对双层炉排燃煤锅炉水冷炉排结构和弯曲问题的探讨.doc

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1、郑州市懒王锅炉有限公司对双层炉排燃煤锅炉水冷炉排结构和弯曲问题的探讨1双层炉排锅炉的结构双层炉排锅炉具有效率高、消烟除尘好、结构紧凑、操作方便等优点，锅炉效率为70%左右，远高于一般手烧炉。但在设计制造和运行中,双层炉排锅炉也遇到各种各样的问题。现将双层炉排锅炉在几年生产、运行中的经验总结如下，以供参考。双层炉排锅炉炉体结构和一般手烧炉的区别在于：其在原有铸铁炉排上部增加了一组水冷却钢管炉排，称为水冷炉排，水冷炉排也是锅炉主要受热面Z-o双层炉排锅炉是将炉膛分为三室：水冷炉排以上为风室，水冷炉排和铸铁固定炉排之间为燃烧室，铸铁炉排以下为灰室，同时相应设

2、有上中下三个炉门。煤从炉门加到水冷炉排筲上，煤层自上而下燃烧，也就是逆向燃烧。落下的、未燃尽的煤或焦，则在固定炉排上继续燃烧。大部分空气是由上炉门进入，一般上炉门常开。铸铁炉排需要下炉门供给少量空气，中炉门则需关严。2水冷炉排弯曲原因分析及对策2.1炉排弯曲原因分析双层炉排锅炉在使用时，由于水冷炉排工作环境非常恶劣，直接受上下火焰的加热，使有些水冷炉排出现弯曲现象。对有些弯曲管子取样化验，发现其金属材料的机械性能显著下降，金相组织出现过热组织，说明水冷炉排管是由于过热而烧弯的。导致其过热原因如下：(1)水质不好，管内堵塞或严重结垢；(2)水冷炉排回路设

3、计不合理；(3)热水锅炉停电保护不利。当然，也有为数不少的水冷炉排管发生弯曲后，经检查其管内并无结垢，金属机械性能和金相组织也没有发生变化，即没有发生金属过热现象。而但事后我们将弯曲部位割开观察，管内确实无垢，后做金相分析和机械性能试验，结果表明，金相组织也没有发现过热组织，而且机械性能基本没有发牛变化。因此，引起个别水冷炉排管弯曲的原因只能从其他方面进行分析。理论分析得知，水冷炉排属细、长压杆，而且是大柔度压杆。如果炉排管所受压应力达到或超过其失稳临界应力，一旦受外界横向应力的干扰，炉排管就会失稳弯曲。水冷炉排管承受压应力有以下几个来源：(1)装配时

4、焊接应力。当炉排管为直管时，两端同集箱连接，装配时，必然是逐根装配焊接。由于集箱刚性很大，在每根炉排管上都会产生焊接应力，应力大小和方向与装配次序有关，先焊的管子受压应力，越先焊的管子受压应力越大，后焊的管子承受拉应力。(2)运行时温度应力。炉排管在运行中处于炉膛的高温区，其壁温高于管内的工质温度。当炉排管的热膨胀受到限制(有结构引起的，也有安装引起的)，就使炉排管受压应力。（3）炉排管的管壁上下存在温差，一般下部温度约高20〜30°C,使炉排管下部承受压应力。如果上述三方面的压应力加起来，对于某个管若超过其失稳临界压力，丁是在横向力扰动下管子就会弯曲

5、。横向力一般为燃料和钢管的压力，所以管子多为向下弯曲。另外，管子安装时的偏心也会造成横向应力。根据锅炉的结构特点、热力特性和装配情况，炉排管所承受的应力,若超过失稳临界应力，就会发生弯曲。当一根管子弯曲后，将直接使其他管子压应力增加，于是炉排管就会产生相继弯曲。通过计算和分析证明，炉排管的最大压应力达到或接近材料的屈服极限，就会产生塑性变形。停炉时，炉排管弯曲弹性变形部分得以恢复,而塑性变形部分则保留下来。随着锅炉的不断启停，塑性变形不断积累。但这种塑性变形不会无限制发展下去，随着变形的增加，压应力就要减少。2.2采取对策综上所述，在水冷炉排设计和运行

6、时，应注意以下几点：（1）应保证每根水冷炉排管能够自由膨胀，故可釆用活动炉排。（2）水冷炉排在高温区工作，管内易结垢，所以每根炉排管应设置一个清扫口，以便清理管内杂物和进行检验。（3）水冷炉排管木身就是燃烧设备，又是受热面的一部分，所以水冷炉排有效面积的大小对锅炉的出力影响较大。一般水冷炉排的出力约占整个锅炉出力的40%左右。（4）水冷炉排的静间距一般在25毫米左右，主要取决于煤的品种及粒度等。根据以上原则，我厂设计生产的大量燃煤锅炉，经过二十多年生产和实践，已得到用户的一致好评。3、结论双层炉排锅炉具有热效率高、消烟除尘好、造价低廉、操作简便等优点，

7、是现阶段性价比很好的炉型。