燃烧设备的运行操作及故障处理

（一）任务分析

介绍各种燃烧设备的结构及特点，为司炉人员掌握燃烧设备操作的方法运行及排除故障打下基础。

（二）相关专业知识

（三）手烧炉排

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手烧炉排有条状或板状炉条，都由铸铁铸造而成。

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，常用于自然通风，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。炉排的通风截面比较小，一般为7%~20%左右，可用于强制通风。适于燃烧低挥发分、低熔点的煤。

手烧炉排既是盛煤装置，又是通风装置。煤被间接地添加在炉排上部，风由炉排下部穿过炉排上的缝隙连续送入燃料层和炉膛。燃烧方式属于层状燃烧。

手烧炉排燃烧的特点∶

1）着火条件优越。新煤下部受燃烧层的高温加热，上部受炉膛的高温烟气的辐射加热，温度很快升高，易着火燃烧。

2）燃烧时间充足。

3）适应煤种强。

4）人工加煤、出渣，劳动强度大。

5）燃烧呈周期性不连续，不完全燃烧损失高。

（四）双层炉排

双层炉排是在炉膛内布置上、下两层炉排，如图3-3所示。上炉排一般是由直径51~76mm的钢管组成的水冷炉排，管子间隙约25mm，炉排的通风截面比为30%左右，炉排前低后高与水平倾斜成10°~15°角。对于卧式锅炉，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。对于立式锅炉，炉排的上管端与下管端均与炉胆连接。下炉排为固定炉排，其下为灰坑，两炉排间为燃烧室。在下部设置烟气出口，其后部为燃尽室。燃烧方式属于层状燃烧方式。

双层炉排锅炉炉膛前墙上共有三个炉门。新煤由上炉门间断地添加在上炉排，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，该炉门经常开闭。中炉门的作用是引燃下炉排上的煤和清渣，只在点火和清炉时打开。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（下炉门）进入的空气继续燃烧。下炉门的主要作用是清灰，在正常运行时，视下炉排的燃烧情况适当打开，以便供风。

双层炉排燃烧的特点∶

1）煤经两次燃烧，燃烧较为完全，提高了锅炉热效率。

2）燃烧正常时，消烟除尘好。

3）上炉排采用水冷结构，有利于燃烧结焦性强的煤。

4）着火和燃烧过程较慢，炉排热负荷较低。最好同时采用送风和引风。

5）着火条件不好，煤种适用窄。

（五）链条炉排

链条炉排的外形好象皮带运输机，如图3-4所示。炉排随链条不停的转动，煤从煤斗内依靠自重落到炉排上，空气从炉排下面送人，煤在炉膛内受到辐射加热，并在炉排的移动中依次完成预热、干燥、着火、燃烧，直至燃尽。形成的灰渣在炉排后部落入灰渣斗。燃烧方式属于层状燃烧方式。

链条炉排的燃烧调节必须是煤层厚度、炉排速度和炉膛通风三者的协调配合。

链条炉排有链带式、横梁式和鳞片式三种结构。

链条炉排燃烧的特点∶

1）着火条件差，需要布置炉拱。

2）需采用分段送风和适量的二次送风。

3）对煤质要求较高。

（六）倾斜往复炉排

炉排呈倾斜阶梯形，固定炉排片和活动炉排片交替排列，依靠机械带动活动炉排片往复移动，进行加煤和出渣。其炉排面与水平面的夹角为12°～18°，往复推动的行程为30~90mm，往复移动的次数为1~5次/min，如图3-5所示。燃烧方式属于层状燃烧方式。

倾斜往复炉排在使用挥发分多、着火快的煤种时，容易在煤斗出口处燃烧，并从煤斗往外冒烟。为了消除这一缺陷，可在煤闸板处通入二次风，将火焰吹向炉膛。比较彻底的解决办法，是改进煤斗下面的给煤装置，使煤离开煤斗后再经过推饲板，送入炉膛较深位置后再燃烧。

倾斜往复炉排炉和链条炉一样，为使煤顺利着火和加强炉内气体混合，也需要布置炉拱。

倾斜往复炉排燃烧的特点

1）需采用分段送风和适量的二次送风。

2）对煤颗粒度要求较严，粒径不超过40mm。

3）煤种适应性较广。

4）炉排两边容易漏风。

5）炉排片容易被烧坏。

（七）水平往复炉排

水平往复炉排的结构与倾斜往复炉排基本相同，也是由固定炉排片和活动

炉排片两部分交错组成。不同的是，各组炉排片都在一个水平面上，炉排片形状也有所改变。

由于炉排是水平的，所以炉排片不是水平，而是向上翘起的，以便推煤。炉排片共分五种，板状炉排片安装在煤斗下有缝炉排片安装在主燃烧区；无缝炉排片安装在预燃区和燃尽区固定烤焦炉排片、活动烤焦炉排片均安装在后部出渣处。由于炉排结构简单，制造容易，尤其便于维修，所以给使用带来很大方便。

水平往复炉排的风室隔风板紧靠固定炉排梁，密封性较好。活动连杆与隔风板的间隙容易控制，因此风室之间串风量小，有利于燃烧。

由于活动炉排片来回耙动煤层，使煤层受到循环挤压、翻和塌落，因此水平往复炉排的燃烧有以下特点

1）将煤层上面燃烧的焦炭翻到底层，有利于新煤迅速着火。

2）耙动中能不断去掉炭粒的“灰壳”，增加炭与空气的接触，同时提高煤层的透气性，给燃烧和燃尽创造良好的条件。

3）耙动中能捣碎焦块，因此可以燃烧结焦性较强的煤种，对煤种的适应性强。

4）在燃烧中，煤层虽翻动强烈，但因煤块互相拥挤推阻，煤层不易产生风口与火口。即使偶然产生，也会被周围的煤迅速填堵，而无需人工拨火。

5）煤层均衡松动前进，无风口、火口，送风穿过煤层时的速度比较均匀，飞灰量显著减少。

6）煤层呈波浪式，其表面积比炉排水平表面积大30%~50%，故烟气离开煤层表面的流速相对减缓，使飞灰带出量比链条炉减少约90%，具有一定的破焦能力。

7）由于炉排着火性能好和燃烧效率高，因此，炉膛温度高，燃烧比较充分，飞灰含碳量低。如果与合适的炉拱配合，烧劣质煤效果甚佳。

8）漏煤量一般比链条炉排偏大。

9）各风室之间易串风。

10）炉排片的使用寿命低，特别是燃烧结焦性强和灰渣熔化温度低的煤种时，由于焦炭熔融粘成一片，严重影响炉排通风冷却，导致炉排片过热变形和磨损加剧。另外，燃用高发热值的煤时，炉排片易烧坏。在这种情况下，为了保证炉排正常运行，可限制给煤量。另外可在煤中掺入一定比例的炉渣。这样，不但对烧损炉排片的现象有明显的改善，而且对于防止结焦和降低炉渣含碳量也有一定的作用。

（八） 抛煤机炉

抛煤机炉有两种形式∶一种是由抛煤机配合手摇翻转炉排，适用于10t/h以下锅炉；另一种是由抛煤机配合倒转链条炉排，适用于20t/h以上锅炉。

抛煤机按抛煤方式可分为机械、风力以及风力-机械抛煤机。

目前国内使用较多的风力-机械抛煤机，主要由推煤活塞、射程调节板、抛煤转子等部分组成，如图3-8所示。

煤依靠自重从煤斗落到射程调节板上，再由推煤活塞推到抛煤转子入口处，被转子上顺时针旋转的桨叶击出，与从下部播煤风嘴喷出的气流混合，并抛向炉排。

机械的力量能将大颗粒的煤抛得较远，风力能使小颗粒的煤吹得较远，所以煤在整个炉排上的分布比较均匀。通过改变推煤插塞的行程或往复次数，同时调节抛煤转子的速度，即可调节抛煤量，以适应锅炉负荷的变化。风力-机械抛煤机炉燃烧特点∶

1）大颗粒的煤在炉排上燃烧，而煤屑在风力的作用下，在炉膛空间悬浮燃烧，因此抛煤机炉的燃烧方式属于层状悬浮燃烧。

2）炉膛往往带出较多的炭粒和飞灰，磨损受热面，降低热效率。

为了获得良好的燃烧效果，可以采用以下措施®

1）严格要求煤的颗粒度，即6mm以下、6～13mm，13～19mm的煤各占1/3。

2）合理配风，一次风量应占80%～90%，风压约490Pa，播煤风量约占10%，风压约700～800Pa，以控制过剩空气量。

3）增设飞灰回燃装置，将烟道的集灰斗所收集的飞灰送回到炉膛中再次燃烧。

（九）燃油燃气燃烧器

1.燃油燃烧器

燃油锅炉的燃烧设备是燃油燃烧器，其主要由喷油嘴和调风器组成。

（1）喷油嘴 喷油嘴的作用是将油雾化并以高速喷入炉膛。

（2）调风器  调风器的作用是燃油炉燃烧所需要的空气应能连续匀地、按比例地与油雾混合，并能保证着火迅速，火焰稳定，燃烧完全。

2.燃气燃烧器

燃气锅炉的燃烧设备是燃气燃烧器，其主要由喷嘴和调风器组成。

（1）喷嘴 喷嘴的作用是将燃气以高速喷入炉膛。

（2）调风器  调风器的作用是向燃气炉连续均匀地提供燃气燃烧所需要的空气，并保证燃烧完全。