固定炉排主要有手烧炉炉排和双层炉排等几种。

一、手烧炉炉排

手烧炉的炉排有固定炉排 ( 炉筐 ) 和摇动炉排两种。

1. 固定炉排

固定炉排通常由条状炉条组成 , 少数由板状炉条组成。因 为铸铁能耐较高的温度 , 不易变形 , 价格便宜 , 所以炉条都 用普通铸铁或耐热铸铁制成。

条状炉条可由单条、双条或多条组成 , 如图 3-1 所示。立 式锅壳锅炉的炉排外形是圆的 , 为便于装卸 , 大多用三条大 炉条拼成。炉排的通风截面积比 ( 炉排的通风孔隙面积之和 与炉排总面积之比 ) 约为 20%~40%, 冷却条件较好 , 适于 燃烧高挥发分、有粘结性的煤。由于孔隙大 , 通风阻力小 , 一 般无需送风机 , 但漏煤较多。

板状炉条是长方形的铸铁板 , 如图 3-2 所示。板面上开有 许多圆形或长圆形上小下大的锥形通风孔 , 以减少嵌灰和漏 煤 , 板下部有增加强度和散热的筋。炉排的通风截面积比约 为 10%~20%, 适于燃烧低挥发分、低灰熔点的煤。

2. 摇动炉排

摇动炉排由许多可以转动的炉排片组成 , 如图 3-3 所示。

每块炉排片下面都连有转动短杆 , 各转动短杆再用总拉杆连 在一起 , 并由炉前的手柄来控制。通常将炉排片转动角度 30 。 左右的称为摇动炉排 , 转动角度 60 。左右的称为翻动炉排。

当需要松动煤层时 , 只要将手柄轻轻推动几下 , 便可使 炉排底部的灰渣层松动 , 从而减小通风阻力。出渣时 , 将手柄推动角度加大 , 使炉排片转动 30 。以上的倾斜角 , 炉排片之 间的距离拉开 100mm 以上的宽度 , 灰渣即从炉排片间隙落入 灰渣斗。

摇动炉排与固定炉排比较 , 减轻了出渣时的繁重体力劳 动 , 但炉排间隙容易被大渣块卡住 , 因此不适用于结焦性强 的煤。最适用于高灰分煤 , 因为高灰分煤形成的灰渣比较疏 松 , 容易通过摇动炉排除掉。

3. 手烧炉的燃烧特点 煤在炉排上的燃烧分层情况如图 3-4 所示。空气从炉排下部进入炉膛 , 首先接触到具有一定温度的炉排 , 既起到冷 却炉排的作用 , 又起到加热空气的作用 , 然后穿过灰渣层 , 空 气温度继续提高 , 接着与赤热的焦炭相遇 , 空气中的氧与碳 化合生成二氧化碳 , 同时放出大量热量 , 这一层称为氧化层 ; 燃烧生成的二氧化碳继续上升 , 与上面赤热的焦炭发生还原 反应 , 生成一氧化碳 , 这一层称为还原层 ; 还原层生成的一 氧化碳仍是可燃气体 , 与煤中的挥发分共同升到炉膛空间继 续燃烧。在还原层上部 , 是刚刚投入的新煤。

实际上 , 燃烧分层的界限并不像图 3-4 所示的那样明显。当空气量充足时 , 还原层很薄 , 产生的一氧化碳很少。氧化 层不能使碳与氧很好化合 , 生成较多的一氧化碳。当炉膛空 间空气量严重不足时 , 一氧化碳不能继续燃烧 , 挥发出来的 碳氢化合物就在高温缺氧的条件下进行热分解 , 生成大量碳 黑 , 由 ＇ 烟囱排出后造成对大气的污染。

手烧炉炉膛应具有一定的容积 , 炉膛高度主要根据煤种 来确定。对使用挥发分含量高的煤 , 炉膛要适当高一些 , 以 使挥发分和一氧化碳获得完全燃烧。有时限于锅炉结构 , 无 法增加炉膛容积 , 则需要有针对性地加以改造。如在锅炉前 部加砌一个外置式炉膛 , 或在现有炉膛后部用耐火砖砌筑水,纹花洞 , 以延长烟气流程 , 提高炉膛温度 , 促进空气与可燃 气体的良好混合燃烧。

4. 手烧炉的优缺点

(1) 手烧炉的优点

1) 着火条件优越。新煤下部受燃烧层的高温加热 , 上部受炉膛烟气和砖墙的辐射加热 , 温度很快升高 , 首先蒸发出 水分 , 继之分解出挥发分 , 并开始着火燃烧 ;

2) 燃烧时间充足。因为是人工投煤和定期除渣 , 所以煤 在炉排上的燃烧时间可以根据实际需要确定 , 以利于完全 燃烧 ;

3) 煤种适应性广。因为着火条件优越 , 燃烧时间又充足 , 所以煤种不受水分和挥发分含量的影响 , 都可以较快着火 燃烧。 .

(2) 手烧炉的缺点

1) 劳动强度大 , 只适用于低压小容量锅炉 ;

2) 燃烧呈周期性的不协调。手烧炉大多采用自然通风 ,

依靠烟囱的抽力造成炉膛负压 , 从炉排下面吸人所需要的空 气 , 所以 , 进入炉膛内的空气量主要取决于煤层的厚度。但 是 , 手烧炉是间断投煤 , 煤层的厚度经常改变。当新煤刚投 入时 , 煤层最厚 , 通风阻力很大 , 吸入炉膛的空气量就少。但这时煤中分解出来的可燃气体和焦炭的燃烧 , 却需要较多的 空气量 , 因此空气量供不应求 , 造成燃烧不完全 , 并出现烟 囱冒黑烟的现象。随着挥发分和焦炭的不断燃烧 , 煤层逐渐 减薄 , 所需空气量较少 , 但这时通风阻力却相应减少 , 炉排 吸入空气量增多 , 所以又出现了空气过剩。由于吸入的空气 量与燃烧过程所需要的空气量周期性地不协调 , 造成不完全 燃烧损失过高 , 使锅炉热效率降低。

因此 , 从改善劳动条件 , 节约燃料 , 消烟除尘等方面考 虑 , 手烧炉的使用应严格限制。蒸发量大于和等于 1t/h 的锅 炉 , 应采用机械炉排 , 使之符合高效、低耗、文明生产的 要求。

二、双层炉排

1. 双层炉排的结构

双层炉排的结构 , 是在炉膛内布置上、下两层炉排 , 如图 3-5 所示。上层炉排一般由直径 51~76mm 的钢管组成水 冷炉排 , 管子间隙约 25mm 。炉排前低后高 , 与水乎倾斜 10 。 ~15 。角 , 炉排的上管端与锅筒连接 , 下管端与前集箱连接 , 构 成单独的水循环回路。下层炉排由普通铸铁炉排片组成 , 它 的下面是灰坑。两层炉排之间为燃烧室。在侧墙的下部设置 烟气出口 , 其后部为燃尽室只在点火和清炉时打开 ; 除灰门的作用是清灰 , 在正常运行 时 , 视下炉排的燃烧情况适当打开 , 以便供风。

2. 双层炉排的燃烧特点

双层炉排兼有固定炉排手烧炉和简易煤气炉的燃烧特点。在正常运行时 , 新煤由上炉门间断投入到上炉排炽热的 火床上。新煤层要布满炉排 , 不要出现明火。自然通风也由 上炉门引人。经过干燥、干馆、挥发分着火、焦炭燃烧等阶 段 , 产生的高温烟气向下进入燃烧室。下炉排上一般不加新 煤 , 只接受由上炉排间隙落下的漏煤 , 并依靠由灰坑进入的 空气继续燃烧。上下炉排产生的高温烟气和可燃气体 , 在燃 烧室内汇合进一步燃烧后 , 经过烟气出口窗和燃尽室加热锅 炉后部受热面。

3. 双层炉排的优缺点

(1) 双层炉排的优点

1) 煤经过双层炉排两次燃烧 , 固体未完全燃烧热损失

小 , 当燃烧室供风量适当时 , 可燃气体燃烧充分 , 气体未完 全燃烧热损失小。因此 , 提高了锅炉热效率 , 比一般手烧炉 可节煤 20% 左右。

2) 由于上层炉排采用水冷式 , 使燃烧层的温度较低 , 因此适合燃烧结焦性的煤。

3) 燃烧正常时 , 烟囱基本不冒黑烟 , 有利环境保护。

(2) 双层炉排的缺点

1) 着火和燃烧过程缓慢 , 炉排热负荷较低。为了克服这一缺点 , 最好同时采用送风和引风。

2) 着火条件不如手烧炉 , 煤种适应范围较窄。

4. 双层炉排在运行中需要注意的问题

(1) 由于上炉排间隙较大 , 煤块不宜太碎。当粉煤较多 时 , 应掺入适量的水分。当碎煤过多时 , 可在炉排管之间夹 人炉条 , 以便控制漏煤量。

(2) 下炉排燃烧效果主要取决于对上炉排的漏煤情况 , 因 此 , 要求司炉人员有较高的运行技能。例如 , 上炉排煤层不应出 现明火 , 清渣操作要特别仔细 , 防止向下炉排漏煤过多等。

(3) 进入燃烧室的风量 , 既要分别满足上下炉排煤层燃 烧的需要 , 又要供应由上炉排产生的可燃气体燃烧的需要 o 因 此 , 应随时按照上炉排的漏煤量及煤挥发分含量对下层炉排 通风进行调整。