福建省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院 戴國(guó)棟

1 Ⅱ類(lèi)無(wú)煙煤鍋爐鏈條爐排的典型結(jié)構(gòu)

鏈條爐排的結(jié)構(gòu)類(lèi)似皮帶輸送機(jī)，其典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，在實(shí)際使用中的運(yùn)行過(guò)程是：裝在煤斗內(nèi)的煤依靠自重落到爐排前端，隨爐排自前向后緩慢移動(dòng)，經(jīng)煤閘板進(jìn)入爐膛。煤層厚度通過(guò)升降煤閘板高度來(lái)調(diào)節(jié)控制，助燃空氣從爐排下方的分段送風(fēng)室吹進(jìn)爐膛，且與煤層的前進(jìn)方向相交。煤在爐膛內(nèi)受到高溫輻射加熱，依次完成煤的預(yù)熱干燥、干餾、揮發(fā)分著火燃燒、焦炭燃燒，直到焦炭燃盡（這是一個(gè)理論上完整的煤的燃燒過(guò)程，由于機(jī)械設(shè)備或運(yùn)行操作等原因，實(shí)際運(yùn)行中并不是總能完整實(shí)現(xiàn)）。燃盡后的灰渣則隨爐排移動(dòng)到后部，經(jīng)過(guò)老鷹鐵落入后部落渣斗，再由出渣機(jī)或撈渣設(shè)備排出。

圖1

鏈條爐排的典型結(jié)構(gòu)形式一般分為鏈帶式、橫梁式和鱗片式三種。福建地區(qū)使用的II類(lèi)無(wú)煙煤鍋爐的蒸發(fā)量多數(shù)在1～35t/h之間，其鏈條爐排一般多采用鏈帶式爐排，爐排片連接結(jié)構(gòu)如圖2所示。

鏈帶式爐排屬于輕型爐排，其爐排片分為主動(dòng)爐排片和從動(dòng)爐排片兩種，用圓鋼拉桿串聯(lián)在一起，形成一條寬幅的鏈帶，圍繞在前鏈輪和后滾筒上。由爐排調(diào)速箱產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)爐排的扭矩，該扭矩可達(dá)到5000～45000N·m，力量相當(dāng)大。主動(dòng)爐排片則承受傳遞整個(gè)爐排運(yùn)動(dòng)的拉力，因此其厚度比從動(dòng)爐排片要厚一些，一般由可鍛鑄鐵KTH350-10制成，從動(dòng)爐排片由于不承受拉力，可由強(qiáng)度低的普通灰口鑄鐵制成。

圖2

鏈帶式爐排的優(yōu)點(diǎn)是：比其他型式的鏈條爐排金屬耗量低, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和運(yùn)行都比較方便。缺點(diǎn)是：爐排片用圓鋼爐排長(zhǎng)銷(xiāo)串聯(lián)，必須保證加工和裝配質(zhì)量，否則容易折斷，而且不便于檢修和更換；長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，由于爐排片相互磨損較嚴(yán)重, 易使?fàn)t排間隙增大，漏煤損失增多。

2 鏈條爐排燒損現(xiàn)象

我們?cè)谶M(jìn)行鍋爐定期檢驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)II類(lèi)無(wú)煙煤鍋爐鏈條爐排在使用過(guò)程中，由于各種原因出現(xiàn)爐排片燒損的現(xiàn)象。爐排片燒損的情形可以參看圖3、圖4、圖5。爐排片的燒損還經(jīng)常伴隨著爐排擱架變形，爐排片卡住或拉斷，甚至引起爐拱變形，開(kāi)裂或塌陷的嚴(yán)重后果。

圖3 爐排表面局部燒損圖

圖4 爐排片表面燒損（上圖）與完全燒損（下圖）

圖5 爐排擱架過(guò)熱變形

3 鏈條爐排燒損原因分析

在鏈條爐排鍋爐運(yùn)行使用過(guò)程中，爐排會(huì)由于以下幾種原因引起燒損：

3.1 爐排轉(zhuǎn)速太慢或燜爐

爐排轉(zhuǎn)速太慢或者燜爐都會(huì)造成受熾熱煤層覆蓋的爐排片得不到充分的冷卻而超溫，當(dāng)溫度超過(guò)爐排片材質(zhì)的熔點(diǎn)時(shí)，首先引起爐排片表面局部熔解，這就是我們所看到的圖3、圖4中爐排片表面局部麻坑的原因。如果長(zhǎng)時(shí)間燜爐，爐排片的熔解程度將持續(xù)擴(kuò)大，直至完全燒損。

3.2 風(fēng)室積灰，引起二次燃燒

從II類(lèi)無(wú)煙煤鍋爐的鏈條爐排典型結(jié)構(gòu)（圖1）可以看到，其下部設(shè)有獨(dú)立的風(fēng)室，鼓風(fēng)機(jī)鼓進(jìn)去的溫度較低的冷風(fēng)從風(fēng)室往上吹，在給煤層提供燃燒所需氧氣的同時(shí)，也起到冷卻爐排片的作用。當(dāng)使用顆粒比較細(xì)的煤時(shí)，粉狀的煤如果在進(jìn)爐前沒(méi)有提前8小時(shí)加適量的水，并經(jīng)充分浸泡、滲透混合，煤粉及小顆粒就容易通過(guò)爐排片縫隙掉到風(fēng)室中，如果沒(méi)有及時(shí)清灰，熾熱的煤顆粒就會(huì)在風(fēng)室中燃燒起來(lái)，這就是所謂煤的二次燃燒，這種情形下，爐排片受到上下兩面火焰的烘烤，嚴(yán)重的一個(gè)月內(nèi)就把整個(gè)爐排燒損。

3.3 超負(fù)荷運(yùn)行，為了趕汽，盲目加大煤層厚度，增大鼓引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，致使?fàn)t膛溫度過(guò)高

這個(gè)原因引起爐排燒損比較好理解，有些企業(yè)購(gòu)置的鍋爐的蒸發(fā)量不能滿(mǎn)足其生產(chǎn)的需要，為了趕汽，只能超負(fù)荷運(yùn)行鍋爐，于是司爐工通常是通過(guò)加大煤層厚度，增大鼓引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量來(lái)達(dá)到增加蒸汽產(chǎn)量的目的。煤層厚度增加后，再過(guò)分地增大鼓引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，于是就造成爐膛溫度過(guò)高，有時(shí)甚至達(dá)到1200℃以上，從爐門(mén)處可以看到爐膛內(nèi)煤燃燒的火焰不是正常的麥黃色，而是白亮刺眼，讓人不能直視。參見(jiàn)圖6。爐膛溫度超過(guò)可鍛鑄鐵、灰鑄鐵的熔點(diǎn)（約1200℃），就會(huì)引起主被動(dòng)爐排片的熔化、燒損。

圖6

3.4 材質(zhì)問(wèn)題

爐排片材質(zhì)問(wèn)題包括耐熱鑄鐵含鐵量不足，鑄鐵標(biāo)號(hào)偏低，退火不到位，以及爐膛過(guò)度高溫后引起爐排片的氧化、材質(zhì)劣化和材料脫碳等方面。這些都可能造成爐排脆性劣化，韌性大幅下降而燒損或斷裂。

3.5 爐排兩側(cè)擱架超溫受壓下沉，側(cè)密封塊壓住側(cè)主動(dòng)爐排片，爐排卡住

為了適應(yīng)煤的干燥、干餾、著火、燃燒直至燃盡的配風(fēng)需要，鏈條爐排分為幾個(gè)獨(dú)立的風(fēng)室來(lái)分段送風(fēng)，若發(fā)生風(fēng)室隔板焊縫裂開(kāi)，風(fēng)室竄風(fēng)；或者發(fā)生爐排兩側(cè)側(cè)密封塊處漏風(fēng)，就會(huì)造成爐排兩側(cè)靠近側(cè)密封塊處漏風(fēng)量特別大，爐排面上中間的煤燃燒不完全，而兩側(cè)的煤燃燒火焰特別旺而超溫。輕則燒損側(cè)密封塊，重則引起爐排兩側(cè)擱架燒紅變軟，受爐拱的重壓，爐排兩側(cè)擱架下沉，側(cè)密封塊壓住側(cè)主動(dòng)爐排片，造成爐鏈拉長(zhǎng)或者爐排片被卡住甚至拉斷的現(xiàn)象。

3.6 操作不當(dāng)

鏈條爐排在使用一段時(shí)間后，由于熱脹冷縮的作用，鏈條的張緊程度會(huì)下降，爐鏈變長(zhǎng)、變松，如果爐排兩側(cè)鏈條的漲縮不一致，就會(huì)造成爐排走偏，司爐工如果沒(méi)有及時(shí)調(diào)整使之水平一致，就會(huì)引起爐排片爬齒、拱起，而后卡死，最后被調(diào)速箱巨大的扭矩拉裂或拉斷。

4 對(duì)策和預(yù)防措施

針對(duì)以上引起爐排燒損的原因，在實(shí)際運(yùn)行操作鍋爐時(shí)，必須注意采取以下措施來(lái)預(yù)防和防止?fàn)t排燒損：

（1）防止長(zhǎng)時(shí)間燜爐，一般燜爐時(shí)間不超過(guò)1小時(shí)，否則應(yīng)減低鼓引風(fēng)量，轉(zhuǎn)動(dòng)爐排使熾熱煤顆粒落進(jìn)落渣斗，讓爐排轉(zhuǎn)到爐鏈的下部進(jìn)行冷卻，正常運(yùn)行時(shí)候爐排的轉(zhuǎn)動(dòng)速度保持在每分鐘500轉(zhuǎn)左右。

（2）為了防止風(fēng)室積灰，引起二次燃燒，必須每班至少拉動(dòng)落灰拉桿一次，進(jìn)行清灰，對(duì)于使用粉狀煤顆粒含量比較多的煤，還可以適當(dāng)增加清灰次數(shù)；當(dāng)使用顆粒比較細(xì)的煤時(shí)，煤在進(jìn)爐前必須提前8小時(shí)加適量的水并經(jīng)充分浸泡、滲透與混合。

（3）不要讓鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行；控制煤層厚度在 120mm左右，不要盲目加大鼓引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，控制爐膛溫度不超過(guò)1200℃。

（4）使用正規(guī)廠家生產(chǎn)的經(jīng)充分退火、并經(jīng)理化檢驗(yàn)合格的耐熱鑄鐵爐排片，爐排片的材質(zhì)與標(biāo)號(hào)符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。

（5）如果發(fā)現(xiàn)風(fēng)室竄風(fēng)，應(yīng)及時(shí)檢修風(fēng)室隔倉(cāng)。日常運(yùn)行中及時(shí)清除附著在側(cè)密封塊上的結(jié)焦。如果發(fā)現(xiàn)側(cè)密封塊有燒損或下沉現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)維修更換。

（6）及時(shí)調(diào)整爐排鏈條的張緊程度，使?fàn)t鏈兩側(cè)保持平衡，各排爐排片盡量保持同步平行行走，如果出現(xiàn)異常響聲、爬齒或爐排拱起，應(yīng)及時(shí)停止走動(dòng)鏈條爐排，并調(diào)整。