Ⅱ类无烟煤锅炉链条炉排烧损的原因与对策

福建省锅炉压力容器检验研究院 戴国栋

1 Ⅱ类无烟煤锅炉链条炉排的典型结构

链条炉排的结构类似皮带输送机，其典型结构如图1所示，在实际使用中的运行过程是：装在煤斗内的煤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。煤层厚度通过升降煤闸板高度来调节控制，助燃空气从炉排下方的分段送风室吹进炉膛，且与煤层的前进方向相交。煤在炉膛内受到高温辐射加热，依次完成煤的预热干燥、干馏、挥发分着火燃烧、焦炭燃烧，直到焦炭燃尽（这是一个理论上完整的煤的燃烧过程，由于机械设备或运行操作等原因，实际运行中并不是总能完整实现）。燃尽后的灰渣则随炉排移动到后部，经过老鹰铁落入后部落渣斗，再由出渣机或捞渣设备排出。

图1

链条炉排的典型结构形式一般分为链带式、横梁式和鳞片式三种。福建地区使用的II类无烟煤锅炉的蒸发量多数在1～35t/h之间，其链条炉排一般多采用链带式炉排，炉排片连接结构如图2所示。

链带式炉排属于轻型炉排，其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。由炉排调速箱产生转动炉排的扭矩，该扭矩可达到5000～45000N·m，力量相当大。主动炉排片则承受传递整个炉排运动的拉力，因此其厚度比从动炉排片要厚一些，一般由可锻铸铁KTH350-10制成，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。

图2

链带式炉排的优点是：比其他型式的链条炉排金属耗量低, 结构简单，制造、安装和运行都比较方便。缺点是：炉排片用圆钢炉排长销串联，必须保证加工和装配质量，否则容易折断，而且不便于检修和更换；长时间运行后，由于炉排片相互磨损较严重, 易使炉排间隙增大，漏煤损失增多。

2 链条炉排烧损现象

我们在进行锅炉定期检验时，经常会发现II类无烟煤锅炉链条炉排在使用过程中，由于各种原因出现炉排片烧损的现象。炉排片烧损的情形可以参看图3、图4、图5。炉排片的烧损还经常伴随着炉排搁架变形，炉排片卡住或拉断，甚至引起炉拱变形，开裂或塌陷的严重后果。

图3 炉排表面局部烧损图

图4 炉排片表面烧损（上图）与完全烧损（下图）

图5 炉排搁架过热变形

3 链条炉排烧损原因分析

在链条炉排锅炉运行使用过程中，炉排会由于以下几种原因引起烧损：

3.1 炉排转速太慢或焖炉

炉排转速太慢或者焖炉都会造成受炽热煤层覆盖的炉排片得不到充分的冷却而超温，当温度超过炉排片材质的熔点时，首先引起炉排片表面局部熔解，这就是我们所看到的图3、图4中炉排片表面局部麻坑的原因。如果长时间焖炉，炉排片的熔解程度将持续扩大，直至完全烧损。

3.2 风室积灰，引起二次燃烧

从II类无烟煤锅炉的链条炉排典型结构（图1）可以看到，其下部设有独立的风室，鼓风机鼓进去的温度较低的冷风从风室往上吹，在给煤层提供燃烧所需氧气的同时，也起到冷却炉排片的作用。当使用颗粒比较细的煤时，粉状的煤如果在进炉前没有提前8小时加适量的水，并经充分浸泡、渗透混合，煤粉及小颗粒就容易通过炉排片缝隙掉到风室中，如果没有及时清灰，炽热的煤颗粒就会在风室中燃烧起来，这就是所谓煤的二次燃烧，这种情形下，炉排片受到上下两面火焰的烘烤，严重的一个月内就把整个炉排烧损。

3.3 超负荷运行，为了赶汽，盲目加大煤层厚度，增大鼓引风机的风量，致使炉膛温度过高

这个原因引起炉排烧损比较好理解，有些企业购置的锅炉的蒸发量不能满足其生产的需要，为了赶汽，只能超负荷运行锅炉，于是司炉工通常是通过加大煤层厚度，增大鼓引风机的风量来达到增加蒸汽产量的目的。煤层厚度增加后，再过分地增大鼓引风机的风量，于是就造成炉膛温度过高，有时甚至达到1200℃以上，从炉门处可以看到炉膛内煤燃烧的火焰不是正常的麦黄色，而是白亮刺眼，让人不能直视。参见图6。炉膛温度超过可锻铸铁、灰铸铁的熔点（约1200℃），就会引起主被动炉排片的熔化、烧损。

图6

3.4 材质问题

炉排片材质问题包括耐热铸铁含铁量不足，铸铁标号偏低，退火不到位，以及炉膛过度高温后引起炉排片的氧化、材质劣化和材料脱碳等方面。这些都可能造成炉排脆性劣化，韧性大幅下降而烧损或断裂。

3.5 炉排两侧搁架超温受压下沉，侧密封块压住侧主动炉排片，炉排卡住

为了适应煤的干燥、干馏、着火、燃烧直至燃尽的配风需要，链条炉排分为几个独立的风室来分段送风，若发生风室隔板焊缝裂开，风室窜风；或者发生炉排两侧侧密封块处漏风，就会造成炉排两侧靠近侧密封块处漏风量特别大，炉排面上中间的煤燃烧不完全，而两侧的煤燃烧火焰特别旺而超温。轻则烧损侧密封块，重则引起炉排两侧搁架烧红变软，受炉拱的重压，炉排两侧搁架下沉，侧密封块压住侧主动炉排片，造成炉链拉长或者炉排片被卡住甚至拉断的现象。

3.6 操作不当

链条炉排在使用一段时间后，由于热胀冷缩的作用，链条的张紧程度会下降，炉链变长、变松，如果炉排两侧链条的涨缩不一致，就会造成炉排走偏，司炉工如果没有及时调整使之水平一致，就会引起炉排片爬齿、拱起，而后卡死，最后被调速箱巨大的扭矩拉裂或拉断。

4 对策和预防措施

针对以上引起炉排烧损的原因，在实际运行操作锅炉时，必须注意采取以下措施来预防和防止炉排烧损：

（1）防止长时间焖炉，一般焖炉时间不超过1小时，否则应减低鼓引风量，转动炉排使炽热煤颗粒落进落渣斗，让炉排转到炉链的下部进行冷却，正常运行时候炉排的转动速度保持在每分钟500转左右。

（2）为了防止风室积灰，引起二次燃烧，必须每班至少拉动落灰拉杆一次，进行清灰，对于使用粉状煤颗粒含量比较多的煤，还可以适当增加清灰次数；当使用颗粒比较细的煤时，煤在进炉前必须提前8小时加适量的水并经充分浸泡、渗透与混合。

（3）不要让锅炉超负荷运行；控制煤层厚度在 120mm左右，不要盲目加大鼓引风机的风量，控制炉膛温度不超过1200℃。

（4）使用正规厂家生产的经充分退火、并经理化检验合格的耐热铸铁炉排片，炉排片的材质与标号符合设计图纸的要求。

（5）如果发现风室窜风，应及时检修风室隔仓。日常运行中及时清除附着在侧密封块上的结焦。如果发现侧密封块有烧损或下沉现象，应及时维修更换。

（6）及时调整炉排链条的张紧程度，使炉链两侧保持平衡，各排炉排片尽量保持同步平行行走，如果出现异常响声、爬齿或炉排拱起，应及时停止走动链条炉排，并调整。