no18引进丹麦Volund公司鳞片式炉排结构及其性能特点的分析

引进丹麦Volund公司

鳞片式炉排结构及其性能特点的分析

朱振声丁文波

上海四方锅炉厂

上海四方锅炉厂在1986年引进了丹麦沃伦公司角管式锅炉的同时,也引进了其鳞片式炉排。通过消化吸收又经过十几年的设计、制造、安装、运行，我们感到尽管同是鳞片式炉排，但其结构上与我国传统的鳞片式炉排是有区别的：

1 结构简介

该炉排为模块化设计，宽度方向以400整数倍递增，长度方向以200整数倍递增，单炉排有效宽度最大为5400，有效长度最大为9200，该炉排还可做成双炉排型式，即由两付相对独立并列的炉排组成，除中间墙板共用外，其余均自成体系，由各自的传动系统带动。

该炉排主要由底座、墙板框架、炉排支承、主轴、炉排、前挡风门、挡渣器、调风机构、落灰装置、煤斗、传动装置、密封装置等部件组成。

主轴按炉排宽度大小用2至3个滑动轴承支承，该炉排无后轴，尾部采用滑动导向结构，炉排下部导轨采用滚轮结构。经过金加工的并在内部充满石墨的滚筒在炉排支座上滚动。

在炉排面下面布置有大的等压风仓，在炉排面与风仓之间的炉排支承上布置有大量的小风门，这些小风门的开度由布置在炉排侧面的调风手柄来操作，由一组调风手柄控制600~800长度的风门，因此沿炉排长度方向按长度不同布置有若干个调风手柄以满足燃料在各个不同阶段对风量的需求。本炉排的炉排片为7块一组，即在每块炉排夹板上布置有7块炉排片，炉排片在炉排上与水平方向成45°夹角，相邻两炉排片之间的间隙为2mm，该间隙为一次风的通道。炉排夹板分成开槽、不开槽及单侧开槽三种。老鹰铁可做成整体，也可由上部（头部）与下部两大块组成，并用螺栓连接，以方便磨损后更换。

2结构性能特点的分析

(1)采用统仓进风，小风门调节风量的结构。

一般传统的鳞片式炉排均采用分仓进风，在进风管处用大风门调节风量。其最大的弊病为沿炉排宽度方向风压不均匀及风仓之间易窜风，造成风量调节不灵敏。

链条炉排锅炉是层燃炉，燃料层在炉排面上保持一定的厚度，并由前向后移动，在移动

过程中，燃料经过烘干、挥发份析出、着火燃烧直至燃烬几个过程，而在这几个过程中所需的空气量是不同的，在烘干、挥发份析出阶段所需风量极少，而在着火燃烧阶段则需要大量的风，以便形成强燃烧区，而进入燃烬阶段后，所需风量又大幅度减少，这就要求各段的风量能明显得到控制。但风仓之间的窜风易造成各段风量的控制失控。另外，对锅炉燃烧而言要求沿炉排宽度方向，燃烧保持一致，这就要求在任一长度上沿炉排宽度方向的风压保持一致。这对于分仓进风的炉排而言较难做到。由于在进风口处与进风底部处一次风的全压是相同的，但由于风速不一样，在进风口处风量最大，故风速最高，而在底部区域风量最小，故风速亦最低，造成两端静压不一样，根据计算与实测，两端静压差占静压的10~20%，从而使对燃料层的穿透力不一致，这就使燃料在燃烧过程中沿炉排宽度方向的燃烧产生不一样的结果，这是链条炉排锅炉所不希望发生的。而采用统仓进风就避免了上述的弊病。由于统仓进风，一旦一次风进入大风仓，其动压可忽略不计，因此在大风仓内各点的风压可近似认为是一致的，故我们把该风仓亦称为等压风仓，同时通过风仓与炉排面之间的小风门调节也有效地减少了风室与风室之间的窜风现象。

(2) 整付炉排铸造精度要求较高，金加工的零件也较多，移动部件与固定部件之间的间隙较小。

这一特点使侧密封的漏风有所减少，从而能使在炉排片下建立较高的风压。

我们在锅炉设计中一般都把炉排下的风压取为980Pa（100mmH2O），但实际运行都不可能达到这个数值，离之甚远，一般锅炉实测仅为300 Pa左右，其原因就是因为侧密封漏风较多，故在炉排下较难建立较高的风压，而风压建立不起来，则对燃料层的穿透力就较弱，故一般均不允许采用较厚煤层运行，一般煤层厚度最大也不能大于120mm，通常在80~100mm之间。而引进的这付炉排在炉排面下能建立较高的风压，经实测风压可提高50%以上，从而能采用厚煤层运行，煤层最大厚度可达150mm。

(3) 炉排片的结构与传统不一样。

该炉排片在炉排面上移动时与水平成45°角度，炉排片的高度达100 mm以上，为普通炉排片的1.5倍，相邻两炉排片之间的间隙为2 mm，其通风截面比为7%，穿越炉排片的平均风速为6~7m/s，最高可达12 m/s以上，该炉排片的结构大大减少了漏煤损失，即使在没有进风的情况下，细小的煤粒（<2 mm）也不会通过炉排片

落到风室内，（煤的自锁角度为55°~65°，这正好与溜煤管的设计相反，对于溜煤管的角度应不小于60°~65°，其目的是能使煤顺利地落到锅炉煤斗内），同时提高了炉排片在尾部转弯处的翻转速度，从而使炉排片因被开槽缺口卡住导致炉排片损坏而掉落的现象大为减少。

(4) 该炉排链条在下半部分为水平布置，这种布置形式有可能使锅炉采用单层布置，但这种结构决定了传动方式为推拉式，相对来说推拉式的传动结构对链条的受力较大，因此如

果炉排长度较长的话就不大合适。根据我们的经验，如果炉排有效长度大于8.2m的话，就应采用将炉排的下部导轨装成从后向前往上倾斜的形式，使炉排后部有一段下垂的链条，通过该下垂的链条的重力来克服上部炉排与炉排支承之间的摩擦阻力。

通过以上分析，从GEF项目上引进的链条炉排技术，明显不同于我国常规所采用的链条炉排结构形式，q4损失明显下降，燃烧效率大大提高，为产品的节能和环境污染的整治，不乏是一大技术革命。

【作者简介】

朱振声，高级工程师。1967年上海交通大学毕业后进入上海四方锅炉厂工作。现为四方锅炉厂副总工程师，长期从事锅炉的开发研制工作，自从丹麦V olund公司引进角管式锅炉技后，通过消化吸收，在原引进产品的基础上，开发了一系列角管式锅炉产品，对角管式锅炉设计机理的掌握和研究有一定的造诣。