工業(yè)鍋爐的構(gòu)造及燃燒設(shè)備-燃煤鍋爐燃燒設(shè)備

本單元知識點(diǎn)一覽單元六燃煤鍋爐燃燒設(shè)備2.6.1煤的燃燒過分析及燃燒條件2.6.7流化床爐2.6.6煤粉爐2.6.5拋煤機(jī)爐2.6.4往復(fù)爐排爐2.6.3鏈條爐2.6.2手燒爐2.6.3鏈條爐一．鏈條爐排的結(jié)構(gòu)鏈條爐排爐簡稱鏈條爐，是一種結(jié)構(gòu)比較完善的機(jī)械化層燃爐。如圖1所示，主要包括煤斗、煤閘板、爐排、主動鏈輪、防渣箱、除渣板（老鷹鐵）、渣灰斗、灰斗等。爐排片靠鏈條帶動由前向后轉(zhuǎn)動，爐排片與連環(huán)通過圓鋼拉桿組合在一起。圖1鏈條爐結(jié)構(gòu)簡圖1—煤斗2—煤閘板3—爐排4—主動鏈輪5—分區(qū)送風(fēng)倉6—防渣箱7—看火孔及查門8—除渣板（老鷹鐵）9—渣灰斗10—灰斗防渣箱在爐排兩側(cè)縱向裝置，通常以側(cè)水冷壁下集箱兼作防渣箱。裝置防渣箱的目的主要是為了保護(hù)爐墻，使之不受高溫燃燒層的磨損和侵蝕；其次，可避免緊貼燃燒層的側(cè)墻部位粘結(jié)渣瘤，確保煤在爐排橫向均勻布滿，防止?fàn)t排兩側(cè)漏風(fēng)而影響燃燒的正常進(jìn)行。二．鏈條爐排的燃燒過程煤自爐前煤斗經(jīng)煤閘板靠自重落在爐排上，爐排由傳動機(jī)構(gòu)帶動自前往后緩慢移動，爐排行進(jìn)速度可由變速裝置調(diào)節(jié)，一般是2～20m/h。燃燒所需的空氣從各風(fēng)室經(jīng)過爐排的通風(fēng)孔隙進(jìn)入燃燒層，參與燃燒反應(yīng)。進(jìn)入爐膛的煤隨爐排的轉(zhuǎn)動完成燃燒的三個階段，到爐排后部時已基本燃燼，灰渣最后通過除渣板（俗稱老鷹鐵）落至渣斗中。三．鏈條爐排的類型目前國內(nèi)使用較多的爐排片有鏈帶式、鱗片式。1.鏈帶式鏈條爐排鏈帶式爐排屬于輕型結(jié)構(gòu)，適用于蒸發(fā)量D≤10t/h的蒸汽鍋爐或相應(yīng)容量的熱水鍋爐。鏈帶式爐排由主動爐排片和從動爐排片用圓鋼拉桿串聯(lián)在一起，形成一條寬闊的鏈帶，圍繞在主動鏈輪和從動輪上。2.鱗片式鏈條爐排鱗片式爐排適用于蒸發(fā)量D≥10t/h及其以上的蒸汽鍋爐或相應(yīng)容量的熱水鍋爐。鱗片式鏈條爐排的結(jié)構(gòu)如圖2所示

，主要包括：煤斗、扇形擋板、煤閘門、防渣箱、老鷹鐵、主動鏈輪、從動輪、爐排支架導(dǎo)軌、送風(fēng)倉撥火孔、渣斗、漏灰斗等。圖2鱗片式鏈條爐結(jié)構(gòu)簡圖1—煤斗2—扇形擋板3—煤閘門4—防渣箱5—老鷹鐵6—主動鏈輪7—從動輪

8—爐排支架上、下導(dǎo)軌9—送風(fēng)倉10—撥火孔11-人孔門12-渣斗13-漏灰斗四．鏈條爐的燃燒特點(diǎn)及改善措施1.著火條件差,是一種“單面引火”的爐子;2.燃燒過程的三個階段是按爐排長度方向變化的;宜采用分段送風(fēng),通過分段調(diào)節(jié)風(fēng)門，供給燃燒所需的空氣量。圖3為鏈條爐沿爐排長度方向空氣分配示意圖。

圖3鏈條爐空氣分配示意圖曲線ab

—統(tǒng)倉送風(fēng)式的進(jìn)風(fēng)量曲線cd

—燃燒所需空氣量虛線—分區(qū)段送風(fēng)式的進(jìn)風(fēng)量本單元知識點(diǎn)一覽單元六燃煤鍋爐燃燒設(shè)備2.6.1煤的燃燒過分析及燃燒條件2.6.7流化床爐2.6.6煤粉爐2.6.5拋煤機(jī)爐2.6.4往復(fù)爐排爐2.6.3鏈條爐2.6.2手燒爐2.6.7流化床爐一．流化床鍋爐的基本概念1.流化過程：固體粒子經(jīng)與氣體接觸而轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃屏黧w狀態(tài)的過程，稱為流化過程。流化燃燒也稱沸騰燃燒，流化床鍋爐也稱沸騰爐。2.沸騰燃燒及其特性沸騰燃燒是一種介于層狀燃燒與懸浮燃燒之間的燃燒方式。其流程為煤預(yù)先經(jīng)破碎加工成一定大小的顆粒而置于布風(fēng)板上，其厚度約在500mm左右，空氣則通過布風(fēng)板由下向上吹送。3.燃燒過程中呈現(xiàn)的狀態(tài)有以下幾種:1)當(dāng)空氣以較低的氣流速度W通過料層時，煤粒在布風(fēng)板上靜止不動，料層厚度不變，這一階段稱為固定床（圖1-a）。這正是煤在層燃爐中的狀態(tài)，氣流的推力小于煤粒重力，氣流穿過煤粒間隙，煤粒之間無相對運(yùn)動。圖1料層的不同狀態(tài)a)固定床；b)沸騰床；c)氣力輸送2)當(dāng)氣流速度增大到某一數(shù)值Wa時，氣流對煤粒向上的推力恰好等于煤粒的重力，煤粒開始飄浮移動，料層高度略有增長。氣流速度繼續(xù)增大，煤粒間的空隙加大，料層膨脹增高，所有的煤粒、灰渣紛亂混雜，上下翻騰不已，顆粒和氣流之間的相對運(yùn)動十分強(qiáng)烈。這種處于沸騰狀態(tài)的物料稱為沸騰床（圖1-b。這種燃燒方式，即為沸騰燃燒。3)當(dāng)風(fēng)速繼續(xù)增大并超過一定限度Wjx時，穩(wěn)定的沸騰工況就被破壞，顆粒將全部隨氣流飛走。物料的這種運(yùn)動形式叫做氣力輸送（圖1-c），正是煤粉在煤粉爐中隨氣流懸浮燃燒的情景。二．沸騰爐的型式與結(jié)構(gòu)沸騰爐的型式主要有鼓泡式流化床爐（沸騰爐）和循環(huán)流化床爐。1.鼓泡式流化床爐鼓泡式流化床爐為全沸騰爐，因進(jìn)入沸騰床的空氣部分以氣泡形態(tài)穿過料層而得名。1)結(jié)構(gòu)：圖2為此型爐子的結(jié)構(gòu)示意圖，主要由給煤裝置、布風(fēng)裝置、埋管受熱面、灰渣溢流口及爐膛幾部分組成。圖2沸騰爐結(jié)構(gòu)示意1—給煤機(jī)2-料層3—布風(fēng)板4-風(fēng)室5-沉浸受熱面6-灰渣溢流口；7-懸浮段2)燃燒過程：破碎的煤粒由給煤機(jī)從進(jìn)料口送入爐內(nèi)沸騰段，在由高壓風(fēng)機(jī)通過布風(fēng)裝置供給的空氣的吹托下，煤層處于浮動狀態(tài)，上下翻滾著火燃燒，燃盡的灰渣從溢灰口排出爐體。3)特點(diǎn)：流化床鍋爐具有強(qiáng)化燃燒、傳熱效果好，結(jié)構(gòu)簡單、鋼耗量低，燃料適應(yīng)性。但由于耗電高，飛灰多，鍋爐效率低及埋管受熱面磨損嚴(yán)重等缺點(diǎn)，使沸騰爐的應(yīng)用受到一定的限制。2.循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床爐出現(xiàn)于60年代，是新一代的沸騰爐。它與鼓泡式流化床爐的主要區(qū)別在于爐內(nèi)氣流速度較高和被大量攜帶出爐膛的細(xì)小顆粒經(jīng)爐后分離器分離后重新輸回爐內(nèi)燃燒。1)結(jié)構(gòu)：圖3為一循環(huán)流化床爐結(jié)構(gòu)簡圖。爐膛不分沸騰段和懸浮燃燒段，其出口直接與分離器相接。圖3循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖1—風(fēng)室2—風(fēng)帽3—燃燒室4—膜式水冷壁5—汽泡6—慣性分離器7—旋風(fēng)分離器8—過熱器9—省煤器10—空氣預(yù)熱器11—返料器2)燃燒過程：來自爐膛的高溫?zé)煔饨?jīng)分離器進(jìn)入對流管束，而被分離下來的飛灰則經(jīng)回料器重新返回爐內(nèi)，與新添加的煤一起繼續(xù)燃燒并再次被氣流攜帶出爐膛，如此往復(fù)不斷地“循環(huán)”，燃盡的灰渣則從爐子下部的排灰口排出。調(diào)節(jié)循環(huán)灰量、給煤量和風(fēng)量，即可實現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)，3)特點(diǎn)a.燃燒效率高，燃料適應(yīng)性強(qiáng)?？扇加玫蜔嶂档臒o煙煤、劣質(zhì)煙煤、頁巖、爐渣及矸石等。本單元知識點(diǎn)一覽單元六燃煤鍋爐燃燒設(shè)備2.6.1煤的燃燒過分析及燃燒條件2.6.7流化床爐2.6.6煤粉爐2.6.5拋煤機(jī)爐2.6.4往復(fù)爐排爐2.6.3鏈條爐2.6.2手燒爐2.6.1煤的燃燒過程分析及燃燒條件一．煤的燃燒過程燃料的燃燒過程，是指燃料中的可燃物質(zhì)和空氣中的氧氣發(fā)生激烈的發(fā)熱、發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)過程。燃料在燃燒過程經(jīng)歷三個階段：1.煤的預(yù)熱干燥階段（燃燒的準(zhǔn)備階段）過程：接收基煤→爐膛內(nèi)→被加熱→溫度升高→接近100℃時→燃料中的水分大量蒸發(fā)→完全烘干→溫度繼續(xù)升高→揮發(fā)分析出。特點(diǎn)：吸熱過程。要求：①基本上不需要空氣；②所用時間愈短愈好。2.燃燒階段過程：煤層溫度繼續(xù)升高→揮發(fā)分在爐膛空間燃燒→焦炭在爐排上燃燒。特點(diǎn)：放熱過程要求：保證供給足夠量的空氣。要有充分的燃燒溫度；空氣與燃料的充分混合；充分的燃燒空間和時間。3.燃燼階段過程：灰渣大量形成和余碳繼續(xù)燃燒。

特點(diǎn)：放熱過程（余熱）。

要求：需加強(qiáng)撥火；

需要送入少量空氣。二．燃料完全燃燒的條件1.保持爐膛高溫。2.供應(yīng)燃燒所需要的適量的空氣；3.保證空氣與燃料能充分接觸、良好混合；4.并提供燃燒所必須的時間和空間；5.及時排出燃燒的產(chǎn)物——煙氣和灰渣。三．燃燒設(shè)備的分類鍋爐的燃燒設(shè)備是鍋爐的重要組成部分。它是由爐排、爐膛、爐墻、爐頂、爐拱等組成的燃燒空間。燃燒設(shè)備的類型很多，但其基本任務(wù)都是一致的，按不同的燃燒方式，燃燒設(shè)備可劃分為以下三類：1.層燃爐—煤在爐排上呈現(xiàn)層狀燃燒的爐子，也稱火床爐。特點(diǎn)：有爐排、煤在爐排上鋪撒成層狀，空氣主要從爐排下送入，流經(jīng)煤層并與其進(jìn)行燃燒反應(yīng)。過程：煤中的可燃?xì)怏w和煤屑細(xì)末在燃燒室空間呈懸浮狀燃燒，焦炭主要在爐排上進(jìn)行層狀燃燒。種類：根據(jù)火床的位置和運(yùn)動狀態(tài)，屬于層燃爐的燃燒設(shè)備有：固定爐排爐、鏈條爐排爐、拋煤機(jī)爐、往復(fù)推飼爐排爐等。2.室燃爐（懸燃爐）：燃燒過程：燃料隨空氣流噴入爐膛空間呈懸浮狀態(tài)燃燒。種類：燃用煤粉的室燃爐稱為煤粉爐，將燃用燃料油的室燃爐稱為燃油鍋爐，將燃用氣體燃料的室燃爐稱為燃?xì)忮仩t。本單元知識點(diǎn)一覽單元六燃煤鍋爐燃燒設(shè)備2.6.1煤的燃燒過分析及燃燒條件2.6.7流化床爐2.6.6煤粉爐2.6.5拋煤機(jī)爐2.6.4往復(fù)爐排爐2.6.3鏈條爐2.6.2手燒爐2.6.6煤粉爐

煤粉爐是將煤在磨煤機(jī)中制成煤粉，然后用空氣將煤粉噴入爐膛內(nèi)，呈懸浮狀態(tài)燃燒的燃燒設(shè)備。煤粉爐主要由磨粉機(jī)、爐膛和噴燃器組成。一．磨煤機(jī)磨煤機(jī)是用來將煤塊粉碎而獲得煤粉的設(shè)備。目前常用的有錘擊式高速磨煤機(jī)和風(fēng)扇式磨煤機(jī)。1.錘擊式高速磨煤機(jī)錘擊式高速磨煤機(jī)又稱為豎井磨煤機(jī)，由外殼和轉(zhuǎn)子組成，在轉(zhuǎn)子上裝有一排排小錘。給煤機(jī)將預(yù)破碎的原煤送進(jìn)磨煤機(jī)。在高速旋轉(zhuǎn)的小錘打擊和與外殼的撞擊、碾壓下變成了煤粉。圖1風(fēng)扇式磨煤機(jī)1—外殼；2—沖擊板；3—葉輪；4—風(fēng)煤進(jìn)口；5—煤粉空氣混合物出；6—軸；7—軸承箱；8—聯(lián)軸器2.風(fēng)扇式磨煤機(jī)風(fēng)扇式磨煤機(jī)由葉輪、外殼、軸及軸承四部分組成，如圖1所示。葉輪的形狀似風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，上面裝有8~12塊沖擊板，外殼的形狀也像風(fēng)機(jī)外殼，其內(nèi)表面裝有一層護(hù)板，在磨煤機(jī)上部裝有粗粉分離器和調(diào)節(jié)煤粉細(xì)度的調(diào)節(jié)擋板。煤塊在沖擊板的高速旋轉(zhuǎn)沖擊與護(hù)板的撞擊下被粉碎。風(fēng)扇式磨煤機(jī)除了磨煤，還起到風(fēng)機(jī)的作用。二．煤粉爐的爐膛我國一般采用固態(tài)排渣的煤粉爐（如圖2所示），其爐膛很簡單，只是爐膛內(nèi)壁四周布滿了水冷壁，下部是由前、后墻水冷壁管傾斜形成一個錐形渣斗，使煤粉燃燒后分離下來的高溫爐渣冷卻后從這個錐形渣斗中排出。爐膛后墻的上方為爐膛出口，燃燒后的高溫?zé)煔馔ㄟ^防渣管由此流出爐膛。圖2煤粉爐示意圖本單元知識點(diǎn)一覽單元六燃煤鍋爐燃燒設(shè)備2.6.1煤的燃燒過分析及燃燒條件2.6.7流化床爐2.6.6煤粉爐2.6.5拋煤機(jī)爐2..6.4往復(fù)爐排爐2.6.3鏈條爐2.6.2手燒爐2.6.5拋煤機(jī)爐一．拋煤機(jī)爐的類型常用的拋煤機(jī)爐有兩種型式，即拋煤機(jī)固定爐排爐和拋煤機(jī)鏈條爐。拋煤機(jī)鏈條爐又分兩種：即拋煤機(jī)正轉(zhuǎn)爐排（爐排從爐前向爐后方向運(yùn)動）爐和拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)爐排（爐排從爐后向爐前方向運(yùn)動）爐。前者適用于用風(fēng)力拋煤機(jī)播撒煤的鍋爐，后者適用于用機(jī)械一風(fēng)力拋煤機(jī)或機(jī)械拋煤機(jī)拋撒煤的鍋爐。1.拋煤機(jī)的類型拋煤機(jī)是拋煤機(jī)爐的重要組成部分,按拋煤方式的不同，可分為風(fēng)力拋煤機(jī)、機(jī)械拋煤機(jī)和機(jī)械一風(fēng)力拋煤機(jī)三種類型。1)風(fēng)力拋煤機(jī):是借助于高速氣流來播撒燃煤的拋煤機(jī),風(fēng)力拋煤機(jī)所拋煤層，爐排前部粒度較粗，愈往后愈細(xì)，至爐排尾部粒度最細(xì)。2)機(jī)械拋煤機(jī):是借助于機(jī)械（旋轉(zhuǎn)的葉片）運(yùn)動的能量來播撒燃煤的拋煤機(jī);機(jī)械拋煤機(jī)所拋煤層，沿爐排長度方向的粒度分布是前細(xì)后粗。3)機(jī)械一風(fēng)力拋煤機(jī):是以機(jī)械拋撒燃煤為主，風(fēng)力拋撒為輔的拋煤機(jī)，機(jī)械一風(fēng)力拋煤機(jī)拋撒的煤層，綜合了以上兩種播煤方式的特點(diǎn)，爐排前部較細(xì)，爐排后部較粗。目前國內(nèi)普遍采用的是機(jī)械一風(fēng)力拋煤機(jī)。2.機(jī)械一風(fēng)力拋煤機(jī)的結(jié)構(gòu)機(jī)械一風(fēng)力拋煤機(jī)（如圖1所示），由兩個主要部件構(gòu)成，一是給煤部件，二是拋煤部件。給煤部件由推煤活塞及調(diào)節(jié)平板組成。拋煤部件由機(jī)械拋煤和風(fēng)力拋煤兩個部分組成。機(jī)械拋煤部分由擊煤葉片及轉(zhuǎn)子組成；風(fēng)力拋煤部分則由播煤風(fēng)槽，側(cè)風(fēng)管及冷卻風(fēng)噴口組成。圖1風(fēng)力機(jī)械煤機(jī)示意圖1—煤斗；2—給煤；3—煤層調(diào)節(jié)擋板；4—拋煤機(jī)轉(zhuǎn)子；5—冷風(fēng)道；6—播煤風(fēng)道；7—爐膛；8-爐前墻；9-調(diào)節(jié)板；9—滾筒；10—電動機(jī)；11—推拉桿；12—偏心輪；二．機(jī)械-風(fēng)力拋煤機(jī)爐的燃燒過程鍋爐運(yùn)行時，煤靠自重從煤斗落于調(diào)節(jié)平板上，再通過往復(fù)移動的推煤活塞將煤推出，煤落在擊煤葉片上，由轉(zhuǎn)子帶動的葉片將煤連續(xù)不斷的播撒在爐排上。輔助的風(fēng)力拋煤主要由播煤風(fēng)槽斜面上的一排噴口噴出的氣流來實現(xiàn)。三．機(jī)械-風(fēng)力拋煤機(jī)爐的燃燒特點(diǎn)1.機(jī)械-風(fēng)力拋煤機(jī)將新煤直接拋在熾熱的火床上，新煤層雙面受熱，為無限制著火，其燃燒方式處于層燃與室燃之間，是一種較好的機(jī)械化燃燒方式。2.煤種適應(yīng)性廣