链条炉的原理是什么

【青岛泰发热电厂35T/H链条炉试用中科能源固硫节煤剂效果报告】

当前煤炭供应日趋紧张，价格不断上涨，电厂的运营成本压力不断增加。同时环保部门不断加强对二氧化硫排放的监管力度，为此，公司拟采用中国科学院最新研制的中科能源固硫节煤剂进行尝试，在对方技术人员的配合下，进行了为期5天的节煤剂试用，前两天为空白数据采集，第3天添加节煤剂，经过24小时过渡，第4、5天记录加剂后各相关数据，并观察锅炉（35t/h链条炉）运行工况，以作对比。

在热电厂薛忠尧副厂长的指导下，我们重新核定了该厂35t/h链条炉上煤量的测定方式，同时在充分沟通协商的基础上，确定了节煤剂试用阶段的操作方式及具体方案。试用期间获得锅炉及输送煤工段技术和工程人员的大力支持。

试用选择35吨链条炉进行， 11月15、16日进行的空白测试，收集在非加剂状态下35t/h链条炉的燃烧相关数据。在此期间，合计耗煤253.9吨，完成1197吨蒸汽的供热量，吨煤产汽量为4.7125（吨蒸汽耗煤量为0.2122）。（参见青岛泰发热电厂35t/h链条炉试用“中科能源固硫节煤剂”原始数据记录表）

试用小组于11月17日中班上煤开始添加节煤剂，经过24小时煤仓原煤置换后，于1月18日夜班开始记录加剂后数据。11月19、20日两日共计耗煤238.6吨，完成1255吨蒸汽的供热量，吨煤产汽量为5.2604（吨蒸汽耗煤量为0.1901）。（参见青岛泰发热电厂35t/h链条炉试用“中科能源固硫节煤剂”原始数据记录表）

依据上述数据，节煤率=（加剂前吨煤产汽量－加剂后吨煤产汽量）÷加剂前吨煤产汽量×100%=（0.2122-0.1901）/0.2122×100%=10.4%。即本次试用结果节煤率为10.4%。并且随着时间的持续，锅炉的炉垢、结焦等炉况会进一步改善，节煤效果会相应提升。加剂两天里，共计节约耗煤27.7吨。

在添加节煤剂期间，炉膛中火焰温度升高，燃烧区延长，煤层膨胀生高并增厚，结焦情况缓解，燃烧充分，炉渣松散，可燃物含量降低。

由于节煤剂选择3号煤炭输送皮带加入，节煤剂的混合搅拌不够充分，进一步改善节煤效果可以选择1号皮带加剂，利用破碎等过程改善节煤剂与煤的结合程度。

实验期间共节煤27.7吨，以每吨750元市场价格计算，节约19000元。两天加剂折合使用节煤剂88.6公斤，以每公斤60元计算，共发生成本5300元。投入产出净效益为14000元，投入产出率（投资回报率）265%。

在现有节煤率及泰发热电厂日均用煤量120吨的情况下，每天可以节约12吨煤左右，每年节约的煤炭数量为3600吨以上。以目前的煤炭价格750元测算，每年节约金额约有270万，除掉节煤剂成本约140万，有约130万净收益，经济效益十分可观。固硫环保等社会效益同样可观。

另外，节煤剂添加使用操作使用简单，不需要改造任何设备和设施。

结合上述分析，电厂采用中国科学院的高科技节煤剂产品，能够有效提高电厂效益，达到节能环保等发展目标。

备注：中科能源固硫节煤剂的节煤率计算方法：

节煤率=（加剂前吨煤产汽量－加剂后吨煤产汽量）÷加剂前吨煤产汽量×100%

吨煤产汽量=产汽量÷耗煤量

附表一：青岛泰发热电厂35T/H链条炉试用“中科能源固硫节煤剂”报告

附表二：青岛泰发热电厂35t/h链条炉试用“中科能源固硫节煤剂”原始数据记录表

附表三：实验期间(加剂)节煤量及节煤经济效益计算表

摘要：在企业生产单位中，工业锅炉作为重要的动力设备，在生产中有非常重要的作用。工业锅炉中，炉排作为燃烧部件，在1200℃以上的高温条件下进行运转工作，形成的灰渣等对机械的磨损是非常严重的，这对机组的正常运行有很大的影响。本文就锅炉链条炉排的故障进行了分析，对其原因进行了解决，提出了接触故障的具体办法和防范措施。

关键词：链条炉排；炉排故障；故障原因；处理方法

中图分类号：TP206文献标识码： A

在经济高速发展的今天，关于锅炉的研究成果越来越多，越来越先进。锅炉在实际的运行当中，受到诸多实际因素的制约。链条锅炉是机械化程度较高的一种层燃炉，是工业锅炉中使用较广泛的一种炉型，容量大部分为10-130t/h，一少部分在1―2t的小容量锅炉中都有应用。链条炉的干燥、着火燃烧及燃尽的各个阶段是沿炉排长度相继进行的，但又是同时发生的，因此它属于单面着火方式，运行时燃料无自身扰动，沿炉排长度方向燃料层有明显的分区。采用二次风能使燃料中的可燃物和飞灰可燃物燃尽，由于着火条件不好，因此它不适于烧水分很大、灰分又多、结焦性强的煤；它的另一个缺点是金属耗量大。在链条锅炉设计、运行、改造过程中，合理地进行配风和调节，对链条炉的燃烧、经济运行和提高锅炉效率具有重大作用。

一、链条炉炉排故障树分析

1.炉排故障树建模

图1是链条炉炉排的故障树，炉排是指链条炉中堆置固体燃料并使之有效燃烧的部件，空气从炉排下面分区送风，燃料随着运动着的炉排逐渐被带到炉中，逐渐着火，最后被排入后面的灰渣斗中。其组成部件（以链带式炉排为例）主要有从动轴、主动轴、炉排片、原钢拉杆等，因此，炉排是链条炉中的关键部分。

图1炉排故障树

2.解决办法

炉排脱落需要根据具体的产生原因进行调整与维修，炉排面不平需要重新找准炉排面的水平度；炉排长销两端螺母松动，采取措施是拧紧螺母，同时采用定位销进行限位；整组炉排片脱落则需要重新安装炉排夹板，检查轴销，调整炉排片等步骤，变速箱有异常声音则需要注意润滑系统及轴承系统。

二、链条炉排故障分析

1.链条炉排出现的故障现象

链条炉排是有机热载体炉中应用最多的一种机械化燃烧设备，它具有结构合理、性能可靠、安装方便等优点，在运行中出现的故障主要有炉排卡死、掉炉排片、炉排片断裂、损坏等，现列举如下：炉排断续停止或完全停止转动；炉排拱起或拉斜；变速箱或炉排在运转时发出异响；减速机或炉排发出碰击声；传动机构保险离合器的保险销折断；炉排电流突然增大致使保险丝熔断甚至烧坏电机；炉排跑偏、卡死或拉断链条和排片。

2.炉排鼓起

主要原因是炉排链条松，再加上炉排受热膨胀，就会出现反卡和掉炉排片等故障。对于这种情况，就要调整两侧的拉紧螺栓，将链条拉紧。调整链条的松紧程度用下面方法判断:炉排在冷态运行时，突然把减速机调速把扳到零位，炉排链条瞬间反转了一下，说明炉排链条松。应调到突然停车时炉排不再往回反转为止。在这种情况下，炉排受热膨胀后，松紧程度合适。

2.跑偏“卡炉排”

炉排安装质量不合格，前、后轴不平行或轮轴弯曲超差；炉排调节螺母旋紧程度差异大，炉排向旋紧侧偏斜直至严重擦边而拒动，都会引起炉排跑偏。针对这种情况，先倒转护排一段，在调节螺母处做记号，放松调节螺母，正转，然后对称旋紧；以上处理仍不行，则应检查主、从动轴是否弯曲，根据情况予以校正更换；炉排主、从动轴安装后应测量其平行程度、水平以及对角线偏差。对角线偏差应小于10毫米，炉排过部与墙板之膨胀间隙应为10-12毫米，校正后的大轴弯曲度每米不得超过0.5毫米。此种跑偏应与炉排主动片破损后的跑偏相区别。主动片破裂后的跑偏是向未破损侧斜，而且愈紧调节螺母，跑偏越严重；主动片未破损时，跑偏方向是向旋紧调节螺母侧。

3.燃烧方面存在的问题

链条炉排上的燃烧是连续进行的，负荷不变时燃烧过程不随时间而改变，消除了手烧炉燃烧周期性的影响。链条炉是典型的前饲式炉子，在炉排上燃料层的不同位置其燃烧情况是不同的，即燃烧是分区进行的。新煤在炉排前部预热和干燥，紧接着是析出挥发份区；在炉排的中部是焦炭燃烧区；后部是灰澄燃贤区，链条炉的燃烧是自上而下进行的，属“单面着火”，因而着火条件差，煤种适应性不好。

4.主、副链片断裂卡住

主、副链片从“耳子”处断开，运转至炉前首门横梁处或炉后老鹰铁处翘起，顶住横梁或老鹰铁，使炉排拒动；主、副链片碎片卡入侧密封铁等处；炉排片破落一段，老鹰铁尖端下沉顶住炉排会导致主、副链片断裂卡住。出现此情况时，一般炉前处崩起声较大，宜拆开前端门，找到该炉排片，做出标记，然后倒转炉排使其脱离顶死状态；若需尽快恢复运行，可将该炉排打断为二块以上移走，以免倒转后再正转时又发生顶住。这样处理后可暂时恢复锅炉运行，待日后停炉时再予更换，短时间内不会再影响运行。

5.铁件卡住炉排运行

炉排长期运行烧损破裂的碎块进入侧密封铁与主动片之间卡住；原煤中混入的铁件也易进入静止与运行件的间隙而卡住。一般可先将炉排减速机电机电源A、B或B、C换相，使炉排反转，使铁件脱离卡住状态，落入前门清灰室，然后正转，恢复运行。若正转后仍卡住炉排，则应考虑为其它故障因素。在预防措施上，一是要严格防止铁件进入原煤混入煤斗；二是要定期清理炉排破损片，发现炉排运转阻力大时，应及时查找分析原因，以避免故障扩大。

三、链条炉排故障解决注意事项

1.提高司炉工的技术水平和责任心的重要意义

在运行过程中，锅炉是高温高压特种设备，会受到炉水、烟气中飞灰的磨损和有害杂质的侵蚀，如果在使用过程中管理不当，就会出现各类事故，这些事故有可能造成锅炉停产，发生爆炸现象，甚至造成设备损害、人员伤亡。出现事故的原因是多方面的，但运行管理方面的欠缺是其中最重要的原因。司炉工违反劳动纪律违章作业、玩忽职守、不懂技术误操作等都会导致事故的发生。作为特种设备，相关的司炉工也应该是特种作业人员，因此对司炉工的技术安全培训工作要加强管理和考核，对他们的责任心进行培养。司炉工人要参加当地锅炉压力容器安全监察机构统一组织考试，取得可以具备司炉的资格证件后才能上岗，只有这样才能使锅炉安全运行得到保障。

2.做好停炉保护与保养工作

锅炉的防腐问题一直是锅炉运行管理的重点解决对象。一般，我们比较注意锅炉运行当中的腐蚀，比如安装除氧器、增设连续排污装置等，都是解决锅炉运行当中的腐蚀问题。然而，锅炉停炉后的腐蚀其实比运行中的腐蚀危害更加巨大。如果停炉后，保养不得力或者不重视停炉保养，将大大减少锅炉的使用寿命，造成巨大的经济浪费。因此，必须引起高度重视，并采取恰当的保养措施。

综上所述，运行的过程中，对炉排出现的故障问题要及时的发现解决，但为了保证工作效率。更多的要从故障的预防入手，对燃烧技术操作水平进行提高，对设备进行维修保养，做好定期的检修工作，才能保证链条炉排更好的运行。

链条锅炉设备是有锅炉本体和辅助设备构成。

锅炉本体是有“锅”和“炉”两大部分有机的组合在一起而成的。“锅”是盛汽和水的容器，它的作用是吸收“炉”放出的热量使水升温或转变成为一定压力的蒸汽。“锅”是有承受内部或外部作用压力，构成封闭系统的各种部件构成，其中包括锅壳、锅筒（汽包）、下降管、集箱、水冷壁、凝渣管、锅炉管束、汽水分离装置、汽温调节装置、蒸汽过热器、省煤器。”炉“是燃料的燃烧设备，他的作用是提供燃料的燃烧条件，并将燃料燃烧产生的热量传递给”锅“。”炉“是由燃料燃烧场所的各部件构成，其中包括炉墙、炉拱、炉膛（燃烧室）和炉前煤斗、煤闸门、炉排、除渣板、分配送风装置及各类燃烧器。

辅助设备包括燃料供应系统设备，送、引风设备，汽、水系统设备，除灰渣设备，烟气净化系统设备、仪表及自动控制系统设备。

工作原理及过程：可分为同时进行的两个过程：炉内过程和锅内过程。前者包括燃料的燃烧过程和受热面外部烟气侧的炉内的传热过程；后者包括受热面金属与供职之间的传热过程，工质的加热、蒸发与过热过程，工质的流动过程和工质侧的热化学过程（如蒸汽品质、盐分沉淀、受热面结垢和腐蚀）。

炉内过程：煤经输煤装置送入锅炉原煤仓，原煤仓中的煤进入煤前煤斗再落到缓缓向前移动的链条炉排上，经过煤闸门进入燃烧室。燃料燃烧所需的空气经送风机压入空气预热器，升温后进入炉排下面的分段送风仓，进而与炉排上面的煤充分接触、混合，进行强烈的燃烧反应，产生的高温烟气，以辐射换热的方式，向敷设在燃烧室四周水冷壁内的水和汽水混合物传递热量。继而高温烟气经烟窗掠过凝渣管，横向和纵向冲刷蒸汽过热器，进而流入对流烟道，沿着隔火墙横向冲刷锅炉管束，已对流换热方式将热量传递给对流受热面管束内的汽、水、汽水混合物等工质；沿途温度逐渐降低的烟气进入尾部烟道，横向冲刷省煤器，已对流换热方式，将部分热量传递给管内工质（水），随后烟气流入空气预热管内，以对流换热方式将热量传递给管外流动工质（空气），被加热后的空气进入炉膛，强化了炉内燃烧。至此烟气温度已降低到经济排烟温度，离开锅炉本体，经除尘器除尘再经引风机、烟道、烟囱排入大气。

锅内过程：经水处理系统处理并符合锅炉水质要求的给水，由给水泵经管道送入省煤器，水在省煤器中吸收尾部烟道内烟气的热量，预热后进入上锅筒。工质在锅内的流动过程包括加热过程、蒸发过程、过热过程（小型锅炉一般没有过程过程）。工质按流动方式分为自然循环和强制循环两种。

特点：运行稳定，燃烧比较有规律，操作简单，燃烧工况好。

链条炉的燃烧时沿着炉排自前向后分段进行的，因此，燃烧层的烟气各组成成分在炉排长度方向上是各不相同的。

炉排上可以分为5个区：新煤区，挥发物析出、燃烧区，焦炭燃烧氧化区，焦炭燃烧还原区，燃尽区。

在新煤区，不需要氧气，是预热区，所以可以不用配风。

在2区，可燃物气体开始燃烧，需要氧气，可适量配风，

在3.4区，是焦炭剧烈燃烧区，必须有足够的氧气参与燃烧，所以风门要开打

在5区，是燃烧后的灰渣区，但是还有少量未燃尽的煤芯，所以给少量配风即可。

很愿意为有问题的朋友排忧解难，欢迎各界朋友入团。

燃煤在链条炉排上燃烧，沿炉排长度方向可分为四个区段。即:燃料预热干燥区段挥发物析出并燃烧区段焦炭猛烈燃烧区段灰渣燃尽区段。这四个区段燃烧所需要氧气是不同的，一般是炉排两端需要氧气量小，中间需要氧气量大。为了满足各区段燃烧需要和合理配风，链条炉通常把炉排下面的通风仓分成4一6个小风室，用小风门控制以达到分段送风的目的当锅沪容量较大时，为了均匀配风，还布置两面进风。合理配风包括沿沪排长度的分段送风和沿炉排宽度的均匀送风两个方面。 合理配风能保证链条炉上燃煤层的良好燃烧，减少燃烧的各种损失，提高锅炉运行的经济性和可靠性。分段送风是组织合理送风的基本条件。在实际运行中，应根据所用煤种特性和炉膛炉拱的结构特点，通过燃烧调整来确定风室风门或小风门的开关位置和配合比例。

链条锅炉煤层厚度最佳厚度是100mm-120mm，不管是哪种燃煤，最厚不能超过200mm，即便是挥发分较高、含碳量很高的无烟煤，也是如此。

锅炉节能操作有很多因素的影响，下面就介绍几种操作中的有关事项：

1、煤层过厚，虽然可以提高燃烧温度，但是，由于风阻太大，灰渣容易融化，最后导致可燃碳被包裹住不能参与燃烧，同时，由于风阻过大，增加了风机耗电，业会造成烟气养量不足，造成化学不完全燃烧热损失(即Q3）；

2、煤层过薄，这样容易出现“火口”，火床出现不够平整的现象，增加机械不完全燃烧（即Q2）热损失，叶可造成延期氧量过剩。所以，火床一定要平整。

3、延期氧量控制在8%左右，这样会降低烟气物理热损失。所以，一定要控制好过剩空气系数，保持炉膛负压在20-25mmH2o；

4、保持锅炉负荷稳定，不可忽高忽低，保持连续运行；

5、控制好燃煤制备的质量，1）链条锅炉燃煤的粒径最大不能超过30mm，且大于10mm的不超过40%.2）这一点很重要，就是保持燃煤的水分，理想的燃烧燃煤含水应不小于12%，最大不超过20%，也就是用手抓起，放开后不松散为宜，且不能有“水亮”，同时，还要有大于6小时的渗透时间。关于燃煤保持水分能够促进燃烧的机理，目前已有学者发表了论述。

最后，合理控制排烟温度似乎要在这里，事实上，在保证锅炉负荷的前提下，排烟温度是不可控制的，这在热工理论中是很明确的，但是，对于排烟温度过高会造成热损失是众所周知的，链条锅炉的理想排烟温度时150℃-160℃，过低会造成尾部受热面腐蚀，过高就会造成损失。那么，如果真的排烟温度过高该如何处理？排烟温度高，如果不是设计问题，那就是受热面结垢，内结水垢或外结灰垢，这是第6点要注意的。