链条炉排炉拱分段送风二次风等改善燃烧工况的措施.docx
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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(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。
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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。
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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。
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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。
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(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。
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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。
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(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。
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(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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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;阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
(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。
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(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。
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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。
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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。
谚辞調担鈧谄动禪泻類。
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。
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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。
熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
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,。
鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
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,但要注意的是尾部受热面得布置不易过多。
过多会引起排烟阻力增大,增加风机的功率,增加电耗,会使整体经济性下降,尾部受热面增加也会使排烟温度过低,排烟温度最好不要低于160度,过低会照成低温腐蚀。
在炉膛设计上可以对炉拱进行设计改造,根据不同的煤种的挥发分的含量设计炉拱的长度和形状。
煤的挥发分高炉拱要长些。
因为要给挥发分的析出留些时间,同时炉拱形状的设计可以使高温烟气发生扰动。
形成湍流,可以增强换热,也可以是烟气在炉内停留时间加长。
促进传热和使挥发分和飞灰燃烧完全。
水冷壁的合理布置也能达到节能的目的,合理的布置可以使锅炉水循环系统很好的循环,增强换热。
最后可以考虑二次风的引入,链条炉的二次风主要是加强炉膛内烟气的扰动,促进燃烧。
但二次风的引入会使锅炉的结构复杂,在小型的锅炉就可以不加二次风。
一次风的合理分配也是影响锅炉效率的一个重要的方面,一次风的合理布置可以促进煤的燃烧,是炉排上的煤燃烧完全。
一般根据煤种的不同对风仓的鼓风量也不同。
就五个风仓的炉排来说一般开放程度我记得是1/8,1/4,1/2,1/4,1/4.但是根据煤的不同可适当的调节风仓开度的大小。
纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
总而言之,节能可以认为热效率的提高和经济性收益最大。
有时可以增加排烟温度已达到减小风机的功率,这样虽然使锅炉的排烟损失增大,但是电耗减小,总的经济性却得到了提高。
颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
烧锅炉时让锅炉达到设计负荷运行就可以了。
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