鏈條爐排片燒損原因分析

摘 要：鏈條爐排普遍應(yīng)用在很多類型的鍋爐當(dāng)中，諸如DZL系列、SZL系列、SZS系列、有機(jī)熱載體的方箱爐系列等等，作為一種燃燒設(shè)備在我國的發(fā)展也是較為完善。但是在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，常會出現(xiàn)爐排片燒損現(xiàn)象，這也是長期以來廣大用戶經(jīng)常遇到的問題。文章針對鏈條爐排時常發(fā)生燒損現(xiàn)象，從多角度分析，查找可能造成爐排片燒損的成因，繼而為廣大設(shè)計(jì)、使用人員提供一些思路與想法。

關(guān)鍵詞：鏈條爐排；燒損；冷卻系數(shù)

前言

很多設(shè)計(jì)人員以及一些相關(guān)的期刊常會這樣論述，比如：爐排片更換某種材質(zhì)、變換冷卻方式、設(shè)計(jì)某種新結(jié)構(gòu)、冷卻比變化了多少等等原因，便可以改善爐排片燒損的原因。這些觀點(diǎn)全部都是正確的，但是如果認(rèn)為單一措施便能解決問題未免有些片面。在此，筆者從設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)等多個個方面的著手，在爐排片燒損問題上淺談一些個人想法。

1 影響爐排片使用壽命的因素

1.1 設(shè)計(jì)方面

設(shè)計(jì)煤種、爐排面積熱負(fù)荷，爐排通風(fēng)截面比，爐排片的外形幾何尺寸以及爐排片的冷卻比等等。

1.2 制造方面

鑄造的工藝水平和表面光潔程度、外形尺寸的精度，爐排片的化學(xué)成分以及性能、鑄件產(chǎn)生的砂眼、氣孔等。

1.3 鍋爐運(yùn)行使用方面

燃料層厚度、爐排轉(zhuǎn)速、風(fēng)量調(diào)節(jié)、鍋爐壓火及煤種變化等。

2 在設(shè)計(jì)上應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題

2.1 設(shè)計(jì)煤種

鏈條爐需要燃用質(zhì)量較高的煤種[1]，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，所用燃料應(yīng)滿足以下條件：水分小于20%；灰分小于20%；灰分熔點(diǎn)大于1200℃；不具有易碎和強(qiáng)結(jié)焦性；煤塊大小適中。這樣的煤更加適應(yīng)鏈條爐排，提高燃燒效率。耐熱鑄鐵（QTRSi5）最高使用溫度900℃，鋁硅耐熱鑄鐵（QTRA15Si5）和高鉻耐熱鑄鐵為900℃～1000℃，完全可以滿足設(shè)計(jì)要求的。如果采取良好的冷卻措施，則（HT150）灰口鑄鐵也可滿足設(shè)計(jì)要求。理論而言，燃用無煙煤、煙煤、貧煤與褐煤等是可行的。

但是對于貧煤，受熱后易碎成細(xì)末，不僅增加通風(fēng)阻力還會增加機(jī)械損失；而無煙煤揮發(fā)分含量少，高溫下才會少量析出，需要較長著火時間，易增加機(jī)械損失，并且煤層溫度高，易燒壞爐排，以上兩種燃料并不太適用于鏈條爐排。

2.2 爐排面積熱負(fù)荷

爐排面積熱負(fù)荷取值過低，雖然可以降低爐排片溫度，但會增加鍋爐的整體造價(jià)，運(yùn)行時常會產(chǎn)生煤層過薄、出現(xiàn)火口等。反之，該值過高，其他條件假設(shè)不變，則會導(dǎo)致爐排表層溫度過高進(jìn)而燒壞爐排片。為此，選取合適的爐排面積熱負(fù)荷是至關(guān)重要的。

2.3 通風(fēng)截面比

當(dāng)通風(fēng)截面比減小，即風(fēng)速增加，通風(fēng)的均勻性提高，但是爐排的通風(fēng)阻力會增大。例如，當(dāng)燃用揮發(fā)份含量少的煤時，大部分熱量均在爐排上放出，燃料層的溫度就很高，為改善爐排的工作條件，應(yīng)選取較小的通風(fēng)截面比。一般機(jī)械通風(fēng)的層燃爐該值取7～10%。

2.4 爐排片的設(shè)計(jì)

爐排片的設(shè)計(jì)應(yīng)該具有較好的散熱性、耐高溫性和自潔性。鏈條爐排所使用的爐排片，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)較為完善，已可滿足生產(chǎn)制作要求。

2.4.1 爐排片的冷卻系數(shù)

冷卻系數(shù)是爐排片承受高溫的一項(xiàng)基本指標(biāo)。在數(shù)值上等于爐排片冷面積與受火面積之比，可以反映爐排片散熱性能，設(shè)計(jì)時也要加以重視。

2.4.2 爐排片的材質(zhì)

爐排片的材質(zhì)要求，應(yīng)具有良好的抗氧化性與抗生長性，同時還要具備一定的強(qiáng)度和韌性。耐熱鑄鐵廣泛應(yīng)用于鏈條爐排當(dāng)中，相對灰口鑄鐵而言可大幅度提高爐排片的使用性能。而爐排片材質(zhì)的選擇應(yīng)根據(jù)所燃用煤種以及爐排形式而定，既要做到設(shè)計(jì)合理又要考慮生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。

2.5 爐排片的冷卻方式

現(xiàn)今爐排片多用風(fēng)冷的冷卻方式，但無論運(yùn)用何種冷卻方式，其目的便是降低爐排片表溫，特別是高溫區(qū)部位。當(dāng)風(fēng)冷的同時加入適量的蒸汽冷卻，此辦法雖可降溫100～200℃，但此法不僅具有特定局限性并且由于煙氣含濕量的增加，還要考慮尾部硫腐蝕問題。

3 爐排制造上應(yīng)考慮的問題

現(xiàn)有的爐排鑄造工藝，已經(jīng)是精密鑄造，能夠達(dá)到尺寸的準(zhǔn)確性以及表面的光潔性。而以前的砂模鑄造，常會導(dǎo)致表面粗糙甚至粘砂、尺寸誤差較大、氣孔等現(xiàn)象更是多見，這些都是嚴(yán)重影響爐排片使用壽命的因素。

4 鍋爐運(yùn)行方面存在的原因

4.1 鍋爐正壓燃燒會影響爐排的使用壽命

因?yàn)檎龎哼\(yùn)行時，會使高溫區(qū)下移，使?fàn)t排片表溫增高，長期運(yùn)行下去便會燒損爐排片。

4.2 燃料層堆積與燃料結(jié)焦性對爐排的影響

運(yùn)行中爐排上的煤層堆積以及部分結(jié)焦都會增加送風(fēng)阻力，嚴(yán)重影響送風(fēng)的穿透性與擴(kuò)散性，同樣會造成燃煤高溫區(qū)下移，加快爐排的燒損過程。

4.3 煤種的使用

當(dāng)今很多鍋爐使用用戶存在這樣的現(xiàn)象，那就是所燃用的燃料根本不是設(shè)計(jì)煤種，使用煤種優(yōu)于設(shè)計(jì)煤種，這也是導(dǎo)致爐排燒損的重要原因之一。

4.4 不正確司爐操作

煤層厚度的選擇、爐排的轉(zhuǎn)速選擇、停爐壓火的操作過程以及各風(fēng)室風(fēng)量配比調(diào)節(jié)等，這些都將影響到爐排的使用壽命，司爐工不只是“燒鍋爐”，更要懂得司爐工種應(yīng)具備的常識，這樣才能正確使用鍋爐，降低鍋爐的運(yùn)行、維修成本，發(fā)揮出鍋爐應(yīng)有的價(jià)值。

5 結(jié)束語

本分結(jié)合設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行等環(huán)節(jié)的諸多因素，逐條分析了可能造成爐排燒損的原因，而在生產(chǎn)運(yùn)行中這些因素并不一定單獨(dú)存在，很多時候是相互作用的結(jié)果。鏈條爐排作為比較完善的燃燒設(shè)備，而今卻經(jīng)常存在嚴(yán)重?zé)龘p事故，造成了本不該有的經(jīng)濟(jì)損失。無論設(shè)計(jì)人員還是使用人員，應(yīng)該不斷加強(qiáng)技術(shù)水平，合理設(shè)計(jì)、合理應(yīng)用，從根本上減少鏈條爐排片的燒損事故。

參考文獻(xiàn)

[1]丁明舫，崔百成，陸其虎，等 鍋爐技術(shù)問答1100題[M].北京：中國電力出版社.

作者簡介：白小龍，2005年就讀于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，學(xué)習(xí)熱能與動力工程專業(yè)。畢業(yè)后一直從事工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)工作，主要涉及到的爐型包括DZL系列、WNS系列以及有機(jī)熱載體鍋爐。