往復式燃煤鍋爐主燃燒區爐排耐熱改進研究

姚文敏

摘 要 廣豐卷煙廠鍋爐房二臺SZW6—1.25 型往復式燃煤鍋爐，自投入運行以來，爐膛主燃區爐排片頻發大面積過熱變形，燒損等情況，對鍋爐運行安全、工藝質量、維修成本產生一定影響。

關鍵詞 通風槽;主燃區;爐排;耐熱溫度

1存在問題及原因分析

問題一：主燃區爐排燒損率達到64%

問題二：主燃區溫度超過爐排材質耐熱溫度

鍋爐使用的爐排材質為灰口鑄鐵，耐熱溫度低于700℃，為進一步驗證鍋爐鍋膛內爐排表面溫度，我們在一臺SZW6-1. 25-（I）鍋爐上進行溫度測試。

爐排測溫方法：采用了埋槽銅焊法，在爐排片頭部部圓弧中心處表面布置溫度測點。在爐排一側銑出一條寬4mm，深5mm的槽，再在爐排片上表面測點位置鉆三只Φ3.4mm小孔和槽相通，小孔上再擴Φ5mm的孔，深為1.5mm，熱電偶采用鎳鉻鎳硅絲，表面包有耐高溫絕緣材料，直徑為0.7mm，熱電偶的熱接點在離爐排片表面1mm處與孔壁碰焊后，用銅焊將孔填平。熱電偶絲穿過小孔從槽內引出，并外套Φ2mm的無堿玻璃纖維套管。

為了反映整個爐排溫度場的分布，在爐排的第2、3排（著火區）、第4、5排（主燃區）、第6、7排（燃盡區）布置裝測點爐排。

燃用5200大卡煤，鍋爐負荷為3425公斤/小時連續運行時的爐排溫度曲線（見圖1），a、b、c三條曲線分別代表不同時段爐排溫度場分布，從圖中可以看出，在第三排爐排前，煤處于干燥、干餾階段，爐排片的溫度水平只有69～300℃，主燃區的爐排為500～800℃，已超過目前材質為生鐵爐排承受最高溫度，靠近爐尾C區，溫度為80～130℃。

問題三：爐排頭部燒損及爐排通風槽堵塞是爐排燒損主要原因。小組同時對主燃區爐排燒損種類進一步確定。通過燒損情況數量統計和排列圖分析，找出頭部燒損及通風槽堵塞是爐排燒損問題的癥結所在。

2原因分析

（1）分析1：灰口鑄鐵HT100耐熱差。爐排片采用的材質，特別是主燃區爐排片的材質要求有較好抗氧化，并具有一定的強度和韌性不能太脆。目前我廠使用的爐排片材質為灰口鑄鐵HT100 ，耐熱溫度為≤700℃。（見表1）

本數據引用（《RQTSi5中硅耐熱球墨鑄鐵生產實踐》文獻），挑弧法（電焊機控制電流：80A。焊件溫度控制700℃左右），目前鍋爐爐溫生產時達到1000℃以上，使用灰口鑄鐵爐排已不適用這樣高爐溫。

（2）分析2：使用二種爐排冷卻系數值低于確認標準0.03

主燃燒區分二種爐排一種成條狀形，斷面為呈“T”字形邊爐排，一種并在腹板上設有齒狀散熱肋片的中間爐排，爐排寬度為40～60mm。尾部厚度為10mm。

新安裝爐排冷卻系數比： 經計算燃燒區通風面積0.04m2，著火區0.02m2，燃盡區0.015m2，總共進風面積0.075m2。爐排面積4.12m2，爐排通風面積/爐排面積=0.018。爐排運行一段時間后，灰渣堵塞爐排通風槽，爐排通風面積減少，爐排冷卻系數比低于0.018

3改進措施

3.1 措施一：爐排使用中硅球墨鑄鐵。

爐排選有QTRSi5中硅鑄鐵。在爐排中控制Si量在4%～5%內，避免Si含量高出5%以上，增加爐排脆性。

3.2 措施二：爐排通風面積及頭部結構改進

（1）爐排表面采用凹凸搭口：通過凹凸可以解決齒狀爐排因澆注時爐排變形，解決爐排之間安裝中不平整問題。

（2）爐排分二種：一種尾部凹口、一種尾部凸爐排，這兩種爐排安裝時，通過接口，增加爐排尾部厚度，解決目前爐排尾部過薄容易燒壞的情況。

4效果對比

爐排結構改進后，2019年1-2月份，進入爐膛內對1#鍋爐爐排檢查。

活動后，影響主燃區爐排損壞二項主要因素：爐排頭部及通風道堵塞，已下降到次要原因。鍋爐主燃區爐排燒損得到有效解決。