锅炉是具有高温、高压的热能设备,是特种设备之一,在机关、事业企业及各行各业广泛使用,是危险而又特殊的设备。一旦发生事故,涉及公共安全,将会给国家和人民生命财产造成巨大损失。为了公共安全、人民生命和财产安全,依据国务院《特种设备安全监察条例》,使用锅炉应注意以下全事项:
1、锅炉出厂时应当附有"安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安全及使用维修说明、监督检验证明(安全性能监督检验证书)"。
2、锅炉的安装、维修、改造。从事锅炉的安装、维修、改造的单位应当取得省级质量技术监督局颁发的特种设备安装维修资格证书,方可从事锅炉的安装、维修、改造。施工单位在施工前将拟进行安装、维修、改造情况书面告知直辖市或者辖区的特种设备安全监督管理部门,并将开工告知送当地县级质量技术监督局备案,告知后即可施工。
3、锅炉安装、维修、改造的验收。施工完毕后施工单位要向州质量技术监督局特种设备检验所申报锅炉的水压试验和安装监检。合格后由州质量技术监督局、州特种设备检验所、县质量技术监督局参与整体验收。
4、锅炉的注册登记。锅炉验收后,使用单位必须按照《特种设备注册登记与使用管理规则》的规定,填写《锅炉(普查)注册登记表》,到州质量技术监督局注册,并申领《特种设备安全使用登记证》。
5、锅炉的运行。锅炉运行必须由经培训合格,取得《特种设备作业人员证》的持证人员操作,使用中必须严格遵守操作规程和八项制度、六项记录。
6、锅炉的检验。锅炉每年进行一次定期检验,未经安全定期检验的锅炉不得使用。锅炉的安全附件安全阀每年定期检验一次,压力表每半年检定一次,未经定期检验的安全附件不得使用。
7、严禁将常压锅炉安装为承压锅炉使用。严禁使用水位计、安全阀、压力表三大安全附件不全的锅炉。
链条炉排的外形好像皮带输送机 ,其运行过程是煤从煤斗内依靠自重落到炉排前端 , 随炉排自 前向后缓慢移动 , 经煤闸板进入炉膛。煤闸板的高度可以自 由调节 , 以控制煤层的厚度。空气从炉排下面分区送风室引 人 , 与煤层运动方向相交。煤在炉膛内受到辐射加热 , 依次 完成预热、干燥、着火、燃烧 , 直到燃尽。灰渣则随炉排移动到后部 , 经过挡渣板 ( 俗称老鹰铁 ) 落入后部水冷灰渣斗 , 由除渣机排出,链条炉排的结构形式一般可分链带式、横梁式和鳞片式三种。
1.链带式炉排
链带式炉排属于轻型炉排 , 适用于蒸发量 10t/h 以下的 锅炉 , 其炉排片连接结构如图 3-7 所示。炉排片分为主动炉排 片和从动炉排片两种 , 用圆钢拉杆串联在一起 , 形成一条宽 幅的链带 , 围绕在前链轮和后滚筒上。主动炉排片担负传递 整个炉排运动的拉力 , 因此其厚度比从动炉排片厚 , 由可锻 铸铁制成。一台蒸发量 4t/h 的锅炉 , 由主动炉排片组成的主 动链条共有三条 ( 两侧和中间 ) 直接与前轴 ( 主动轴 ) 上的三个链轮相啃合。从动炉排片 , 由于不承受拉力 , 可由强度 低的普通灰口铸铁制成。
2. 横梁式炉排
横梁式炉排适用于蒸发量 20~40t/h 甚至更大的锅炉。
其结构与链带式炉排的主要区别在于采用了许多刚性较大的 横梁 , 如图 3-8 所示。炉排片装在横梁的相应槽内 , 横梁固定 在传动链条上。传动链条一般是两条 ( 当炉排很宽时 , 可装 置多条) , 由装在前轴 ( 主动轴 ) 上的链轮带动。
横梁式炉排的优点是 : 结构刚性大 , 炉排片受热不受力 ,而横梁和链条受力不受热 , 比较安全耐用 ; 炉排面积可以较 大 , 阻力小而风量分布均匀 ; 运行中漏煤、漏风量少。缺点是 : 结构笨重 , 金属耗量多 , 约是链带式炉排的 2.7 倍 ; 制 造和安装要求高 ; 受热不均时 , 横梁易出现扭曲、跑偏等故障。
3. 鳞片式炉排
鳞片式炉排整个炉排根据宽度不同有4到12根互相平行的链条,拉杆穿过节距套管,把平行工作的炉链串连起来,组成链状的软性结构。炉链通过铸铁滚筒支承在炉排架上,沿支架支承面移动。链片上用销钉固定炉排夹,炉排片就嵌插在炉排夹板上。当炉排转到下部空行程时,炉排片可以翻开,清除粘在上面的灰渣,同时充分进行冷却。这种炉排对链轮的制造和安装要求较低,因为链条之间没有钢性连接、所以主动轴上几个链轮的齿形参差不齐时也可以稍作自动调整,也正因为如此,在炉排较宽时,可能发生排片成组脱落或卡住现象。
鳞片式炉排结构具有如下几点特点:
1、由于炉排之间的空隙小,故鳞片式炉排的通风截面比较小,约为5%一7%。因此,鳞片式炉排结构漏煤量小,仅为0.15%一0.2%,故亦称它为不漏煤式链条炉排。
2、鳞片式炉排结构具有自清灰能力。当炉排处于工作行程时,炉排片依次叠压成鱼鳞状,鳞片式炉排就因此而得名。当行进到后轴.炉排翻转180℃以后,炉排由于自重而依次翻转,倒挂在夹板上,残留于通风缝中的灰渣就掉了下来。鳞片式炉排的这一特点也能帮助炉排片得到良好的冷却。
3、鳞片式炉排结构的链条具有一定的自调能力。由于鳞片式炉排是采用小直径拉杆将平行工作的链条串联而成链状软性结构,即使轴上几个链轮之间齿形略有不齐时,链条能够自动调整,使链轮与链条能正常啮合。另外,这种炉排检修比较方便,在锅炉运行中亦能更换炉排片。
4、鳞片式炉排结构的工作条件得到改善。由于鳞片式炉排的炉排片、支承件和链条是分开的,主动链条位于炉排片的下面,不与炽热的火床层接触,使得炉排片受热不受力,链条受力不受热,使炉排的工作条件大为改善。
5、鳞片式炉排的缺点是结构较为复杂,装配工作量大。另外,由于鳞片式炉排的结构是软性结构,特别是当炉排宽度较大时,可能会因为鳞片受热变形过大而发生成组炉排片脱落或卡住故障。
6、鳞片式炉排结构一般适用于10t/h以上的中、大容量的工业锅炉。上述三种链条炉排,一般都是用于层燃炉上,但抛煤机炉(半悬浮燃烧)亦采用链条炉排,通常称为倒转炉排。无论是顺转或是倒转炉排,其主动轴一般都放在温度较低的一端,保护轴承不致过热烧坏。因此。顺转炉排主动轴是前轴,倒转炉排主动轴是后轴。
1、保存传统链条炉排结构方面的优点,消除其缺陷。
2、炉排片为悬挂式、结构新颖、拆装方便、重量轻、不漏煤、适用于各种链条炉排。
3、链条节(主动炉排片)为多功能式,只承受拉力不被火烧,强度高不断裂,其结构型式有三种:滚动式、摩擦式,新横梁式。前两者用于中、小链条炉排,后者用于中、大型链条炉排。
4、炉排链带设有防止风室之间串风,炉排前后漏风的结构。
5、分段送风室为均匀送风结构。
6、炉排侧密封采用二级密封,一级采用万能侧密封块,二级采用迷宫式或接触式密封。
7、加煤方式:传统的加煤斗或多功能分层给煤机
△、性能及优点
1、无现有链条炉排的缺点、结构合理、制造工艺简单、重量轻或相当、制造成本低。
2、运行性能:方便操作、故障少、安全可靠性高、检修费用低。
3、漏煤量、漏灰量、漏风量、串风量很少。
4、各分段送风室沿炉排宽度均匀的向煤层送风,有利煤层均匀燃烧。
5、由于新型链条炉排性能好、优点多,所配炉子的机械不完全燃烧热损失q2和排烟热损失q4很小,因此炉子的效率和出力都比现有同类型炉子高。
链条炉排是工业锅炉中历史悠久、结构可靠、运行稳定的一种机械化燃煤设备 , 获得了广泛的应用。
常识应该了解
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为了与发电用大型锅炉相区别,中国把容量在65吨/时以下为工业生产供热、为建筑物供暖的锅炉称之为工业锅炉。链条炉是机械化程度较高的一种层燃炉。因其炉排类似于链条式履带而得名,是工业锅炉中使用较广泛的一种炉型,在10-65t/h中等容量,甚至1-2t/h的小容量锅炉中都有采用。链条炉是一种前饲式炉子,煤的燃烧过程是在移动中完成的,它的燃烧工况稳定,热效率较高,运行操作方便,劳动强度低,烟尘排放浓度较低。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。为使燃料中的可燃物和飞灰可燃物燃尽,可以采用"二次风"。由于着火条件不好,拨火又必须人工操作,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。
工业锅炉典型工艺规程 链条炉排制造 1. 主题内容与适用范围 本规程规定了快装锅炉、组装锅炉链条炉排的制造工艺过程和工艺要求。 本规程适用于快装锅炉、组装锅炉链条炉排的制造、检验。 2. 引用标准 JB/T3271 链条炉排技术条件 QB/HG J1201 下料 QB/HG J1205 焊条电弧焊 3. 总则 链条炉排制造应根据本规程、生产图样和相应技术条件进行。 4. 炉排主要零件加工工艺过程 4.1 内外侧板 划线→下料→校平→钻孔→待装配 4.2 底板 (拖泥板 ) 划线→下料→校平→拼接定位焊→焊接→待装配。 4.3 前、后面板,煤斗板,多孔板等板材类 划线→下料→校平→钻孔→待装配 4.4 炉排两侧板 (DZL 型产品 ) 划线→下料→校平→拼接定位焊→焊接→钻孔→待装配 4.5 型钢 划线→下料→校直→钻
本文主要对工业锅炉中链条炉排锅炉的节能综合治理改造方式进行研究。文章首先分析了当前在用燃煤链条炉排锅炉的使用现状,指出其能耗问题,之后在此基础上提出了一些综合治理改造措施,以供参考。
造成这些问题的原因主要包括 5 个方面:
1、抛煤机抛在炉膛空间燃烧的是直径在 lmm 左右的煤屑,而不是达到煤粉要求、直径在10μm 以下的煤粉。因此,在现有抛煤机链条炉炉膛空间,悬浮可燃物完全燃烧的物理条件是不具备的。
2、煤粉炉悬浮燃烧时设有煤粉燃烧器,它是保证煤粉良好燃烧的重要手段,但也存在不完全燃烧现象;而抛煤机锅炉不但没有煤粉燃烧器,而且把煤屑抛入炉膛空间燃烧时几乎是没有采取强化措施的,因此,不能保证煤屑正常燃烧。
3、抛煤机锅炉的炉膛是开放型的矩形直筒子,没有前后拱,空间很大。因此,尽管炉内过剩空气量很大,但煤屑与空气仍不可能充分混合,悬浮可燃物燃烧反应的物理条件较差,造成煤屑因缺氧而减慢化学反应的进程,产生不完全燃烧现象。每当控制调节不当,大量细煤屑来不及燃烧就飞出炉膛,这不仅对锅炉的经济燃烧十分不利,还台造成严重的环境污染。
4、抛煤机锅炉炉膛不高,烟气流程短,再加上抛煤口距炉膛出口烟囱太近,进一步缩短了烟气流程,使煤屑燃烧时间缩短,加剧了不完全燃烧现象。
5、炉拱设计不到位,造成火床温度较低,尤其是在燃用劣质燃料时更甚,燃料的点燃时间延长,焦炭所需的燃尽时间增加,从而不能使焦炭充分燃烧,炉排排出的炉渣含碳量较高。
6、二次风达不到设计的预期效果:由于二次风的设计达不到理想的效果,烟气在炉膛内得不到充分混和而很快就进入对流后,使得煤粒在炉膛内的停留时间大大降低,炉膛出口的飞灰量和飞灰含碳量大大增加,炉内烟气温度很快降低,使排烟中的 C0 含量较高,以致造成化学不完全燃烧损失较大。同时由于锅炉的飞灰量大,锅炉排烟中的飞灰浓度较高,造成大气污染。
7、炉膛内存在烟气流动死角,炉膛的烟气充满度不好,使气固流在炉内的停留期缩短。
8、炉排底部配风不够理想,不能保证燃烧所需配风的合理布局。
针对锅炉存在的问题,上海交通大学机械与动力工程学院开发了抛煤机炉内强化燃烧环保节能改造技术,主要对抛煤机锅炉进行以下改造:
1、炉膛燃烧结构拱的改造,主要是为了延长燃料在炉内的燃烧时间.减少烟气含尘量,充分强化细煤屑与氧的混合,进而延长其燃烧时间.使细煤屑完全燃烧,提高炉膛温度,达到消除黑烟的效果。
改造前墙水冷壁,拆除现有前墙立管水冷壁,如工艺图所示,将水管弯制成一定形状,用水冷壁在炉膛内组成前拱。
2、设置前后二次风管系统:前、后墙二次风口需要布置在一定位置,后墙二次风需要与前墙二次风相互配合,射流角度合适,增加前、后墙二次风喷嘴数量,调整前、后二次风比率。其目的使气流旋转并保证一定的旋流强度,提高二次风的功效,盖住扬起的细煤屑,加强抛煤细屑与空气的扰动混合,延长其在炉内的停留时间、以便降低飞灰中的含碳量,减少局部受热面的磨损。
由于后墙水冷壁进行移位技改,使引射器后的吹灰管的直径和管壁增大,吹灰管采用耐磨耐高温的高铬铸铁。
3、在前拱上面贴近前墙的下部设置几个定向落灰口,采用引射器将前拱上的积灰引入前拱下面回燃。
4、在二次风口之前,设置炉内四角切圆三次风管系统,采用四角切圆旋风分离燃烬措施,增加颗粒停留时间,增大上部炉膛烟气充满度,提高炉膛温度。
5、设置炉内槽型分离器飞灰循环复燃系统装置:在过热器斜烟道布置两组槽型分离器,材质为不锈钢材料。采用特定的支吊方法安装槽型分离器。在分离器的下方设置落灰斗。设计加工返料系统,采用合适的措施使飞灰返料通畅。
采用回灰引射器,在喷嘴内形成负压,抽吸集灰斗里的细灰,通过吹灰管将细灰发送如炉内再燃。
6、对原煤进行各种数据分析,确定原煤的工业分析成分、元素分析成分、发热值、颗粒度分布、颗粒燃烧时间、结焦温度、粘结系数以及抛煤机抛煤角度、送风和颗粒在炉排上的实际分布规律。根据科学试验,确定具体的结构和各次风量分配以及燃烧调整措施。
7、根据原煤各种实验分析,对特定煤,确定合适的一次风、二次风、抛煤风等比率,设置调节风门。保证槽型分离器回灰返料系统以及前拱积灰引射炉内循环系统所需的风压和风量的稳定。合理调整炉排底部配风,保证燃烧所需配风的要求。
8、对炉内局部设计不合理的地方重新设计施工。
9、对风机进行重新校核计算,不合要求的重新更换。
承担完成的 35T/h 抛煤机锅炉强化燃烧环保节能改造工程还需改进。
链条炉已有一百多年的历史。由于它从加煤到排除灰渣都实现了机械化,运行稳定可靠,运行经验也比较丰富,在我国小型电厂,特别在工业锅炉中得到广泛应用。国外采用链条炉排的锅炉,其容量可达100 t/h以上。迄今为止,我国链条炉的最大容量为40 t/h,生产量较多的是35 t/h及10~20 t/h锅炉,也有许多蒸发量为4 t/h以下的小型链条炉。图1(1-煤斗;2-煤闸门;3-炉排(包括前链轮及后滚筒);4-主动链轮;5-分段送风仓;6-防焦箱;7-看火孔及检查门;8-除渣板(老鹰铁);9-渣斗;10-灰斗;11-后墙水冷壁管;12-后墙水冷壁下集箱;13-前墙水冷壁下集箱;14-前墙水冷壁管)所示为链条炉结构简图,链条炉排3由主动链轮4带动,由前向后运动。煤由煤斗1落至空的炉排上,随着炉排的运动煤被带入炉中。煤层的厚度由煤闸门2的位置高低来控制。煤与炉排的相对运动为零,炉排由前向后不断运动,煤也随之由炉前向炉后运动,经干燥干馏、着火燃烧,燃尽的灰渣经除渣板(俗称老鹰铁)8落至渣斗9。炉排运动过程的漏灰则从炉排下灰斗10排出。5为炉排下分段送风的风仓;7为两侧炉墙上的看火孔及拨火门。为防止炉排两侧侧墙结焦,两侧都设有防焦箱。链条炉排是链条炉中最主要的燃烧设备。历史上曾经出现过各种各样型式的链条炉排。对链条炉排的共同要求是:结构简单,省金属,漏煤少,通风阻力小,运行平稳可靠。
如图2(1-链轮;2-煤斗;3-煤闸门;4-前拱砖吊架;5-上炉排;6-布风板;7-老鹰铁;8-主动链环;9-炉排片;10-圆钢)所示的是一种链带式链条炉排,它也俗称轻型炉排或小炉排,常用于10 t/h以下的小型工业锅炉。炉排是用圆钢10将炉排片9串在主动链环8上。小型锅炉整个炉排上,在两边和中间各有一条主动链环,圆钢将这三条主动链环和其间的炉排片都串起来,形成一个有一定宽度的链带,链带围绕在前、后两根轴上,用前轴链轮传动。
链条炉排锅炉简称链条炉,它占工业锅炉总数的70%以上,过去是煤炭供不应求,因而什么煤都可供链条炉使用,但由于供煤质量常常不符合链条锅炉的要求,因而造成燃煤的严重浪费。若供煤中的粉煤过多,尤其是小于1mm的粉煤在燃烧时易造成飞扬损失;若大块煤过多,则易造成燃烧不完全而排出炉外。鉴于全国链条炉的用煤量每年以数亿吨计,因而目已制定出《链条炉排锅炉用煤技术条件》GB/T 18342-2001。
对正在使用的链条锅炉来说,用煤粒度以不超过50mm为宜,但其中小于6ram的粉煤率以不超过总用煤量的30%为好;如使用粒度小于30mm(或25mm)的末煤,则其中小于3ram的粉煤率应低于30%。链条炉用煤的灰分以不超过30%为好,但灰分也不宜过低,一般以10%~30%较好。用煤的挥发分应根据锅炉设计的煤种而定,如用无烟煤的链条炉,其挥发分应在6.5%~10%为好;烟煤锅炉的挥发分不限。用煤的发热量对无烟煤应大于21 MJ/kg(500kca/kg),对烟煤则不可低于17.7MJ/kg(4230kcal/kg)。用煤的焦渣特征(CRC)以不超过5为好,否则如烟煤黏结性过强在炉内会结焦而影响燃烧。用煤的灰熔融性软化温度(ST)一般应大于1250℃,但对灰分小于等于18的优质煤可放宽到ST≥1150℃。硫分根据各地环保的要求而定,如大连市要求动力煤的硫分低于0.70%,因而链条炉用煤的硫分也应不大于0.70%,其他地区用煤的硫分最好也应低于0.90%,个别地区的硫分不超过1.50%即可。若硫分过高,则可用配煤方法来降低硫分,以符合锅炉大气污染物排放标准的要求。