云南省鍋爐工技能培訓：燃燒設備的運行操作及故障處理
燃燒設備的運行操作及故障處理
（一）任務分析
介紹各種燃燒設備的結構及特點，為司爐人員掌握燃燒設備操作的方法運行及排除故障打下基礎。
（二）相關專業(yè)知識
（三）手燒爐排
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手燒爐排有條狀或板狀爐條，都由鑄鐵鑄造而成。
條狀爐條可由單條、雙條或多條組成，如圖3-1所示。立式鍋殼鍋爐的爐排外形是圓的，為便于裝卸，大多用三條大爐條拼成。爐排的通風截面積比（爐排的通風孔隙面積之和與爐排總面積之比）約為20%～40%，冷卻條件較好，適于燃燒高揮發(fā)分、有粘結性的煤。由于孔隙大，通風阻力小，常用于自然通風，但漏煤較多。
板狀爐條是長方形的鑄鐵板，如圖3-2所示。板面上開有許多圓形或長圓形上小下大的錐形通風孔，以減少嵌灰和漏煤，板下部有增加強度和散熱的筋。爐排的通風截面比較小，一般為7%~20%左右，可用于強制通風。適于燃燒低揮發(fā)分、低熔點的煤。
手燒爐排既是盛煤裝置，又是通風裝置。煤被間接地添加在爐排上部，風由爐排下部穿過爐排上的縫隙連續(xù)送入燃料層和爐膛。燃燒方式屬于層狀燃燒。
手燒爐排燃燒的特點∶
1）著火條件優(yōu)越。新煤下部受燃燒層的高溫加熱，上部受爐膛的高溫煙氣的輻射加熱，溫度很快升高，易著火燃燒。
2）燃燒時間充足。
3）適應煤種強。
4）人工加煤、出渣，勞動強度大。
5）燃燒呈周期性不連續(xù)，不完全燃燒損失高。
（四）雙層爐排
雙層爐排是在爐膛內布置上、下兩層爐排，如圖3-3所示。上爐排一般是由直徑51~76mm的鋼管組成的水冷爐排，管子間隙約25mm，爐排的通風截面比為30%左右，爐排前低后高與水平傾斜成10°~15°角。對于臥式鍋爐，爐排的上管端與鍋筒連接，下管端與前集箱連接，構成單獨的水循環(huán)回路。對于立式鍋爐，爐排的上管端與下管端均與爐膽連接。下爐排為固定爐排，其下為灰坑，兩爐排間為燃燒室。在下部設置煙氣出口，其后部為燃盡室。燃燒方式屬于層狀燃燒方式。
雙層爐排鍋爐爐膛前墻上共有三個爐門。新煤由上爐門間斷地添加在上爐排，新煤層要布滿爐排，不要出現明火，自然通風也由上爐門引人，該爐門經常開閉。中爐門的作用是引燃下爐排上的煤和清渣，只在點火和清爐時打開。下爐排上一般不加新煤，只接受由上爐排間隙落下的漏煤，并依靠由灰坑（下爐門）進入的空氣繼續(xù)燃燒。下爐門的主要作用是清灰，在正常運行時，視下爐排的燃燒情況適當打開，以便供風。
雙層爐排燃燒的特點∶
1）煤經兩次燃燒，燃燒較為完全，提高了鍋爐熱效率。
2）燃燒正常時，消煙除塵好。
3）上爐排采用水冷結構，有利于燃燒結焦性強的煤。
4）著火和燃燒過程較慢，爐排熱負荷較低。最好同時采用送風和引風。
5）著火條件不好，煤種適用窄。
（五）鏈條爐排
鏈條爐排的外形好象皮帶運輸機，如圖3-4所示。爐排隨鏈條不停的轉動，煤從煤斗內依靠自重落到爐排上，空氣從爐排下面送人，煤在爐膛內受到輻射加熱，并在爐排的移動中依次完成預熱、干燥、著火、燃燒，直至燃盡。形成的灰渣在爐排后部落入灰渣斗。燃燒方式屬于層狀燃燒方式。
鏈條爐排的燃燒調節(jié)必須是煤層厚度、爐排速度和爐膛通風三者的協(xié)調配合。
鏈條爐排有鏈帶式、橫梁式和鱗片式三種結構。
鏈條爐排燃燒的特點∶
1）著火條件差，需要布置爐拱。
2）需采用分段送風和適量的二次送風。
3）對煤質要求較高。
（六）傾斜往復爐排
爐排呈傾斜階梯形，固定爐排片和活動爐排片交替排列，依靠機械帶動活動爐排片往復移動，進行加煤和出渣。其爐排面與水平面的夾角為12°～18°，往復推動的行程為30~90mm，往復移動的次數為1~5次/min，如圖3-5所示。燃燒方式屬于層狀燃燒方式。
傾斜往復爐排在使用揮發(fā)分多、著火快的煤種時，容易在煤斗出口處燃燒，并從煤斗往外冒煙。為了消除這一缺陷，可在煤閘板處通入二次風，將火焰吹向爐膛。比較徹底的解決辦法，是改進煤斗下面的給煤裝置，使煤離開煤斗后再經過推飼板，送入爐膛較深位置后再燃燒。
傾斜往復爐排爐和鏈條爐一樣，為使煤順利著火和加強爐內氣體混合，也需要布置爐拱。
傾斜往復爐排燃燒的特點
1）需采用分段送風和適量的二次送風。
2）對煤顆粒度要求較嚴，粒徑不超過40mm。
3）煤種適應性較廣。
4）爐排兩邊容易漏風。
5）爐排片容易被燒壞。
（七）水平往復爐排
水平往復爐排的結構與傾斜往復爐排基本相同，也是由固定爐排片和活動
爐排片兩部分交錯組成。不同的是，各組爐排片都在一個水平面上，爐排片形狀也有所改變。
由于爐排是水平的，所以爐排片不是水平，而是向上翹起的，以便推煤。爐排片共分五種，板狀爐排片安裝在煤斗下有縫爐排片安裝在主燃燒區(qū)；無縫爐排片安裝在預燃區(qū)和燃盡區(qū)固定烤焦爐排片、活動烤焦爐排片均安裝在后部出渣處。由于爐排結構簡單，制造容易，尤其便于維修，所以給使用帶來很大方便。
水平往復爐排的風室隔風板緊靠固定爐排梁，密封性較好�；顒舆B桿與隔風板的間隙容易控制，因此風室之間串風量小，有利于燃燒。
由于活動爐排片來回耙動煤層，使煤層受到循環(huán)擠壓、翻和塌落，因此水平往復爐排的燃燒有以下特點
1）將煤層上面燃燒的焦炭翻到底層，有利于新煤迅速著火。
2）耙動中能不斷去掉炭粒的“灰殼”，增加炭與空氣的接觸，同時提高煤層的透氣性，給燃燒和燃盡創(chuàng)造良好的條件。
3）耙動中能搗碎焦塊，因此可以燃燒結焦性較強的煤種，對煤種的適應性強。
4）在燃燒中，煤層雖翻動強烈，但因煤塊互相擁擠推阻，煤層不易產生風口與火口。即使偶然產生，也會被周圍的煤迅速填堵，而無需人工撥火。
5）煤層均衡松動前進，無風口、火口，送風穿過煤層時的速度比較均勻，飛灰量顯著減少。
6）煤層呈波浪式，其表面積比爐排水平表面積大30%~50%，故煙氣離開煤層表面的流速相對減緩，使飛灰?guī)С隽勘孺湕l爐減少約90%，具有一定的破焦能力。
7）由于爐排著火性能好和燃燒效率高，因此，爐膛溫度高，燃燒比較充分，飛灰含碳量低。如果與合適的爐拱配合，燒劣質煤效果甚佳。
8）漏煤量一般比鏈條爐排偏大。
9）各風室之間易串風。
10）爐排片的使用壽命低，特別是燃燒結焦性強和灰渣熔化溫度低的煤種時，由于焦炭熔融粘成一片，嚴重影響爐排通風冷卻，導致爐排片過熱變形和磨損加劇。另外，燃用高發(fā)熱值的煤時，爐排片易燒壞。在這種情況下，為了保證爐排正常運行，可限制給煤量。另外可在煤中摻入一定比例的爐渣。這樣，不但對燒損爐排片的現象有明顯的改善，而且對于防止結焦和降低爐渣含碳量也有一定的作用。
（八） 拋煤機爐
拋煤機爐有兩種形式∶一種是由拋煤機配合手搖翻轉爐排，適用于10t/h以下鍋爐；另一種是由拋煤機配合倒轉鏈條爐排，適用于20t/h以上鍋爐。
拋煤機按拋煤方式可分為機械、風力以及風力-機械拋煤機。
目前國內使用較多的風力-機械拋煤機，主要由推煤活塞、射程調節(jié)板、拋煤轉子等部分組成，如圖3-8所示。
煤依靠自重從煤斗落到射程調節(jié)板上，再由推煤活塞推到拋煤轉子入口處，被轉子上順時針旋轉的槳葉擊出，與從下部播煤風嘴噴出的氣流混合，并拋向爐排。
機械的力量能將大顆粒的煤拋得較遠，風力能使小顆粒的煤吹得較遠，所以煤在整個爐排上的分布比較均勻。通過改變推煤插塞的行程或往復次數，同時調節(jié)拋煤轉子的速度，即可調節(jié)拋煤量，以適應鍋爐負荷的變化。風力-機械拋煤機爐燃燒特點∶
1）大顆粒的煤在爐排上燃燒，而煤屑在風力的作用下，在爐膛空間懸浮燃燒，因此拋煤機爐的燃燒方式屬于層狀懸浮燃燒。
2）爐膛往往帶出較多的炭粒和飛灰，磨損受熱面，降低熱效率。
為了獲得良好的燃燒效果，可以采用以下措施®
1）嚴格要求煤的顆粒度，即6mm以下、6～13mm，13～19mm的煤各占1/3。
2）合理配風，一次風量應占80%～90%，風壓約490Pa，播煤風量約占10%，風壓約700～800Pa，以控制過剩空氣量。
3）增設飛灰回燃裝置，將煙道的集灰斗所收集的飛灰送回到爐膛中再次燃燒。
（九）燃油燃氣燃燒器
1.燃油燃燒器
燃油鍋爐的燃燒設備是燃油燃燒器，其主要由噴油嘴和調風器組成。
（1）噴油嘴 噴油嘴的作用是將油霧化并以高速噴入爐膛。
（2）調風器 調風器的作用是燃油爐燃燒所需要的空氣應能連續(xù)勻地、按比例地與油霧混合，并能保證著火迅速，火焰穩(wěn)定，燃燒完全。
2.燃氣燃燒器
燃氣鍋爐的燃燒設備是燃氣燃燒器，其主要由噴嘴和調風器組成。
（1）噴嘴 噴嘴的作用是將燃氣以高速噴入爐膛。
（2）調風器 調風器的作用是向燃氣爐連續(xù)均勻地提供燃氣燃燒所需要的空氣，并保證燃燒完全。
