链链条炉炉排及炉拱设计

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1、链链条炉炉排及炉拱设计链条炉排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 人 , 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

2、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。

3、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 2040t/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 ）

4、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 1060t/h 的锅炉。其炉排面通常由 412 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

5、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

6、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 平都相关图形KU呵储杀炉列站崗1衣苗斗2捋秋医；i-犁褂d-仲注遗迪索&現至駅板Y曹史雄誉门E动力电帆9-披富驟曉 5屯功陀 ll-#4-K*吃魅闸祓13煤斗Mffil拱吃试帳eiA轴逅罐图3-7链带式炉排片连接结构1主动炉推片2从动炉排片I品:T靡钢菽託m.:门7图3 8战梁式链条炉排结构1亠炉排墙板：2-紬承3轴4一横柬支架5 -链轮6炉地甩.（?u

7、lO. GDITu CTi图3-9鱗片式炉推的诫条结构I九环2小环3眾圈4-洌栓5大孔（穿拉杆）i小孔 娄夹板）7奁酱8螺桂处：螺砒JPr. npifi空行程图MIO鱗片式炉排的忑低过程丁作行程有很大提高 , 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

8、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

9、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

10、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

11、 , 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

12、 , 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 是燃烧元烟煤的炉拱简图。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 是又一种燃烧元烟煤的炉拱。其 前拱短 ,

13、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

14、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

15、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 56 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 407Om/s, 但要选用较大 风压约 20004000Pa 的风机。 二次风量占总