故前拱的形状与图3-15所示相似,后拱则较短。当燃烧含挥发分很高的煤时,前拱还可以适当提高,以使炉膛空间开阔些。图3-17是燃烧多种煤的炉拱。其前拱采用抛物线型,使炉膛前部温度较高;后拱保持适当的长度。为了适应燃烧劣质煤的要求,有的采用将后拱加长到炉排有效长度的50%以上,如图3-17中假想线的位置。甚至采用全封闭式的炉拱,炉拱几乎百分之百地覆盖炉膛空间,只在前部两侧开烟气出口窗,供高温烟气流过。2.分段送风为了适应链条炉排燃烧各区段需要不同风量的特点,在炉排下面隔成几个风室进行分段送风(一次风),如图3-18所示。每个风室之间应严密不漏,以防短路而失去调节作用。为使整个炉排宽度的风量分布均匀,宜采用双侧进风。每个风室的风量,均用单独的挡风板分别调节。各挡风板的开度,需根据不同煤种的特性,经过反复运行试验,找出使煤燃烧最佳的开启位置。当煤种变化时，还需要重新调整，以达到最经济的运行效果。一台锅炉最多采用5~6个风室,送风分段越多,风量越容易符合燃烧需要,见图3-19,但分段过多,将使结构复杂,总的经济效果并不理想。3.二次风在层燃炉中,从炉排下方送入炉膛的空气称为一次风,从炉排上方高速吹人炉膛的气流称为二次风。在室燃炉中,随燃料进入炉膛的空气称为一次风,为加强扰动、混合和燃尽而喷人炉膛的气流称为二次风。二次风的作用：(1)搅动烟气,使烟气与空气很好混合,减少气体未完全燃烧热损失;(2)造成烟气旋涡,延长烟气流程,使飞灰中可燃物质在炉膛内停留较长时间,得到充分燃尽;(3)依靠旋涡的分离作用,把未燃尽的炭粒甩回火床复燃,降低飞灰含炭量,减少固体未完全燃烧热损失,降低锅炉初始排尘浓度。(4)当用空气做二次风时,还可补充一次风的不足,促进完全燃烧。合理的布置与使用二次风,一般可提高锅炉热效率5%左右。二次风多数使用空气,有时使用蒸汽、烟气,或者以上两种气体的混合物;如用空气作二次风,最好是热风,以利于提高炉膛温度。风速一般为40~7Om/s,但要选用较大风压约2000~4000Pa的风机。二次风量占总风量的百分比:对挥发分含量较少的无烟煤约为5%,对挥发分含量较多的烟煤约为7%~8%,对挥发分和水分含量都较多的褐煤约为10%。二次风量不宜过大,否则对燃烧不利,而且增加排烟热损失,降低锅炉热效率;如用蒸汽作二次风,即使锅炉在低负荷运行时也不会造成炉膛空气过剩系数太高,但其缺点是要耗用蒸汽,影响锅炉净效率。如混合使用蒸汽和空气作二次风,即利用高速蒸汽的引射作用,将空气带人炉膛,能够综合提高锅炉运行的经济性。二次风可单独由前墙或后墙一面引人,也可由前、后墙同时引人,主要根据炉膛出口方向与炉膛深度而定。当由前、后墙同时引入时,应将风嘴设在炉膛喉部,而且要将风嘴的方向错开布置,如图3-18所示。也有将二次风嘴布置在炉膛四角,使气流相切于一个“假想圆“,从而促使炉膛烟气形成旋涡,以利强烈混合。二次风嘴设置高度,应在炉排面以上约1.5~2.om外,水平或向下倾斜10。~25。角。风嘴多用灰口铸铁制成。在锅炉升火前,应先开启二次风,当锅炉停用时,应后关闭二次风,以免炉膛高温辐射热将风嘴烧坏炉拱、分段送风、二次风等改善燃烧工况的措施,除用于链条炉外,还可用于其他层燃炉上,尤其是二次风用于抛煤机链条炉上,对于飞灰的燃尽消除锅炉冒黑烟作用较大。煤层的厚度要根据煤的种类来确定。一般无烟煤100~150mm；烟煤150~200mm；褐煤300mm，泥煤400mm。2．在锅炉运行期间如何省煤，我认为可从以下几方面考虑：①合理控制排烟温度（根据煤的含硫量来确定，一般在160~180℃左右）；②保持良好的燃烧工况和炉膛温度（1200左右），③减少化学不完全燃烧热损失；在炉排正常运行时，尽量不拨火，减少漏煤等机械不完全热损失；④锅炉运行期间尽量关闭锅炉房门窗，减少散热损失；⑤正常情况下，应保证燃煤距离链条炉排渣口400mm左右燃尽，以合理降低灰渣物理热损失。总之，锅炉的运行需要掌握一些理论知识，但更重要的还是靠经验的积累这个厚度是根据炉子的蒸发量来确定的，目的是为了满足炉内的热负荷。根据热负荷算成所需的煤量，然后根据锅炉炉排的速度就能算出煤层厚度，一般就把这个算出来的厚度当做最佳厚度就可以了，如果太厚会造成燃烧不充分，照成损失。太薄有满足不了炉内热负荷的要求，。锅炉节能的方法很多，就链条炉而言。首先大蒸发量锅炉比小蒸发量锅炉效率要高，煤种的不同对同一中锅炉的效率也有影响。设计煤种时效率最高，也最节能。此外在设计负荷时效率也最高，一般为最大负荷的80%左右效率最高。在设计上可添加省煤器，空预器等尾部受热面来增加锅炉的热利用，也就是达到节能，但要注意的是尾部