工业锅炉链条炉排分类结构及工作过程

工业锅炉链条炉排分类结构及工作过程
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—7 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_8 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 4 t ／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)上的三个链轮相啮合。

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，由于炉排片互相磨损严重，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 ～40 t ／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。

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) 。

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 ～60 t ／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。

每根链条用铆栓将若干个由大环、小环、垫圈、衬管等元件组成的链条串在一起，如图3—10 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—11 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，保持啮合良好。

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。

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 ～400 mrD_ ，主要作用是吸收高温烟气中的热量，再反射到炉排前部，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。

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。

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。

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 ．14 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，从主燃区导入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—15
所示。

后拱的作用，是将燃尽区的高温烟气和过剩的空气引图3—14 链条炉中拱布置示意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。

燃烧无烟煤的炉拱( 一)
(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。

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 ％～60~6 ，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。

又一种燃烧元烟煤的炉拱。

其前拱短，下部
有足够厚度的高温烟气层向新煤辐射放热；后拱虽比所示的短一些,但与前拱配合后形成了一个“喉部'' 区域，能促进可燃物与空气的良好混合并充分燃尽。

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 一16 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。

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 一18 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) 。

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。

燃烧多种煤的炉拱每个风室的风量，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，但分段过多，将使结构复杂，总的经济效果并不理想。

沿炉排宽链条炉风门调整统仓送风和分段送风比较需要风量( 虚线表示分段送风) 燃烧多
种煤的炉拱每个风室的风量，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，但分段过多，将使结构复杂，总的经济效果并不理想。

沿炉排宽
链条炉风门调整示意图统仓送风和分段送风比较需要风量( 虚线表示分段送风) 射作用，将空气带入炉膛，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入，也可由前、后墙同时引入，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—19 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 ．0 nl 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。

4 ．用煤
为了合理地利用我国煤炭资源，提高链条炉排锅炉的燃烧效率，保护环境，我国制定了《链条炉排锅炉用煤技术条鳓(GB ／-I8342) ，对链条炉排锅炉用煤作了规定。

标准中规定链条炉排锅炉用煤分为工级和Ⅱ级，其中I 级煤炭的技术要求比较高，是优质烟煤。