锅炉中抛煤机炉和链条炉排炉及往复炉排炉的燃烧特点

锅炉工作原理：

锅炉就是利用水的比重不同，把里面的水加热后，由于热水比重小会升到上部，而热水加热后变冷后比重变大，就会下沉，

然后再通过锅炉的加热室把里面的凉水加热，水的温度就会上升，这样热水上升就会进入家里的暖气片中，然后进行散热，散热后凉水就会重新流到锅炉的加热室里从而进行来加热。

家用锅炉循环泵的工作原理:家用的取暖锅炉在使用时，首先要接通电源，然后再对温控系统进行调温，并将探头吸在铁管或锅炉上，最后再将锅炉点火升温，

当水温达到设定温度后温控灯亮起，水泵就会启动并工作，当温度低于设定的温度时，锅炉循环泵就会停止工作。

双锅筒纵置式链条炉一般为10~20t/h燃煤锅炉，主要特点就是热效率相对较高，而且可以做成过热蒸汽锅炉。但成本也高点。

链条炉排相对于手工司炉方式和抛煤机，效率更高，关键是稍大的锅炉不可能用手烧，否则累死人

为了实现加煤和除灰的机械化，链条炉排结构作为燃煤工业锅炉的一种燃烧方式，已应用相当广泛。锅炉中采用的链条炉排型式有链带式，横梁式和鳞片式三种。一、链带式炉排 它们的炉排片的形状好象链节，用圆钢串连成一个宽阔的链带。炉排的传动有变速箱传动、间歇液压传动和晶闸管无级调速传动等。 间歇液压传动机构简单，但间歇运动对燃料稳定燃烧不利，且液压设备容易漏油，现在已很少采用。一般采用晶闸管和其他机械无级变速传动机构，其效果较好。 链带式炉排具有如下几点特性：1、链带式炉排结构简单，金属耗量较少，制造成本低，安装制造和运行管理都比较方便。 2、由于自身结构原因，链带式炉排的通风截面是一般的16％左右，甚至更高。这使得漏煤量比较大，且运行一段时间后炉排片之间磨损严重，加大了通风间隙与漏煤量，一般漏量可达3％～7％。 3、轻型链带式炉排长时期运行后，圆钢拉杆极易变形，同时炉排片较薄、强度较低，许多炉排片串在一根圆钢拉杆上，有时互相配合不良；主动轴上的链轮直接和主动炉排片楔合，使主动炉排片在热应力和拉应力的作用下，容易折断，折断后更换比较困难。 4、容量较小的锅炉，大多数采用轻型链带式炉排。它只适用于10t／h以下的锅炉应用。 5、为了解决轻型链带式炉排片断裂问题，我国很多地区研制了大块炉排片，其结构就是把原来分为多片的炉排片合起来铸成一块。在这基础上经过改进，研制了带活络芯片型链带式炉排片，在使用上取得较好的效果。二、横梁式炉排 横梁式炉排的炉排片是安装在横梁上，炉排片不受力。横梁固定在两根或三根的链条上，链条的传动，一般用前轴做主动轴，与电动机变速机械相连，前后轴上链轮啮合，完成炉排的运行。链条上固定的许多横梁，横梁槽内装有几种型号的炉排片，有普通的炉排片，调整炉排片以及封闭炉排片等。 横梁式炉排的特点有： 1、横梁式炉排的结构钢性大，炉排片装在钢性较强的横梁上，主动轴上链轮通过链条带动横梁运动，而炉排片不受力，故工作条件较好，不容易发生受热变形。 2、炉排面比较平整，而且耐用。有的炉排片有一个长长的犟三，筐前亏护排片互相交叠，可以大大减少漏煤损失。炉排通风截面比约4.5%~9.4%。3、维修方便，即使有炉排片损坏，亦可在运行中方便地更换炉排片：它可在20t／h以下锅炉中应用，并能燃用无烟煤。 4、其缺点是结构笨重，金属耗量太大。另外，这种炉对链条的强度要求较高。由于链条所承受的载荷大，使得链条与链轮的啮合力量也较大。提高了对链条，链轮的加工精度要求。如果几根平行的链条由于加工质量、安装质量不好，个别链节与链轮脱离啮合，爬到链轮的齿顶上去，即产生爬牙现象，严重时会损坏链条或磨掉链轮齿牙。 横梁式炉排除一些旧式锅炉外，目前国内已很少使用。 三、鳞片式炉排 鳞片式炉排整个炉排根据宽度不同有4到12根互相平行的链条，拉杆穿过节距套管，把平行工作的炉链串连起来，组成链状的软性结构。炉链通过铸铁滚筒支承在炉排架上，沿支架支承面移动。链片上用销钉固定炉排夹，炉排片就嵌插在炉排夹板上。当炉排转到下部空行程时，炉排片可以翻开，清除粘在上面的灰渣，同时充分进行冷却。这种炉排对链轮的制造和安装要求较低，因为链条之间没有钢性连接、所以主动轴上几个链轮的齿形参差不齐时也可以稍作自动调整，也正因为如此，在炉排较宽时，可能发生排片成组脱落或卡住现象。 鳞片式炉排结构具有如下几点特点： 1、由于炉排之间的空隙小，故鳞片式炉排的通风截面比较小，约为5％一7%。因此，鳞片式炉排结构漏煤量小，仅为0.15％一0.2％，故亦称它为不漏煤式链条炉排。 2、鳞片式炉排结构具有自清灰能力。当炉排处于工作行程时，炉排片依次叠压成鱼鳞状，鳞片式炉排就因此而得名。当行进到后轴．炉排翻转180℃以后，炉排由于自重而依次翻转，倒挂在夹板上，残留于通风缝中的灰渣就掉了下来。鳞片式炉排的这一特点也能帮助炉排片得到良好的冷却。 3、鳞片式炉排结构的链条具有一定的自调能力。由于鳞片式炉排是采用小直径拉杆将平行工作的链条串联而成链状软性结构，即使轴上几个链轮之间齿形略有不齐时，链条能够自动调整，使链轮与链条能正常啮合。另外，这种炉排检修比较方便，在锅炉运行中亦能更换炉排片。4、鳞片式炉排结构的工作条件得到改善。由于鳞片式炉排的炉排片、支承件和链条是分开的，主动链条位于炉排片的下面，不与炽热的火床层接触，使得炉排片受热不受力，链条受力不受热，使炉排的工作条件大为改善。 5、鳞片式炉排的缺点是结构较为复杂，装配工作量大。另外，由于鳞片式炉排的结构是软性结构，特别是当炉排宽度较大时，可能会因为鳞片受热变形过大而发生成组炉排片脱落或卡住故障。6、鳞片式炉排结构一般适用于10t／h以上的中、大容量的工业锅炉。上述三种链条炉排，一般都是用于层燃炉上，但抛煤机炉(半悬浮燃烧)亦采用链条炉排，通常称为倒转炉排。无论是顺转或是倒转炉排，其主动轴一般都放在温度较低的一端，保护轴承不致过热烧坏。因此。顺转炉排主动轴是前轴，倒转炉排主动轴是后轴。

抛煤机锅炉在正常燃烧时负压保持在25mm/H2O--30mm/H2O之间。

因抛煤机锅炉的特殊燃烧性，其燃烧时候的负压值要比正转链条锅炉高一个等级，链条锅炉是20mm/H2O--25mm/H2O之间。抛煤机锅炉属于倒转炉排，在抛煤过程中，由于播煤有在空中停留过程，在高温作用下会在短时间内形成剧烈燃烧，所以，炉膛负压值要不正转链条锅炉高一些。

这是对链条锅炉和抛煤机锅炉的一种称呼。正烧锅炉就是煤从炉前进入，经过干馏，挥发分燃烧、碳燃和燃尽四个阶段，也叫层燃，最后从炉排后部排除去。而反烧则是通过抛煤机，将煤从炉前抛到后面，然后落到炉排上，这种炉排是从后向前转的，干馏和预燃时间比较短，有一部分煤直接落到火焰上，所以燃烧速度和燃烧效果比较好，对煤的适应性也很宽。不过抛煤机锅炉的尘量比较大，除尘一直都是比较麻烦的，包括工作环境。

工业锅炉是重要的热能动力设备，一般指容量小于或等于65蒸吨/时，压力小于或等于3.82兆帕，温度小于或等于450℃的各种容量和参数的锅炉，它广泛应用于工厂动力、采暖通风、热电联产和生活热水供应，需求量很大。1998年末，全国在用工业锅炉总数50.12万台，合125.69万蒸吨，年耗燃煤约3亿吨。由于机组容量小，生产厂家混杂，产品质量参差不齐，加上燃煤供应以未经洗选加工的原煤为主，细颗粒煤比例过大，燃烧设备与燃料特性不适应，辅机不匹配和运行操作水平低等原因，锅炉效率普遍较低。

由于产品技术水平和运行水平不高，锅炉效率较低，加上量大面广，全国工业锅炉年排放温室气体二氧化碳约1.6亿吨碳，烟尘380万吨，二氧化碳530万吨和大量的一氧化氮，是大气环境污染的主要排放源之一。

因此用节能技术对工业锅炉机组进行必要的改造，以消除锅炉缺陷及改进燃烧设备和辅机系统，使其与燃料特性和工作条件匹配，使锅炉性能和效率达到设计值或国际先进水平，从而实现大量节约能源和达到环境保护指标。例如，北京鲁谷供热厂投资20万元，用分层燃烧技术对2台40吨/小时热水锅炉进行改造，改造后锅炉效率达到83％，锅炉出力增加，供暖能力由80万平方米提高到131万平方米，而且排尘量下降，整个投资在一个采暖期便全部回收。如果以单机容量10吨/小时为计算基数，锅炉效率由62％提高到80％，以年运行5000小时计，则年节省原煤218吨，折合标煤156煤当量，节能率22.5％，减排二氧化碳109吨。如果全国工业锅炉有30％进行节能改造，按效率提高15个百分点计，全国可年节省标煤1290万煤当量，减排二氧化碳903万吨。因此市场潜力巨大，经济效益和社会效益均好。

双人字形节能炉拱

我国运行中的工业锅炉大多数是35吨/小时以下的链条炉，炉拱只适应于典型设计煤种。在实际运行中，由于我国煤种复杂，质量参差不齐，因此常造成锅炉燃烧不良、效率不高。上海交通大学的节能炉拱技术有效地解决了锅炉的常见病。

上海沪东造船厂是中国船舶工业总公司的大型骨干企业，该厂动力中心锅炉房有两台10吨/小时链条燃煤蒸汽锅炉，向全厂供应生产、生活用蒸汽。当煤品质差及雨淋后煤含水量大时，锅炉燃烧差，造成出力不足，影响生产。后该厂采用上海交通大学能源工程系的“双人字形宽煤种节能炉拱技术”，先后对两台锅炉进行改造，取得了锅炉煤种适应性好、出力大、炉渣含碳量低的良好效果，有力地保障了生产运行。

(1)双人字形宽煤种节能炉拱技术

锅炉在实际运行中经常遇到劣质煤或雨淋湿煤着火困难、难以燃尽的问题，因而导致锅炉热效率降低，蒸发量达不到额定值，且烟囱时常冒黑烟，造成环境污染。这与炉拱的结构设计有很大关系，因为炉拱通常按选定煤种设计，对不同煤种适应性差。以抛物面前拱和水平后拱的快装锅炉为例，这样的炉拱结构往往在后拱区温度偏低，着火难的劣质煤或雨淋湿煤因火焰燃程短而难以燃净，因而导致锅炉燃烧不良、效率不高、出力不足等现象。

解决上述问题的关键在于改进炉拱，以提高炉温，延长燃程。“双人字形宽煤种节能炉拱技术”是根据空气动力学的原理，运用前拱辐射传热理论，创造性地把前后拱设计成有利于引导炉内高温烟气流向的人字形，从而解决一般锅炉煤种适应性差的常见病。

人字形前拱保证了火焰顺利向上流出拱区，并把热量有效地辐射到新煤上，提高煤的烘干和着火能力。压低的前拱底部，又可以避免火焰灼烧煤闸门和煤斗的情况出现。比原来长，且具有一定反倾度的人字形后拱，可以保持后拱区足够的炉温，让火焰燃程延长，便于煤炭残渣燃净，同时又能引导后部高温烟气流向前拱区，提高前拱区温度，有利于劣质煤和雨淋湿煤的着火燃烧。

(2)技术经济分析

通过对沪东造船厂中心锅炉房1994年9月到2000年5月蒸汽产量、耗煤量、耗电量等按月进行统计，结合上海节能检测中心对10吨/小时锅炉进行现场测试。得出如下结论：

炉膛温度提高了80℃～100℃，炉渣含碳量由改造前的15％～19％降至7％～9％，锅炉热效率由原来的69.29％提高到现在77.64％；节煤2914.5吨，折标煤2081.83吨，节电20万度，节约资金94.19万元，减排二氧化碳5639吨。

项目总投资10.76万元，项目投资回收期6个月。

复合燃烧技术

齐齐哈尔啤酒厂是年生产能力达7万吨，集制麦、酿造、包装为一体的现代化啤酒生产企业。该厂啤酒生产工艺中的加热、杀菌等所需蒸汽由动力车间提供。动力车间锅炉房内原有1台10吨/小时和2台6.5吨/小时链条锅炉，3台锅炉总出力仅有12吨/小时，热效率为50％～65％，其中10吨/小时锅炉的出力仅为6吨/小时，热效率为65％，运行状况差，已不能满足生产的要求。因此，该厂采用复合燃烧技术对10吨/小时链条锅炉进行了改造。改造后，仅这一台锅炉的出力就能达到14～15吨/小时，热效率达75％，并停运了两台6.5吨/小时锅炉，不仅满足企业用汽量的需求，而且可根据生产需求迅速调节负荷，并能适应不同的煤种，大大降低了生产成本。

该项目改造总投资为45.2万元。投入使用后，节约原煤1758吨/年，节电约15万度/年，年综合效益达39.1万元，年减排二氧化碳3416吨，投资回收期1.2年(煤价按180元/吨，电价按0.5元/度计)。对于使用链条锅炉、抛煤机链条炉、快装锅炉、往复推动炉排锅炉的企业，若锅炉实际出力不足或需要增容，进行项目技术改造，均有意义。

复合燃烧技术链条锅炉是一种常用的燃烧设备，在我国工业中广泛使用，75吨/小时以下蒸汽锅炉及29兆瓦以下热水锅炉多采用此种燃烧方式。链条锅炉虽然是一种较好的燃烧设备，但在使用中存在一定缺点，主要是当煤种多变、煤质不好时，造成出力不足，热效率偏低，运行较好时实际出力一般为额定出力的60％～70％，少数运行不好的仅在50％左右，实际热效率仅在60％左右。

链条锅炉加煤粉复合燃烧技术的主要目的是为了强化炉内燃烧过程，提高锅炉燃烧效率及煤种适应性。从锅炉燃烧理论可知，保持炉膛足够高的温度是保证锅炉良好燃烧的首要条件，炉温高则煤在炉内干燥、干馏顺利，达到着火温度的时间短，着火容易。炉温越高，对煤的燃烧越有利，煤种适应性也就越好。在现有燃煤锅炉的燃烧方式中，煤粉炉的炉温最高，煤种适应性最好，而且燃烧得比较完全，热效率高。链条锅炉加煤粉复合燃烧方式的机理是将链条炉排和煤粉这两种不同的燃烧方式有机结合，共用在一台炉上，互为辅助，互为利用，扬长避短。在燃烧过程中，煤粉靠炉排火床点燃，煤粉燃烧形成的高温火焰提高了炉膛温度，为链条炉排上的煤层着火提供了丰富的热源，改变了过去链条炉单纯依靠炉拱热辐射引燃的状况，大大改善了链条炉排上新煤的着火条件；同时，稳定燃烧的火床又是煤粉气流着火的可靠热源，可以保证煤粉及时稳定地着火。

复合燃烧方式不仅保留了链条炉负荷适应性好、负荷调节方便的优点，而且还具有煤粉炉煤种适应性好、燃烧效率高的优点，从而使锅炉在负荷多变，特别是改烧一般劣质煤情况下均能达到稳定高效燃烧。

按燃烧方式不同，锅炉可分为四大类：

（1）层燃炉固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的锅炉，称层状燃烧或火床燃烧锅炉。

（2）室燃炉燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中，以悬浮状态进行燃烧的锅炉。

（3）旋风炉燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转，部分燃料颗粒被甩向筒壁液态

渣膜上进行燃烧的锅炉。

（4）沸腾炉燃料在适当的空气流速作用下，在沸腾床上呈流化状态进行燃烧的锅炉，也称流态休燃烧炉。现代用的沸腾炉，为提高燃烧效率及减轻污染，在炉膛出口将烟气中的固体颗粒收集起来，送回炉膛继续燃烧，故又称循环流化床燃烧锅炉。

从煤粉气流燃烧的基本措施有：

（1）适当提高一次风温度提高一次温可减小着火热需要量,使煤粉气澈入炉后迅速达到着火温度.当然,一次风温的高低是根据不同煤种来定的,对挥发分高的煤,一次风温就可以低些.

（2）适当控制一次风量一次风量小,可减小着火热需要量,利于煤粉气流的迅速着火.但最小的一次风量也应满足挥发分燃烧对氧气的需要量,挥发分高的煤一次风量要大些.

（3）合适的煤粉细度煤粉越细,相对表面积越大,本身热阻小,挥发分析出快,着火容易于达到完全燃烧.但煤粉过细,要增大厂用电量,所以应根据不同煤种,确定合理的经济细度.

（4）合理的一、二次风速一、二次风速对煤粉气流的着火与燃烧有着较大影响.因为一、二次风速影响热烟气的回流,从而影响到煤粉气流的加热情况；一、二次风速影响一、二次风混合的迟早,从而影响到燃烧阶段的进展；一、二次风速还影响燃烧后期气流扰动的强弱,从而影响燃料燃烧的完全程度.因此,必须根据煤种与燃烧器型式,选择适当的一、二次风速度.

（5）维持燃烧区域适当高温适当高的炉温,是煤粉气流着火与稳定燃烧的基本条件.炉温高,煤粉气流被迅速加热而着火,燃烧反应也迅速,并为保证完全燃烧提供条件.故在燃烧无烟煤或其它劣质煤时,常在燃烧区设卫燃烧带或采取其它措施,以提高炉温.当然,在提高炉温时,要考虑防止出现结渣的可能性.

（6）适当的炉膛容积与合理的炉膛形状炉膛容积大小,决定燃料在炉内停留时间的长短,从而影响其完全燃烧程度,故着火、燃烧性能差的燃料,炉膛容积要大些,这种燃料还要求维持燃烧区域高温,故常需要选用炉膛燃烧区域断面尺寸较小的瘦高型炉膛.

（7）锅炉负荷维持在适当范围内锅炉负荷低时,炉内温度下降,对着火、燃烧均不利,使燃烧稳定性变差.锅炉负荷过去时过高时,燃料在炉内停留时间短,出现不完全燃烧.同时由于炉温的升高,还有可能出现结渣及其它问题.因此,锅炉负荷应尽可能地在许可的范围内调度.

反烧锅炉操作方法：

烧炉时：上炉门打开，加煤，中间炉门关闭，下炉门适度打开。

停炉时：上中下炉门全都关闭，若炉子停不下来可适度开启中间炉门。

反烧锅炉一般就是指双层炉排锅炉，从结构上来说它一般具有一层水冷炉排和一层固定炉排，两层炉排将炉内分成了三个空间，上部是水冷炉排填煤燃烧通风区，中间是双层炉排的炉膛高温燃尽区，底部是固定炉排的落灰通风区，使用时上部炉门要全开，确保通风，中间炉门要关闭，下部灰门微开即可（保证固定炉排及炉膛内可燃气体的充分燃烧即可。这是反烧锅炉的一般使用要求，具体操作时还要根据锅炉燃烧的具体情况进行适当的调整。

另外，反烧锅炉也是对链条锅炉和抛煤机锅炉的一种称呼。正烧锅炉就是煤从炉前进入，经过干馏，挥发分燃烧、碳燃和燃尽四个阶段，也叫层燃，最后从炉排后部排除去。而反烧则是通过抛煤机，将煤从炉前抛到后面，然后落到炉排上，这种炉排是从后向前转的，干馏和预燃时间比较短，有一部分煤直接落到火焰上，所以燃烧速度和燃烧效果比较好，对煤的适应性也很宽。不过抛煤机锅炉的尘量比较大，除尘一直都是比较麻烦的，包括工作环境。

冷凝式反烧锅炉为负压倒火燃烧，（就是火焰朝下烧）这种锅炉热效率要比普通锅炉高百分之十。