機械加煤

指採用傳統機械方式進行添加煤料的操作。

基本介紹

• 中文名：機械加煤
• 外文名：mechanical stoker
• 用途：添加煤料

定義

指採用傳統機械方式進行添加煤料的操作。常見的機械加煤裝置有鏈條爐排、拋煤機、振動爐排和往復爐排，下面就針對這幾種裝置進行詳細介紹。

鏈條爐排

用移動的鏈排來完成連續給煤、出灰的燃燒裝置稱鏈條爐排。

第一台鏈條鍋爐出現在1840年左右，至今已有150餘年的歷史。它採用鏈條爐排作為加煤燃燒設備。加煤、清渣、除灰等主要操作都實現了機械化，屬於層式燃燒的機械化鍋爐。由於它歷史悠久、結構可靠、性能穩定、操作方便，至今仍獲得較為廣泛的套用。

鏈條爐排的結構參見圖7-8。鏈條爐排的運行過程是：煤由鍋爐前部的煤斗落到爐排前端。爐排依靠電動機通過減速箱或液壓傳動裝置，以2~20m/h的速度從前向後緩慢移動。煤隨之經煤閘門而進入爐內，在通過可上下升降調節的煤閘門時，即按需要調節了煤層厚度。進入爐膛的煤隨爐排從前向後移動，而依次完成預熱、乾燥、著火、燃燒直至燃燼等各個階段。最後形成的灰渣由裝在爐排末端的除渣板（老鷹鐵)）剷除而落入渣斗。

我國常用的鏈條爐排有三種：鏈帶式、鱗片式和橫樑式。

（1）鏈帶式爐排。鏈帶式爐排的結構和爐排片的形狀見圖7-10。這種爐排的鏈條由主動鏈環（即主動爐排片）串聯而成，它不僅與鏈輪嚙合起傳動作用，且本身也是一種特殊的爐排片。所有從動爐排片是靠圓鋼桿通過其下部的兩個孔而串接於主動鏈環上，隨之一起運動。每一排爐排呈一個一個的鏈節，用圓鋼製成的長銷將爐排片串接起來，聯成一條寬闊的鏈帶，環繞在前鏈軸和後滾筒上，爐排片分主動爐排片和從動爐排片兩種。主動爐排片由可鍛鑄鐵製成，其厚度比從動爐排片厚，用來傳遞整個爐排運動的拉力。由主動爐排片組成的主動鏈環，直接與鏈輪嚙合。前軸是主動軸。從動爐排片由普通灰口鐵鑄成，因其強度低而不能承受拉力，否則容易斷裂。

（2）鱗片式爐排。鱗片式爐排如圖7-12所示。這種爐排又叫不漏煤爐排，通常由4~12根互相平行的鏈條組成。它通過套有鑄鐵滾筒4的拉桿3串聯在一起，各根鏈條上並用銷子固定，裝有許多夾板5，爐排片7嵌插在左右兩塊中間夾板之間，一片緊挨一片地前後交疊成鱗片狀。兩片之間有不大的縫隙作空氣進入燃燒層的通道，爐排通風截面比約為6%。由於通風孔道略向爐前傾斜，有利於將灼熱氣流導向爐子前端，加速引火燃燒。側密封夾板6是用來封住運動的爐排和固定不動的爐牆之間的縫隙，藉以阻擋漏風的。

（3）橫樑式爐排。一般由兩根或三根鏈條組成。圖7-14所示的是由兩根鏈條組成的，若是三根鏈條，則在正中間再加一根。由圖可知，鏈條5上固定有許多根橫樑6，爐排片7裝在橫樑上，本身不受力，主動軸3上的鏈輪4通過鏈條帶動橫樑運動。

橫樑式爐排的剛性比較大，橫樑和鏈條不受熱，工作較為可靠；通風截面積比鱗片式 大，阻力小而風量分布均勻；爐排片更換也方便。這種爐排金屬消耗較大，通常用於蒸發量為20~35t/h的鍋爐上。

各種鏈條爐排的工作性能匯總於表7-3。

拋煤機

利用機械或風力拋撒燃煤以代替人工投煤，在19世紀末就有一定的發展。由於煤粒在拋撒過程中即進行預熱焦化，然後再撒落在熾熱的燃燒層上，與鏈條爐相比著火條件大為改善，保持有手燒爐 “雙面引火” 的優越性。同時，又因實現了機械化連續加煤，消除了手燒爐那種燃燒周期性的弊病。因此這種爐子曾一度被廣泛配備於容量不大於10t/h的鍋爐上。

機械—風力拋煤機是常用的一種機械化拋煤設備，拋煤工作由機械力和風力共同完成，以機械力為主，風力為輔。機械-風力拋煤機的基本構造如圖7-15所示。煤自煤斗下滑，經給煤機滑塊3的往復推飼，順調節板4下落被拋煤轉子的葉片拋撒於爐中，至此完成了機械播煤的工作。輔助的風力拋煤，主要由播煤風槽8斜面上的一排噴口噴 出的氣流來完成；為防止爐內高溫輻射，在轉子外圍的殼體中設有冷卻風套6，冷卻風從風口7噴出，也起著部分的播煤作用，而側面風管9中噴出的氣 流，很大程度上起著擾動混合作用。用於風力拋煤的空氣均來自爐排下的送風總管，約占總風量的20%左右。它們在完成風力拋煤的同時，也促成爐內可燃氣體和懸浮的細屑燃料的進一步燃盡，起著二次風的作用，這在沒有前後拱的拋煤機爐子中，有著特殊意義。同時，由於機械打擊力使大顆粒煤拋得較遠，而風力則使小顆粒煤吹得較遠， 這樣使整個爐排長度方向上煤粒的級配比較均勻。

給煤量的調節，主要通過改變給煤機滑塊的往復頻率或行程來實現。提高頻率可改善煤的連續性，拋煤也趨均勻；加大行程，有利消除燃用濕煤時粘結堵塞。拋煤的遠近，則可由調節板的伸縮以改變轉子葉片擊煤的角度來控制，調節板向前伸出，煤就拋得較近，反之較遠。

為了保證在整個爐排上布煤均勻，拋煤機對燃料的顆粒度有一定要求，對粒度變化十分敏感。對於未經篩分的統煤或水分較高的煤，雖能燃用，但粉末含量仍有一定限制，0~3mm細末不應大於30%，最大煤塊宜在30~40mm以下；套用基水分不宜超過15%，否則易粘結而影響給煤和拋煤工作的正常進行。

由於帶拋煤機的爐子沒有前後拱，難於產生氣流渦旋或機械擾動，懸浮煤粒細屑與空氣混合情況較差，如調節不當，常造成很高的飛灰損失，甚至可達8%。如此，不僅降低了鍋爐運行的經濟性，對後部受熱面磨損也很嚴重，而且還污染周圍環境，這是拋煤機爐的主要缺點。此外，爐排上煤粒分布也常不很均勻，細粒易堆積在前，粗粒易堆積於後，使前、後端的燃盡程度不一。但是此型爐子具有較好的燃料適應性，負荷調節靈活以及投資和金屬耗量也較低的優點，因此在蒸發量10t/h以下的鍋爐中還有套用。

對蒸發量較大的鍋爐，還可配置拋煤機與鏈條爐相結合的燃燒設備。由於國內所採用的是以機械打擊力為主的拋煤機，大顆粒煤拋得較遠並集中在爐後，所以必須採用自後向前移動的倒轉爐排，以利於燃料的燃燒與燃燼。

振動爐排

利用激振裝置和爐排共振使燃料向前推進和自動出灰的機械化爐排稱振動爐排。它是小容量鍋爐所採用的又一種形式的機械化燃燒設備。它的結構比鏈條爐排簡單，且不需復 雜的機械變速箱；鋼耗量僅為鏈條爐排的1/3，投資費用也低。我國已有定型產品，配備於容量不大4t/h的供熱鍋爐。

振動爐排爐的整個爐排面在交變慣性力的作用下產生振動，促使煤層在其上跳躍前進，實現了燃燒的機械化。

目前鍋爐採用的振動爐排，主要有固定支點和活絡支點兩種型式。一般的冷卻方式是風冷，也有水冷卻的。按其給煤方式有煤斗給煤和拋煤機給煤之分。使用較多的是煤斗給煤風冷振動爐排。

振動爐排主要由激振器、爐排片、上框架彈簧板、下框架、密封牆板等組成（圖7-16）。

振動爐排運行過程中有以下突出問題：

（1）爐排片過熱燒壞。振動爐排主燃燒區爐排片始終與高溫紅火相接觸，爐排冷卻條件比鏈條爐差。由於有振動，灰層較薄，不能很好保護爐排，因此，爐排片過熱就成為突出的問題。解決的辦法有水冷爐排、爐排片使用耐高溫材料、以及套用雙穿芯活絡爐排等。

（2）漏煤、飛灰嚴重。振動爐排的振動頻率約為900~1450r/min，振動時整個爐床類似於一個篩子，漏煤量約有5%，這些煤必須收集起來回燃。此外，振動爐排振動時靠近爐排的煤層和半沸騰狀況相類似，通風阻力小而大量煤屑被送風吹起帶出燃燒室，因此，煙氣攜帶的煤屑和飛灰量較多。為了降低煙氣中的飛灰量，可採用振前停送風（或關小送風）和振後開送風的自動調節手段，以達到消除爐室正壓和減少飛灰攜帶的目的。

（3）振動問題。振動爐排依靠共振將燃料間歇地送入燃燒室，但是，應該將爐排的固有頻率和鍋爐本體、爐牆、地基、廠房的固有頻率錯開，使爐排共振時不會給鍋爐和地基帶來有害的振動。如果頻率無法錯開，應採取有效措施將爐排地基（即鍋爐地基）和鍋爐房地基隔開，或加大爐排地基重量，或在爐排地基下面加減振材料等。

往復爐排

利用爐排往復運動來實現機械給煤、出灰的燃燒裝置，稱為往復推動爐排。它是在固 定式階梯爐排的基礎上，為使燃燒過程機械化而發展起來的一種機械化燃燒設備。按其結構形式可分為傾斜式往復爐排和水平式往復爐排。由於它的結構簡單，製造方便，金屬耗量和運行費用低，又有較好的消煙除塵效果，所以在近幾年來對手燒爐進行機械化改造時，常被廣泛採用。

（1）傾斜式往復爐排。結構簡圖見圖 7-17。整個爐排呈階梯狀，水平傾斜約15~25°，爐排由固定爐排片和活動爐排片組成。固定爐排片安裝在固定爐排樑上，兩排固定爐排片之間有一排活動爐排片，活動爐排片裝在活動爐排樑上，各排活動爐排的下部兩側用連桿連成一體。當煤斗里的煤經調到一定開度的煤閘板落在爐排上，電動機通過傳動裝置（變速機構、偏心輪拉桿）帶動推拉連桿動作，使活動爐排片在固定爐排片上作往復運動時，便不斷地推動煤層，使煤在爐排上自上而下、由前往後均勻地移動。爐排上設有分段送風室，爐排片之間有縱向間隙，各排爐排片之間還有橫向間隙，以供通風，通風截面比為7~12%。

（2）水平往復爐排。通常使用的往復爐排是傾斜的，這將使煤斗和鍋爐的標高增加， 也給運行帶來不便。現在已出現了水平往復爐排，如圖7-18所示。

水平往復爐排的結構原理和傾斜往復爐排相同。爐排排數成雙數，其中單數排為活動爐排，雙數排為固定爐排，分別安裝在活動爐排梁和固定爐排樑上。當活動爐排梁運動時，活動爐排片就在固定爐排片上作往復運動。爐排片的頭部翹起，整個爐排排列成鋸齒形。當活動爐排片向前運動時，將固定爐排片上前部的煤推落到它前面一排的活動爐排片的後部。當活動爐排片往回運動時，煤受到固定爐排片的阻擋，不能隨活動爐排片退回而被推到前一排固定爐排片的後部。這樣，活動爐排片往復運動一次，煤向前推進一些。由於爐排是鋸齒形的，當煤層向前移動時，同時得到鬆動。試驗表明，它的撥火性能比傾斜往復爐排還要好一些，這對燃燒結焦性較強、灰熔點較低的煤是有利的。

機械加煤鍛造加熱爐

往復爐排機械加煤鍛造爐與一般鍛造反射爐相比，在爐子結構等方面具有以下幾個特點：

1、該爐採用7塊爐排，3塊為固定爐排，4塊為活動爐排（其中3塊活動爐排用作送煤，另一塊用作排渣）。煤的燃燒過程分為烘乾、乾餾和燃燒。燃料主要在最上面的工塊爐排上烘乾與乾餾，乾餾出來的可燃氣體到高區與氧化合而達到完全燃燒。在靠近平爐笆的3塊階梯爐排土，開有比較小的進風孔眼，燃料在此區域開始燃燒，在平爐上為高溫區。

2、加熱爐的爐頂採用大扁拱的形式，這種爐頂有利於火焰從燃燒室沿切找方向急速進入爐膛形成強烈的旋轉燃燒。這樣避免形成死角，加強了熱交換，並使爐溫分步均勻，使燃料得到充分的燃燒。

3、階梯爐排採用簸箕形結構，如圖2所示。在爐排土平面始終保持有2厘米厚的注層，使爐排不易被燒壞。另外在爐排前垂直邊開有一定數量進風孔，這樣冷風不僅冷卻了護排，提高了爐排的使用壽命，而且使高溫氣流吹向燃燒窒。

4、由電液操縱的加煤機，周期性的給加熱爐加煤，以代替人工加煤。其液壓原理如圖3所示。一台控制櫃可控制一台加熱爐，也可控制2台加熱爐，能定時定母地向爐內加煤。送煤油缸的往復周期為2.5~3分，保溫周期為3~4分。

5、可以配備0.5噸電動葫蘆及底部能開啟的吊煤桶向煤斗中加煤，進一步實現機械化上煤。