固定炉排炉

手烧炉是把新煤加在灼热的焦炭层之上，灼热焦炭层之下为灰层，燃烧层的结构如图2所示，其中I-灰渣区；Ⅱ-氧化区；Ⅲ-还原区；Ⅳ-干燥干馏区。图2也示出了燃烧层中温度及各种气体成分的变化。空气从炉排下送入，先经灰渣区，空气中的氧没有变化。然后流过灼烧的焦炭层，焦炭在燃烧，空气中的氧逐渐减少，而二氧化碳逐渐增多形成氧化区。继而氧气不足，氧缓慢减少，而一部分二氧化碳还原成一氧化碳，形成还原区。最后经过新煤的干燥干馏区。

煤加入锅炉后水分先蒸发，继而挥发分挥发。挥发分都是碳氢化合物，它挥发后形成何种物质，与其挥发时是在富氧环境中，还是在缺氧环境中差别很大。在富氧情况下挥发时，碳氢化物有氧存在就成为羟基化合物，羟基化合物与氧又生成醛。一部分醛直接燃烧生成H₂O及CO₂；另一部分分解成H₂及CO，然后燃烧，而H₂及CO很容易燃烧。挥发分在缺氧情况下挥发时，由于缺氧，不可能形成羟基化合物，而进行热分解形成H₂及炭黑(C)。H₂很容易燃烧生成H₂O；炭黑是直径0.5～1 um的固体碳粒，很难燃烧，且由于很细，一般旋风式等除尘器难以捕捉，因而随烟气排出而形成黑烟。

从图2不难看出，手烧炉煤中的挥发分在干燥干馏区挥发，是在严重缺氧的条件下挥发的，必然产生炭黑而冒黑烟。不论是任何种类的机械化层燃炉或室燃炉，只要是挥发分是在缺氧情况下挥发都会冒黑烟。

（1）燃料受双面引燃，因而属于无限制着火。从无烟煤到褐煤都可以燃用。而且燃烧用的空气无需预热。燃料适应性较好，对水分较多，粘结性强、灰分熔点较低和着火较困难的燃料都适用。

（2）燃料在炉内实现层燃与悬浮状态的综合燃烧。大颗粒下落在炉排上作层燃燃烧，细粒煤末则被吹入炉膛空间中呈悬浮状态燃烧。由于这种悬浮燃烧占有较大的比例而给燃烧也带来一些明显的不利影响，例如，飞灰大量增多，并且稍大的飞灰颗粒会来不及燃尽就飞出炉膛，机械不完全燃烧损失增加，当燃用低挥发分燃料时，飞灰机械不完全燃烧损失就更大。另一个问题是冒黑烟，当燃用高挥发分燃料时，冒黑烟现象更加严重。为了减小机械不完全燃烧损失，可采用飞灰回收复燃装置。飞灰是从锅炉烟道的灰斗或初级除尘装置中回收来的，再用气力通过管路输送到炉膛中再燃。运行经验证明，采用飞灰回收复燃后能提高锅炉效率2%～4%，所以飞灰回收装置已成为抛煤机炉子的一个组成部分。但该装置的结构和布置存在缺陷，经常发生堵塞等事故。

（3）抛煤对燃料有分选作用。一部分细末已在炉膛空间悬浮燃尽，落在火床上是较粗的颗粒，因此炉排通风可以强化，而且燃料层厚度沿炉排长度分布又比较均匀，所以炉排面的利用较好，这些都会使炉排的面积热负荷提高。

（4）由于着火迅速，燃料在炉排上形成薄煤层燃烧，燃烧层厚度平均在20～50 mm左右。由于火床较薄，因此炉膛的热惰性小。这样，一方面使得炉子调节灵敏，另一方面也能尽快地使燃料燃尽。同时，通风阻力也比较小(100～350 Pa)。正是由于煤层较薄，空气分布不易均匀，同时还由于采用风力播煤与飞灰复燃的二次风等，不得不使过量空气系数较高。

（5）煤层不易粘结。因新燃料在被抛出后的飞行过程中就已受热焦化，所以在落到炉排上相互接触时也不致粘结，同时还由于煤层薄，火床温度较低，煤层更不易结渣。因此可以燃用易结焦的和低灰分熔点的燃料。 2100433B

手烧炉是人工操作的固定炉排层燃炉。其构造十分简单，将固定炉排砌筑后，在其四周砌上炉墙，在炉排上部的炉墙上有炉门，煤从炉门由人工加至炉排上，炉排下部由炉墙围成灰坑，在炉墙上有灰门，由人工从炉排下清灰，细碎灰渣落至灰坑，由灰门扒出，大块渣炉门钩出。见图1（1-炉排；2-燃烧层；3-炉室；4-落灰室；5-炉门；6-灰门）。手烧炉中，加煤、拨火、除灰都由人工操作，劳动强度大，燃烧效率低，还有周期性冒黑烟的缺点。但其结构简单、操作方便、煤种的适应性较好。

按照抛煤的原理，抛煤机可以分为机械的、风力的以及机械与风力联合的三种。机械抛煤机用旋转的叶片或摆动的刮板来抛散燃料，风力抛煤机用气流来吹播燃料，而风力机械抛煤机则兼用以上两种抛煤方式。各种抛煤机的工作原理如图3（1-给煤装置；2-击煤装置；3-倾斜板；4-风力播煤装置）所示，其中(a)、(b)机械抛煤机；(c)风力抛煤机；(d)风力机械抛煤机。

机械抛煤机所抛成的煤层中，粗粒落于远处，细粒落于近处，细粒煤甚至就落在抛煤机出口之下，堆成小丘。风力抛煤机则与之相反。风力机械抛煤机由于同时采用了风力和机械播煤，燃料在火床上的颗粒度分布较为均匀，因此得到广泛应用。

振动炉排燃烧过程三阶段的划分也是沿炉排长度来划分区段，其燃烧情况与链条炉也相似。因此分段送风、设炉拱、采用二次风等措施也都适用。与链条炉主要不同点也是煤与炉排有相对运动，其运动方式与往复推饲炉排炉不同，煤不是在炉排上向下滚动，而是微跃向后运动。由于炉排振动，煤层上下翻动，有较好的拨火作用，不易结块。同时使燃料和空气有良好的接触，燃烧比链条炉剧烈。炉膛温度较高，一般高达1400℃左右。对煤种的适应性也较广，但漏煤量较大，飞灰及飞灰中携带的固体可燃物较多，与往复炉排片相似，也易受高温过热。特别是当煤层上抛时，燃烧层阻力很小，大量冷风进入使炉膛出现正压而向炉外喷烟喷灰。

图1（1—偏心块激振器；2—“7”字横梁；3—炉排片；4—拉杆；5—弹簧板；6—后密封；7—激振器电机；8—地脚螺钉；9—减振橡皮垫；10—下框架；11—前密封；12—固定支点；13—侧梁）。其中（a）总结构图；（b）固定支点结构图，为一风冷固定支点的振动炉排，由炉排片，上框架、弹簧板、固定支点，下框架和激振器等几个主要构部件组成。上框架是组成炉排面的长方形焊接框架，其前端横向焊有安置激振器的大梁，在整个长度上又横向焊接了一系列平行布置的“7”型梁。铸铁炉排片就搁置在“7”型梁上，并用拉杆钩住炉排片下边的小孔，保证振动时炉排片不会脱落。下框架是由左右两条钢板和用以固定炉排墙板的型钢拼焊而成，并用地脚螺栓固定在炉排基础上。弹簧板分左右两列联结于上、下框架之间，它与水平的倾角为55°～70°，下端采用固定支点连接于下框架，上端与“7”型梁相接支撑着上框架。在炉排前端装有激振器，它是振动炉排的振源，由轴承座、转轴、偏心块和皮带轮等组成。激振器由电动机通过皮带轮驱动旋转，产生一个周期性变化而垂直于弹簧板的力，此作用力可分解为水平和垂直两个分力，水平分力使煤向炉后移动，垂直分力使煤从炉排上微跃。这样周期性地，间断微跃向后运动，实现了加煤、除渣的机械化。

往复推动炉排炉简称往复炉。层燃炉的一种。炉排由相间布置得活动炉排片和固定炉排片组成。炉排片的型式多种多样，但应用广泛的是机械推动的阶梯形倾斜排炉。炉排片由铸铁制成。它的燃烧工况与链条炉相似，也可以采取分段送风、砖拱及二次风等措施来改善燃烧条件。由于拨火性能好，可以燃用结焦性强的煤和高水分、高灰分的劣质煤，硝烟效果较佳，当结构设计和运行操作合理时，烟囱基本不冒黑烟。但由于排炉片的冷却条件不好。不适于燃烧挥发物低、含碳量高的无烟煤。因受排炉结构尺寸的限制，这种炉子多用于4t/h以下的小容量锅炉。