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鏈條爐排(爐拱、分段送風、二次風等改善燃燒工況的措施 )

發布時間:2015-05-16 09:29  來源:http://www.fslqgs.com/

  鏈條爐排(爐拱、分段送風、二次風等改善燃燒工況的措施 )

  引風 —— 負壓

  鼓風 —— 負荷

  爐排 —— 火床

  新控制策略主要特點

  1、實現時刻追隨室外溫度變化,按需供熱;

  2、實現穩定控制負荷,輸出熱量控制精度為3%;

  3、實現優化燃燒,使火床分布合理穩定,既不半膛火也不落火;

  4、實施本控制方案可節煤約15~25%,節電10~30%。

  鏈條爐排是工業鍋爐中歷史悠久、結構可靠、運行穩定的一種機械化燃煤設備 , 獲得了廣泛的應用。

  一、鏈條爐排的結構

  鏈條爐排的外形好像皮帶輸送機 , 其結構如圖 3-6 所示。

鏈條爐排結構

  其運行過程是煤從煤斗內依靠自重落到爐排前端 , 隨爐排自前向后緩慢移動 , 經煤閘板進入爐膛。煤閘板的高度可以自由調節 , 以控制煤層的厚度?諝鈴臓t排下面分區送風室引入 , 與煤層運動方向相交。煤在爐膛內受到輻射加熱 , 依次完成預熱、干燥、著火、燃燒 , 直到燃盡;以鼊t隨爐排移動到后部 , 經過擋渣板 ( 俗稱老鷹鐵 ) 落入后部水冷灰渣斗 , 由除渣機排出。

  鏈條爐排的結構形式一般可分鏈帶式、橫梁式和鱗片式三種。

  1. 鏈帶式爐排

鏈帶式爐排屬于輕型爐排 , 適用于蒸發量 10t/h 以下的鍋爐 , 其爐排片連接結構如圖 3-7 所示。爐排片分為主動爐排片和從動爐排片兩種 , 用圓鋼拉桿串聯在一起 , 形成一條寬幅的鏈帶 , 圍繞在前鏈輪和后滾筒上。主動爐排片擔負傳遞整個爐排運動的拉力 , 因此其厚度比從動爐排片厚 , 由可鍛鑄鐵制成。一臺蒸發量 4t/h 的鍋爐 , 由主動爐排片組成的主 動鏈條共有三條 ( 兩側和中間 ) 直接與前軸 ( 主動 軸 ) 上的三個鏈輪相啃合。從動爐排片 , 由于不承受拉力 , 可由強度低的普通灰口鑄鐵制成。
鏈帶式爐排片鏈接結構

  鏈帶式爐排的優點是 : 比其他鏈條爐排金屬耗量低 , 結構簡單 , 制造、安裝和運行都比較方便。缺點是 : 爐排片用圓鋼串聯 , 必須保證加工和裝配質量 , 否則容易折斷 , 而且不便于檢修和更換 ; 長時間運行后 , 由于爐排片互柏磨損嚴重 , 使爐排間隙增大 , 漏煤損失增多。

  2. 橫梁式爐排

  橫梁式爐排適用于蒸發量 20~40t/h 甚至更大的鍋爐。

其結構與鏈帶式爐排的主要區別在于采用了許多剛性較大的橫梁 , 如圖 3-8 所示。爐排片裝在橫梁的相應槽內,橫梁固定在傳動鏈條上。傳動鏈條一般是兩條 ( 當爐排很寬時 , 可裝置多條) , 由裝在前軸 ( 主動軸 ) 上的鏈輪帶動。
橫梁式鏈條爐排結構

  橫梁式爐排的優點是 : 結構剛性大 , 爐排片受熱不受力 ,而橫梁和鏈條受力不受熱 , 比較安全耐用 ; 爐排面積可以較大 , 阻力小而風量分布均勻 ; 運行中漏煤、漏風量少。缺點是 : 結構笨重 , 金屬耗量多 , 約是鏈帶式爐排的 2.7 倍 ; 制造和安裝要求高 ; 受熱不均時 , 橫梁易出現扭曲、跑偏等故障。

  3. 鱗片式爐排

鱗片式爐排適用于蒸發量 10~60t/h 的鍋爐。其爐排面通常由 4~12 根互相平行的鏈條 ( 類似自行車上的鏈條結構 ) 組成。每根鏈條用鋤栓將若干個由大環、小環、墊圈、襯管等元件組成的鏈條串在一起 , 如圖 3-9 所示。爐排片通過夾板組裝在鏈條上 , 前后交疊 , 相互緊貼 , 呈魚鱗狀 , 其工作 過程如圖 3-10 所示。當爐排片行至尾部向下轉入空程以后 , 便依靠自重依次翻轉過來 , 倒掛在夾板上 , 能自動清除灰渣 , 并獲得冷卻。各相鄰鏈條之間 , 用拉桿與套管相連 , 使鏈條之間的距離保持不變。
鱗片式爐排的鏈條結構
鱗片式爐排的工作過程

  鱗片式爐排的優點是 : 煤層與整個爐排面接觸 , 而鏈條不直接受熱 , 運行安全可靠 ; 爐排間隙甚小 , 漏煤很少 ; 爐排片較薄 , 冷卻條件好 , 能夠不停爐更換 ; 由于鏈條為柔性結構 , 當主動軸上鏈輪的齒形略有參差時 , 能自行調整其松緊度 , 保持啃合良好。缺點是 : 結構復雜、金屬耗量多 , 該爐排比鏈帶式爐排約高 30%; 當爐排較寬時 , 爐排片容易脫落或卡住。

  在目前的引進技術中 , 采用層狀燃燒的燃燒設備 , 基本上為以上幾種形式的鏈條爐排。由于引進國外先進的爐排生產線 , 爐排片的鑄造精度和整體裝配水平都有很大提高 , 不但減少漏煤 , 而且減少運行故障率。

        二、鏈條爐排的燃燒特點

        鏈條爐排的著火條件較差。煤的著火主要依靠爐膛火焰和拱的輻射熱 , 因而上面的煤先著火 , 然后逐步向下燃燒。這樣的燃燒過程 , 在爐排上就出現了明顯的區域分層 , 如圖 3- 11 所示。煤進入爐膛后 , 隨爐排逐漸由前向后緩慢移動。在爐排的前部 , 是新煤燃燒準備區 , 主要進行煤的預熱和干燥。
鏈條爐燃燒的區域分層

  緊接著是揮發分析出著火并開始進入燃燒區。在爐排的中部 , 是焦炭燃燒區 , 該區溫度很高 , 同時進行著氧化和還原反應過程 , 放出大量熱量。在爐排的后部 , 是灰渣燃盡區 , 對灰渣中剩余的焦炭繼續燃燒。 -

  在燃燒準備區和燃盡區都不需要很多空氣 , 而在焦炭燃燒區則必須保證有足夠的空氣 , 如果不采取分段送風 , 會出現空氣在爐膛前后兩端過剩 , 在中部不足的弊病。

  為了改善上述燃燒狀況 , 通常采取以下三種措施 :

  1. 爐拱布置 爐墻向爐膛內突出的部分稱為爐拱。爐拱的主要作用是儲蓄熱量 , 調整燃燒中心 , 提高爐膛溫度 , 加速新煤著火。其次是延長煙氣流程 , 促進燃料充分燃燒。

  爐拱有前拱、中拱和后拱三種。其中經常使用的是前拱和后拱。中拱多用于鍋爐改造中 , 當供應的煤質較差時 , 作為改善燃燒條件的補充措施。

  (1) 前拱 : 前拱位于爐排上方的前爐墻下部,一般由引燃拱 ( 又稱點火拱 ) 和混合拱 ( 又稱大拱 ) 兩部分組成。引燃拱的位置較低 , 靠近煤閘板,一般距爐排面約 300~ 400mm,主要作用是吸收高溫煙氣中的熱量,再反射到爐排 J 前部,加速新煤的著火燃燒;旌瞎暗奈恢幂^高,主要作用是促進煙氣和空氣良好混合,延長煙氣流程 , 使其充分燃燒。

  圖 3-12所示是常見的幾種前拱結構形狀。

鏈條爐前拱結構示意圖

  圖 3-12(a )所示的前拱 , 由小斜型引燃拱和低而長的混合拱組成 , 起遮蓋作用 , 可減少爐排前部兩側的水冷壁管吸熱 , 保持爐膛前部有較高的溫度 , 以利于新煤烘干和著火。

  圖 3-12(b) 所示的前拱 , 由傾斜型引燃拱和較高的水平混合拱組成 , 能有效地將熱量反射到新煤上 , 改善燃燒條件。

  圖 3-12(c) 所示的前拱 , 由拋物線型引燃拱和較高的水平混合拱組成 , 可將熱量集中反射到新煤上 , 即起到 “ 聚集 “ 的作用 , 使燃燒條件更好。但這種拱的曲線復雜 , 砌筑和懸掛困難,表面不可能光潔 , 不容易收到理想的反射效果 , 所以實際應用不多。

       (2) 中拱 : 中拱位于爐排的中上方 , 如圖 3-13 所示。中拱的作用是將主燃燒區的高溫煙氣引導到爐膛前部 , 促使新煤迅速著火。同時 , 可以儲蓄熱量。保證主燃燒區的煤充分燃燒。
鏈條爐中拱布置示意圖

  中拱通常呈前高后低傾斜布置 , 傾角為 12 。左右。傾角越大 , 從主燃區導人著火區的煙氣量越多 , 越有利于煤的引燃。 但傾角過大時 , 則中拱前部出口端過高 , 使煙氣流速降低 , 不利于傳熱。中拱后部出口端的高度應盡可能地低 , 中拱的長度以能遮蓋主燃燒區為宜。

  (3) 后拱 : 后拱位于爐排上方的后爐墻下部 , 如圖 3-14所示。后拱的作用 , 是將燃盡區的高溫煙氣和過剩的空氣引導到爐膛中部和前部 , 以延長煙氣流程 , 保證主燃燒區所需要的熱量 , 以及促進新煤引燃 , 同時提高爐排后部溫度 , 使灰渣中的固定炭燃盡。

  (4) 常用爐拱舉例 : 爐拱的形狀和尺寸與燃用的煤種密切相關 , 必須有針對性的選用 , 同時各拱之間還需互相配合 , 才能收到明顯的效果。

圖 3-14 是燃燒無煙煤的爐拱簡圖。由于無煙煤含揮發分低 , 著火較困難 , 單靠爐膛前部的煙氣輻射熱是很不夠的 , 因而采用低而長的后拱 , 遮蓋著爐排有效長度的 50%~60%, 迫使后部煙氣帶出的熾熱炭粒 , 在煙氣向前流動時被甩下來 , 促進前部的新煤較快地著火。
燃燒無煙煤的爐拱
圖 3-15 是又一種燃燒無煙煤的爐拱。其前拱短 , 下部有足夠厚度的高溫煙氣層向新煤輻射放熱 ; 后拱雖比圖 3-14 所示的短一些 , 但與前拱配合后形成了一個 “ 喉部與區域 , 能促進可燃物與空氣的良好混合并充分燃盡。
燃燒無煙煤的爐拱2
圖 3-16 是燃燒煙煤或褐煤的爐拱。由于煙煤或褐煤含揮發分較高 , 容易著火 , 燃燒最強烈的區域偏向爐排的前端 , 故前拱的形狀與圖 3-15 所示相似 , 后拱則較短。當燃燒含揮發分很高的煤時 , 前拱還可以適當提高 , 以使爐膛空間開闊些。
燃燒煙煤或褐煤的爐拱
圖 3-17 是燃燒多種煤的爐拱。其前拱采用拋物線型 , 使爐膛前部溫度較高 ; 后拱保持適當的長度。
燃燒多種煤的爐拱

  為了適應燃燒劣質煤的要求 , 有的采用將后拱加長到爐排有效長度的 50% 以上 , 如圖 3-17 中假想線的位置。甚至采用全封閉式的爐拱 , 爐拱幾乎百分之百地覆蓋爐膛空間 , 只在前部兩側開煙氣出口窗 , 供高溫煙氣流過。

        2. 分段送風 為了適應鏈條爐排燃燒各區段需要不同風量的特點 , 在爐排下面隔成幾個風室進行分段送風 ( 一次風 ), 如圖 3-18 所 示。每個風室之間應嚴密不漏 , 以防短路而失去調節作用。為使整個爐排寬度的風量分布均勻 , 宜采用雙側進風。
鏈條爐風門調整示意圖

  每個風室的風量 , 均用單獨的擋風板分別調節。各擋風板的開度 , 需根據不同煤種的特性 , 經過反復運行試驗 , 找出使煤燃燒最佳的開啟位置。當煤種變化時,還需要重新調整,以達到最經濟的運行效果。

一臺鍋爐最多采用 5~6 個風室 , 送風分段越多 , 風量越容易符合燃燒需要 , 見圖 3-19, 但分段過多 , 將使結構復雜 , 總的經濟效果并不理想。
統倉送風和分段送風比較

  3. 二次風

  在層燃爐中 , 從爐排下方送入爐膛的空氣稱為一次風 , 從爐排上方高速吹人爐膛的氣流稱為二次風。在室燃爐中 , 隨燃料進入爐膛的空氣稱為一次風 , 為加強擾動、混合和燃盡 而噴人爐膛的氣流稱為二次風。

  二次風的作用:

  (1) 攪動煙氣 , 使煙氣與空氣很好混合 , 減少氣體未完全燃燒熱損失 ;

  (2) 造成煙氣旋渦 , 延長煙氣流程 , 使飛灰中可燃物質在爐膛內停留較長時間 , 得到充分燃盡 ;

  (3) 依靠旋渦的分離作用 , 把未燃盡的炭粒甩回火床復燃 , 降低飛灰含炭量 , 減少固體未完全燃燒熱損失 , 降低鍋爐初始排塵濃度。

  (4) 當用空氣做二次風時 , 還可補充一次風的不足 , 促進完全燃燒。

  合理的布置與使用二次風 , 一般可提高鍋爐熱效率 5%左右。二次風多數使用空氣 , 有時使用蒸汽、煙氣 , 或者以 上兩種氣體的混合物 ; 如用空氣作二次風 , 最好是熱風 , 以利于提高爐膛溫度。風速一般為 40~7Om/s, 但要選用較大風壓約 2000~4000Pa 的風機。二次風量占總風量的百分比 : 對揮發分含量較少的無煙煤約為 5%, 對揮發分含量較多的煙煤約為 7%~8%, 對揮發分和水分含量都較多的褐煤約為 10% 。二次風量不宜過大 , 否則對燃燒不利 , 而且增加排煙熱損失 , 降低鍋爐熱效率 ; 如用蒸汽作二次風 , 即使鍋爐在低負荷運行時也不會造成爐膛空氣過剩系數太高 , 但其缺點是要耗用蒸汽 , 影響鍋爐凈效率。

  如混合使用蒸汽和空氣作二次風 , 即利用高速蒸汽的引射作用 , 將空氣帶人爐膛 , 能夠綜合提高鍋爐運行的經濟性。

  二次風可單獨由前墻或后墻一面引人 , 也可由前、后墻 同時引人 , 主要根據爐膛出口方向與爐膛深度而定。當由前、后墻同時引入時 , 應將風嘴設在 爐膛喉部 , 而且要將風嘴的 方向錯開布置 , 如圖 3-18 所示。也有將二次風嘴布置在爐膛四角 , 使氣流相切于一個 “ 假想圓 “, 從 而促使爐膛煙氣形成 旋渦 , 以利強烈混合。二次風嘴設置高度 , 應在爐排面以上 約 1.5~2.om 外 , 水平或向下傾斜 10 。 ~25 。角。風嘴多用灰 口鑄鐵制成。在鍋爐升火前 , 應先開啟二次風 , 當鍋爐停用 時 , 應后關閉二次風 , 以免爐膛高溫輻射熱將風嘴燒壞爐拱、分段送風、二次風等改善燃燒工況的措施 , 除用于鏈條爐外 , 還可用于其他層燃爐上 , 尤其是二次風用于拋煤機鏈條爐上 , 對于飛灰的燃盡消除鍋爐冒黑煙作用較大。

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