关于燃煤工业锅炉链条炉排专业化生产现状

171关于燃煤工业锅炉链条炉排专业化生产现状王世昌中国电器工业协会工业锅炉分会顾问摘要：本文叙述了链条炉排20世纪以来在中国的发展及现状。介绍了中国几个主要炉排制造厂的产品、产量、工艺设备及产品质量情况。并论述了中国炉排专业化生产存在的问题、差距和提出建议。0前言目前燃煤工业锅炉的市场严格受控于能源与环保政策。能源多元化结构形式是我国今后长期的政策，大幅度开发清洁燃料，限制污染严重的不符合标准的煤炭使用。据统计我国的一次能源消费比例为：1995年2000年煤炭74.6%63.8%石油17.5%30.1%天然气1.8%3%其他1.9%显然工业锅炉煤炭消耗量减少了10.8%（石油当量），而燃油、气量增加。以前燃油气锅炉的蒸发量占全年总产量的约7%，而2001年以上升到15.5%。燃煤工业锅炉的产量减少与日益严格的环保政策对燃煤锅炉提出更高的排放要求分不开。2000年9月1日开始实施《中华人民共和国大气污染防治法》以法律确定了对燃煤锅炉的整治，其中要求：各地政府改进城市能源结构，推广清洁能源的生产和使用，重点城市应停止燃用高污染燃料，推广改用天然气、液化气或其他清洁燃料。再大中城市建高污染燃料的禁燃区，在人口稠密的市区逐步取消燃用原煤。8个省市自治区直辖市开始限制燃煤的含硫量。2001年我国原煤开采量96417.9万吨。关闭了高硫煤矿井6045个（年产量约3685万吨）。虽然环保方面对燃煤采取了严格的限制，但我国能源结构中煤炭仍占主要消费，到2010年之前，它仍占总能源消费量65%；到2040年前还占50%。为此，国家在能源政策上，将改革煤炭结构作为对煤炭行业的导向，它们是：限制开采高硫、高灰份煤，着力提高优质煤的比重；加大煤炭清洁利用技术力度；大力开发洗煤、型煤、动力配煤、水煤浆、煤炭气化和液化、逐步提高煤炭洁净利用水平、逐步限制直接燃用原煤。国家虽然加大了洁净煤利用力度，但要达到发达国家的供应水平，在短期内还是难以实现的。为此对近期内我国工业锅炉还是要燃用原煤或部分动力配煤。172占中国燃煤工业锅炉80%以上的链条炉排锅炉必须适应能源结构及环保标准要求，改造产品的性能，提高燃烧效率；除改进相关技术、工艺方面外，链条炉排的专业化生产是产业结构调整，达到生产高质量炉排的重要组织措施。1中国链条炉排工业锅炉的现状长期以来中国的工业锅炉制造重“锅”轻“炉”，致使炉的结构、工艺落后，成为影响锅炉整体性能---热效率低，排放污染严重的主要原因之一。在锅的方面，受压件制造由国家技术监督部门监督，从产品设计。制造装备，检测手段及工艺均得到重视，并开发了各种炉型。而在炉的部分，总的情况是：(1)炉排形式单调，容量不大。老的链条炉排有链带式，容量为0.5t/h—10t/h;鳞片式，容量为6.5t/h—35t/h;往复炉排，其中有平推式和斜推式两种容量为1—10t/h。因为排放问题，抛煤机炉排、振动炉排、翻动炉排及下饲式燃烧设备没有得到应有的发展。(2)炉排结构陈旧，质量不高。由于缺乏炉排试验研究基地，在设计上普遍是互相抄袭，在工艺上缺乏专用设备，炉排片铸造大多从作坊式的小工场外协，他们都手工制造，熔炼设备简单。因此质量问题多，如炉排密封不严，配风不均，侧密封漏风；炉排断裂、走偏等严重影响了燃烧效率。从而使锅炉热效率低。目前工业锅炉热效率普遍在65%--75%，比欧美国家的低10%--15%。(3)炉排制造没有专用设备和专业化生产。炉排是在高温下工作的机械，应由机械专业设计和配以专门工艺设施制造。但中国的锅炉厂大多数既作锅，又作炉。对锅的制造，工艺及工装都较完善；而对炉就不够重视。特别是外协炉排片质量差，几何尺寸公差、材质均达不到标准要求；而对炉排本体的冷作加工粗糙，又无检验设施。(4)燃用原煤对炉排性能影响严重。至今中国工业锅炉燃烧的基本是原煤，只有少数地区有一些动力配煤。原煤的粒度小于3mm的细末含量大于60%，大于10mm的仅占15%--25%。在20世纪60年代，我国也从国外引进链条炉排锅炉，其炉排制造精良，但燃烧原煤则锅炉达不到出力，运行不正常。为了提高链条炉排锅炉的用媒质量，国家煤炭部联合有关部门制订了GB/T18342-2001《链条炉排锅炉用煤技术条件》。但估计在短期内中国的煤炭供应难以实现标准要求。(5)在计划经济时期，由国家组织有关科研部门、大专院校与锅炉厂结合，对炉排的配风、密封结构及燃用原煤等作了一些研究、开发工作。到了20世纪后半期，由于国家对节能、环保工作的加强，中国工业锅炉的浪费能源和严重污染环境的状况引起了国内外的普遍重视。在政府的支持下，组织大专院校同工业锅炉厂联合对炉排燃用原煤及配风、密封等作了一些研究。发明了不同的炉膛组合拱型，适应各种原煤的燃烧；开发出大块活心炉排片，解决了小颗粒的漏煤；研制出分层燃烧装置，使煤173落在炉排上大颗粒在下面，细末盖在煤层上面；根据不同炉排结构研究出各种配风均匀和密封装置。这些研究成果较好地提高了中国工业锅炉燃烧原煤的燃烧效率，已在工业锅炉产品中普遍推广使用。(6)在20世纪末以来中国链条炉排的发展。1996年以来，在国家多元化能源政策和严格的环保标准的驱使下，中国工业锅炉产品的结构发生了变化。小容量的燃煤锅炉市场需求减少，代之转向燃气、油锅炉。而为配合国家大力发展小区和区域的集中供热政策，发展大容量的燃煤热水锅炉和热电联供的大型工业锅炉。目前，29MW、56MW、63MW链条炉排的热水锅炉以及115MW的循环流化床热水锅炉及热电联供的蒸汽锅炉都已运行使用。1995年—1998年及2001年的五年中，中国生产了工业锅炉616,76台，254,846t/h。共有11种燃烧方式，其中8种是燃煤的，共计501，32台，223，549t/h，占总产量的81.28%（台），87.72%（t/h）。其中链条炉排锅炉为346，71台，166，545t/h，占燃煤锅炉的70.29%（台），84.88%（t/h）。另外，在1995年时，0.5t/h—6t/h的链条炉排锅炉生产了8417台，273，63t/h，占当年链条炉排锅炉产量的88%（台）及66%（t/h）；而到2001年，0.5t/h—6t/h的链条炉排锅炉只生产了3776台，133，25t/h，占当年链条炉排锅炉产量的75%（台）及42%（t/h）。五年来小容量燃煤锅炉减少了13%（台）和24%（t/h）。集中供热，热电联产促进了大容量链条炉排锅炉的发展，大容量链条炉排的形式也有很大发展，如无锡锅炉厂开发了65t/h的鳞片式双炉排；在GEF《高效工业锅炉》项目（下称“GEF项目”）的推动下，上海四方锅炉厂引进了丹麦VolundCo.的无后轴鳞片式链条炉排，容量从10t/h—40t/h；并采用双炉排，开发了80t/h热水锅炉。从1997年起，辽宁省永宁机械厂陆续开发了29、40、65、80及90t/h横梁式链条炉排。继其之后，无锡湖光炉排厂、大连阳光锅炉辅机厂也陆续生产了横梁式炉排。至2002年，这三个主要炉排厂共生产了横梁式炉排20—90t/h锅炉的横梁式炉排94台。其中，永宁厂78台，阳光厂14台。湖光厂2台。此外，为了便于用较大容量的锅炉去更新单层布置的小容量锅炉，特开发了使用于单层布置锅炉房的小鳞片式炉排，其容量为2t/h--40t/h。受到老锅炉房用户的欢迎，仅几年，上述三个厂就生产了3657台小鳞片式炉排。(7)炉排制造设备更新，组织专业化生产。由于GEF项目的支持，我国的三个炉排制造厂引进了国外的先进铸造生产线，从而彻底改变了这三个企业的手工作坊式铸造生产。其中，永宁机械厂引进了日本新东的生产线；湖光炉排厂和天津宁河炉排厂引进了美国HomterCo.的生产线。现在永宁厂全部铸件已机械、自动线造型；另两个厂的铸件今年也能告别手工造型。目前，我国的大容量锅炉炉排的制造，除了少数几个规模大的锅炉厂如上海四方、无锡及杭州外，都是委托专业炉排厂生产的。1742中国炉排专业化制造厂的概况中国具备规模的炉排专业制造厂约有十家，而规模较大的包括永宁机械厂、湖光炉排厂和天津宁河炉排厂在内也就四五家。(1)炉排生产的品种、规格链条炉排包括以下几种：链带式，锅炉容量为0.5t/h—15t/h。鳞片式有三种，1）大鳞片式（标准型），锅炉容量为10t/h—75t/h；2)小鳞片式（炉排片长≥330mm），锅炉容量为2t/h—40t/h；3）引进Volund的鳞片式（炉排片长400mm），锅炉容量为10t/h—80t/h。横梁式，锅炉容量为20t/h—90t/h。往复炉排有两种，1）平推炉排；2）斜推炉排。锅炉容量为1t/h—15t/h。活络心大块炉排，锅炉容量为2t/h—20t/h。另外GEF项目引进的南非汤姆逊链带式炉排正在试制中，锅炉容量为1t/h—10t/h。各种炉排片的材质基本是150—200号灰铸铁。其中，横梁式炉排片、Volund炉排片及往复炉排片的1—3排炉排片均为含铬1.2%--1.5%的耐热低合金铸铁。(2)炉排产量中国炉排行业近五年来的产量以燃烧方式统计，1995年全国链条炉排共生产了9518台，锅炉出力41，739t/h。其中瓦房店永宁机械厂（下称“永宁厂”）产量为337台，合锅炉出力3041t/h。分别占全国产量的3.54%和7.29%。2001年，全国链条炉排产量5039台，合锅炉出力31，252t/h。而永宁厂共生产655台，合锅炉出力8288t/h。已占全国产量的13%（台）和26.5%（t/h），五年增长了四倍。这说明在中国炉排专业化生产大有前途。该厂从1998年至今，已累计生产各种炉排2523台合锅炉出力30，082t/h。其中，横梁式炉排75台，合锅炉出力4451t/h。其次是大连阳光锅炉辅机厂，2002年生产炉排307台，合锅炉出力6010t/h。第三位的是无锡湖光炉排厂，2002年生产炉排403台，合锅炉出力5465t/h。仅以上三个厂2002年共生产炉排2138台，锅炉出力21，046t/h。就占全国产量的四分之一。（3）生产工艺与装备及更新改造。为在竞争中生存，各个炉排厂都在不同程度地进行技术改造，改进工艺，设备更新，以为达到JB/T3271-2002“链条炉排技术条件”要求创造条件。如，永宁厂乘参加GEF项目的机遇，建立铸造分厂，引进了日本新东铸造设备厂先进的FBOⅡ型自动水平无砂箱造型生产线和砂处理设备，并相应配备了熔化冲天炉、1吨熔化电炉及先进的清砂设备；2001年又建立了环形压模铸造生产线，使所有铸件均已达到机械造型。为提高炉排的装配质量，还新建了冷作焊接车间、机加工车间等，建成了中国第一个先进的炉排制造工厂。两年来，已生产铸件6000多吨。湖光厂参加GEF项目后，引进了美国的Humter水平分箱自动铸造线；并筹资建了全钢结构现代化厂房；添置了两台3吨的电炉。还有阳光厂和天津宁河炉排厂适当添加部分设备也基本能满足炉排工艺的要求。175（4）产品的质量。近几年来，各主要炉排厂开始重视产品质量，取得了锅炉厂的认可和用户的信任。他们添置了铸件的专用检测设备、仪器仪表；建立起质量保证体系和控制指标；在管理上制定了质量记录、统计制度，以及具有技术力量雄厚的产品质量反馈和售后服务体制。如永宁厂还加强了理化试验设施，新建了理化试验中心，除常规的材料物理、化学试验外，又增添了成套的型砂试验设备，如型砂紧缩率试验仪、型砂颗粒度、含泥量、含水量等专用测试仪器。规定每小时型砂必须取样，打出试验报告。在检验铁水方面，采用炉前快速测定仪，并配备了瑞士先进的24通道光谱自动测量仪。每小时提出一份铁水试验报表，为铁水的配比提供准确的数据，以达到现代化的铸造质量管理。在制造工艺上，他们对如鳞片式的链带、横梁式的链节等重要传动零部件要经5吨以上的拉伸试验，保证连带间的公差配合，从而减少了炉排跑偏现象。由于用了机械造型，炉排片的几何公差配合能达到设计要求，使炉排的漏煤、漏风减少。如在北京花家地供热公司的29mw热水锅炉，配永宁厂生产的横梁式炉排，经多次运行实测，固体不完全燃烧损失只有6%。所以，随着近年来炉排质量逐渐好转