固定爐排爐

固定爐排爐是的爐排就是固定的，將煤放置在爐排上，從爐排下方通入空氣，使煤層燃燒。固定爐排爐主要分為手燒爐和拋煤機爐兩種類型。手燒爐是人工操作的固定爐排層燃爐；拋煤機爐本質上是指拋煤機和固定火床的一種組合，這種爐子在容量不太大的鍋爐(一般D≤10 t/h)中得到較廣泛的套用。

基本介紹

• 中文名：固定爐排爐    
• 外文名：fixed grate furnace
• 分類：兩種
• 類型：手燒爐和拋煤機爐
• 性質：科學
• 特點：爐排固定

手燒爐簡介

手燒爐是人工操作的固定爐排層燃爐。其構造十分簡單，將固定爐排砌築後，在其四周砌上爐牆，在爐排上部的爐牆上有爐門，煤從爐門由人工加至爐排上，爐排下部由爐牆圍成灰坑，在爐牆上有灰門，由人工從爐排下清灰，細碎灰渣落至灰坑，由灰門扒出，大塊渣爐門鉤出。見圖1（1-爐排；2-燃燒層；3-爐室；4-落灰室；5-爐門；6-灰門）。手燒爐中，加煤、撥火、除灰都由人工操作，勞動強度大，燃燒效率低，還有周期性冒黑煙的缺點。但其結構簡單、操作方便、煤種的適應性較好。

圖1 手燒爐

手燒爐的燃燒層結構及氣體成分

手燒爐是把新煤加在灼熱的焦炭層之上，灼熱焦炭層之下為灰層，燃燒層的結構如圖2所示，其中I-灰渣區；Ⅱ-氧化區；Ⅲ-還原區；Ⅳ-乾燥乾餾區。圖2也示出了燃燒層中溫度及各種氣體成分的變化。空氣從爐排下送入，先經灰渣區，空氣中的氧沒有變化。然後流過灼燒的焦炭層，焦炭在燃燒，空氣中的氧逐漸減少，而二氧化碳逐漸增多形成氧化區。繼而氧氣不足，氧緩慢減少，而一部分二氧化碳還原成一氧化碳，形成還原區。最後經過新煤的乾燥乾餾區。

圖2 手燒爐燃燒層結構與層問氣體成分示圖

煤加入鍋爐後水分先蒸發，繼而揮發分揮發。揮發分都是碳氫化合物，它揮發後形成何種物質，與其揮發時是在富氧環境中，還是在缺氧環境中差別很大。在富氧情況下揮發時，碳氫化物有氧存在就成為羥基化合物，羥基化合物與氧又生成醛。一部分醛直接燃燒生成H₂O及CO₂；另一部分分解成H₂及CO，然後燃燒，而H₂及CO很容易燃燒。揮發分在缺氧情況下揮發時，由於缺氧，不可能形成羥基化合物，而進行熱分解形成H₂及炭黑(C)。H₂很容易燃燒生成H₂O；炭黑是直徑0.5～1 um的固體碳粒，很難燃燒，且由於很細，一般旋風式等除塵器難以捕捉，因而隨煙氣排出而形成黑煙。

從圖2不難看出，手燒爐煤中的揮發分在乾燥乾餾區揮發，是在嚴重缺氧的條件下揮發的，必然產生炭黑而冒黑煙。不論是任何種類的機械化層燃爐或室燃爐，只要是揮發分是在缺氧情況下揮發都會冒黑煙。

拋煤機的分類

按照拋煤的原理，拋煤機可以分為機械的、風力的以及機械與風力聯合的三種。機械拋煤機用旋轉的葉片或擺動的刮板來拋散燃料，風力拋煤機用氣流來吹播燃料，而風力機械拋煤機則兼用以上兩種拋煤方式。各種拋煤機的工作原理如圖3（1-給煤裝置；2-擊煤裝置；3-傾斜板；4-風力播煤裝置）所示，其中(a)、(b)機械拋煤機；(c)風力拋煤機；(d)風力機械拋煤機。

圖3 拋煤機工作原理圖

機械拋煤機所拋成的煤層中，粗粒落於遠處，細粒落於近處，細粒煤甚至就落在拋煤機出口之下，堆成小丘。風力拋煤機則與之相反。風力機械拋煤機由於同時採用了風力和機械播煤，燃料在火床上的顆粒度分布較為均勻，因此得到廣泛套用。

拋煤機固定爐排爐的燃燒特點

（1）燃料受雙面引燃，因而屬於無限制著火。從無煙煤到褐煤都可以燃用。而且燃燒用的空氣無需預熱。燃料適應性較好，對水分較多，粘結性強、灰分熔點較低和著火較困難的燃料都適用。

（2）燃料在爐內實現層燃與懸浮狀態的綜合燃燒。大顆粒下落在爐排上作層燃燃燒，細粒煤末則被吹入爐膛空間中呈懸浮狀態燃燒。由於這種懸浮燃燒占有較大的比例而給燃燒也帶來一些明顯的不利影響，例如，飛灰大量增多，並且稍大的飛灰顆粒會來不及燃盡就飛出爐膛，機械不完全燃燒損失增加，當燃用低揮發分燃料時，飛灰機械不完全燃燒損失就更大。另一個問題是冒黑煙，當燃用高揮發分燃料時，冒黑煙現象更加嚴重。為了減小機械不完全燃燒損失，可採用飛灰回收復燃裝置。飛灰是從鍋爐煙道的灰斗或初級除塵裝置中回收來的，再用氣力通過管路輸送到爐膛中再燃。運行經驗證明，採用飛灰回收復燃後能提高鍋爐效率2%～4%，所以飛灰回收裝置已成為拋煤機爐子的一個組成部分。但該裝置的結構和布置存在缺陷，經常發生堵塞等事故。

（3）拋煤對燃料有分選作用。一部分細末已在爐膛空間懸浮燃盡，落在火床上是較粗的顆粒，因此爐排通風可以強化，而且燃料層厚度沿爐排長度分布又比較均勻，所以爐排面的利用較好，這些都會使爐排的面積熱負荷提高。

（4）由於著火迅速，燃料在爐排上形成薄煤層燃燒，燃燒層厚度平均在20～50 mm左右。由於火床較薄，因此爐膛的熱惰性小。這樣，一方面使得爐子調節靈敏，另一方面也能儘快地使燃料燃盡。同時，通風阻力也比較小(100～350 Pa)。正是由於煤層較薄，空氣分布不易均勻，同時還由於採用風力播煤與飛灰復燃的二次風等，不得不使過量空氣係數較高。

（5）煤層不易粘結。因新燃料在被拋出後的飛行過程中就已受熱焦化，所以在落到爐排上相互接觸時也不致粘結，同時還由於煤層薄，火床溫度較低，煤層更不易結渣。因此可以燃用易結焦的和低灰分熔點的燃料。