往复推饲炉和振动炉排炉

5.2.4　往复推饲炉和振动炉排炉

1.往复推饲炉

（1）往复推饲炉排炉的构造及工作原理

最常用的往复炉排是倾斜式往复炉排，其构造简图示于图5.30。它的炉排是由相同布置的活动炉排片1和固定炉排片2组成。固定炉排片的尾部嵌卡在固定梁7上，中间由支撑棒托住。活动炉排片的尾部装嵌在活动炉排梁上，其前端直接搭在下一排的固定炉排片上。所有活动炉排梁都连在活动框架8上形成一个整体。活动炉排片和固定炉排片间隔叠压成阶梯状的炉排面，与水平成15°～20°的倾角。活动框架支撑在滚轮9上，并与推拉杆11相连。可变速的直流电机10驱动偏心轮12而带动推拉杆，拉动活动框架，使所有的活动炉排片都作前后的往复运动，其行程为70～120mm，往复次数通过直流电机的变速可在1～5次/min范围内无级调节。炉排片的通风截面比为7%～12%。最下端的活动炉排片搭在固定的燃尽炉排5上。

图5.30　倾斜式往复炉结构简图

1—活动炉排片；2—固定炉排片；3—支撑棒；4—炉拱；5—燃尽炉排；6—渣斗；7—固定粱；8—活动框；9—滚轮；10—电动机；11—推拉杆；12—偏心轮

煤从煤斗加入，由于活动炉排片不断往复运动，将煤从炉排上缓慢由前向后，由上向下移动，最后落集在燃尽炉排上，燃尽后灰渣下落至渣斗6。空气由炉排下送入。

（2）往复推饲炉排炉的燃烧过程

往复推饲炉排炉的燃烧过程如图5.31所示。其三个阶段的划分与链条炉排一样，也是沿炉排长度方向分区段划分，因此，分段送风、设拱及一次风等措施也都适用。其燃烧和燃尽阶段也与链条炉相似。与链条炉主要不同之点就是煤与炉排有相对运动。煤是由活动炉排片的往复运动，被向下推饲而滚动的。炉排片向后下方推动时，部分新煤被推饲到已燃着的煤的上部，炉排片向前方返程时，又将一部分已燃着的煤带到尚未燃烧的煤的底部。

图5.31　往复炉排燃烧过程

很显然，上述特点使煤在着火前的准备阶段的条件得到改善，因而适宜燃用水分和灰分较高，而发热量较低的劣质煤。煤在被推动的过程中受到挤压，破坏焦块或灰壳，煤向下翻滚时，煤层又得到松动与平整。这种炉子有自动拨火的能力，不仅可燃用易结焦的煤，而且不会产生“火口”或燃烧层表面板结，避免链条炉拨火带来劳动强度大和开启侧墙炉门而使锅炉效率降低的缺点。组织好烟气在炉内的流动过程，使在炉排前端产生的可燃气体及炭黑，经过中部高温燃烧区燃尽，而避免冒黑烟（图5.31）。结构简单、制造容易，金属耗量及耗电量都比链条炉少，也是一个优点。

但是，这种炉子对煤的粒度要求较严，直径一般不宜超过40mm，否则难以烧透。炉排推饲时，炉排片的头部不断与炽热的焦炭接触，又无冷却条件，因而常易烧坏，特别是燃用固定碳含量大的无烟煤时更为严重。这种炉排的漏煤也较严重。还有，炉排倾斜炉体高大，对负荷变化的适应性较差，也是一个缺点。

2.振动炉排炉

（1）振动炉排炉的构造及工作原理

振动炉排炉是小容量锅炉采用的一种结构简单、钢耗量和投资费用较低的机械化燃烧设备。它的整个炉排面在交变惯性力的作用下产生振动，促使煤层在其上跳跃前进，实现了燃烧的机械化。

图5.32为一风冷固定支点的振动炉排，由炉排片，上框架、弹簧板、固定支点，下框架和激振器等几个主要构部件组成。

图5.32　风冷固定支点振动炉排

（a）结构总图；（b）固定支点结构图

1—偏心块激振器；2—“7”字横梁；3—炉排片；4—拉杆；5—弹簧板；6—后密封；7—激振器电机；8—地脚螺钉；9—减振橡皮垫；10—下框架；11—前密封；12—固定支点；13—侧梁

上框架是组成炉排面的长方形焊接框架，其前端横向焊有安置激振器的大梁，在整个长度上又横向焊接了一系列平行布置的“7”型梁。铸铁炉排片就搁置在“7”型梁上，并用拉杆钩住炉排片下的小孔，保证振动时炉排片不会脱落。

下框架是由左右两条钢板和用以固定炉排墙板的型钢拼焊而成，并用地脚螺栓固定在炉排基础上。弹簧板分左右两列联结于上、下框架之间，它与水平的倾角为55°～70°，下端采用固定支点连接于下框架，上端与“7”型梁相接支撑着上框架。

在炉排前端装有激振器，它是振动炉排的振源，由轴承座、转轴、偏心块和皮带轮等组成。激振器由电动机通过皮带轮驱动旋转，产生一个周期性变化而垂直于弹簧板的力，此作用力可分解为水平和垂直两个分力，水平分力使煤向炉后移动，垂直分力使煤从炉排上微跃。这样周期性地，间断微跃向后运动，实现了加煤、除渣的机械化。

改变偏心块的转速，可以调节振幅。转速增加，振幅也越大，煤的移动速度也越大。当转速达到某值时，炉排振幅达到最大值时，工程上称为共振，即偏心块转动产生的工作频率与炉排本身的固有频率相同。此时，煤的移动速度最大，所耗的功率最小。通常，振动炉排都选在共振状况下工作。炉排的固有频率与炉排的刚性成正比，与其质量成反比。而炉排刚性可用弹簧板的厚度来调整。根据运行经验，炉排工作的振动频率一般宜在800～1400r/min左右；最佳振幅一般为3～5mm，此时煤的运动速度约100mm/s。炉排振动的间隔和每次振动的时间与锅炉负荷、炉排结构和煤层厚度等因素有关，可采用时间继电器控制和调节，一般每隔1min左右振动一次，每次振动1～3s。

（2）振动炉排炉的燃烧特点

振动炉排燃烧过程三阶段的划分也是沿炉排长度来划分区段，其燃烧情况与链条炉也相似。因此分段送风、设炉拱、采用二次风等措施也都适用。与链条炉主要不同点也是煤与炉排有相对运动，其运动方式与往复推饲炉排炉不同，煤不是在炉排上向下滚动，而是微跃向后运动。

由于炉排振动，煤层上下翻动，有较好的拨火作用，不易结块。同时使燃料和空气有良好的接触，燃烧比链条炉剧烈。炉膛温度较高，一般高达1400℃左右。对煤种的适应性也较广，但漏煤量较大，飞灰及飞灰中携带的固体可燃物较多，与往复炉排片相似，也易受高温过热。特别是当煤层上抛时，燃烧层阻力很小，大量冷风进入使炉膛出现正压而向炉外喷烟喷灰。