锅炉前后拱分析.doc

前后拱对锅炉的影响 XXXX耐火材料有限公司锅炉的施工及炉拱对运行的影响分析摘要: 锅炉的运用已经有很长的历史,在工业化时代徐徐进行之中就已经扮演了很重要的角色,现在对它的使用也不仅仅局限于电力的输送,在将电、气、水三项介质有机转化的前提下,还要对新产生能源进行有效的控制,一方面能够希望从中获得额外的使用价值,另一方面也要注意其不利于人类生产生活的影响。因此在对锅炉炉拱的安装和耐火浇注料的选用上,必然会有许多必须注意的事项。 关键词：锅炉 炉拱 耐火浇注料 特种设备安全监察条例所定义的锅炉是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并对外输出热能的设备。锅炉本身的设备安装需要各种零部件的组成,以及优质水质的供应, 炉排、锅炉前后拱、炉门是锅炉设备的三个组成部分,在实际运行中起着重要的连接作用。除了锅炉本体外,普通锅炉安装设备具备五个部分,即炉排、前后拱、炉门、受热管和辅助鼓风机,是锅炉转换能量的过程中必不可少的五个组成部分。在上述锅炉本体具备的设备以外,它们也发挥着加热和提高工作效率的作用。(1)新安装的锅炉运行一段时间后前后拱的耐火混凝土脱落,这是在新锅炉安装时易出现的问题,原因很多,与耐火材料本身的物理性质有关,也与锅炉投入初期的使用状况有关,具体解决办法是采购的材料应有出厂合格证,耐火浇注料过期不能使用,在配套材料的选择上要有慎重考虑；要根据不同规格的锅炉,了解耐火浇注料性能的指标,在物理性质上要匹配锅炉的燃烧能力,这样才不致出现前后拱耐火浇注料脱落的时常出现情况（我公司对应的炉拱用浇注料理化指标见表一）。首先要制成实验用预制块经过实验检验要符合锅炉燃烧的要求,方得按照预先制定的配比进行施工,这样才不致耐火混凝土的脱落；埋入耐火浇注料内的水冷壁与耐火浇注料之间应有膨胀缝。在锅炉运行的施工过程中,对前后拱的工作是整体施工的重要组成部分,对耐火浇注料的指标要求是否符合锅炉安装需要的性能,是决定新锅炉安装的起始条件。锅炉运行中的后拱脱落,炉就会停运,带来的后果会非常严重,在安装时切记要对前后拱格外重视,对服务对象负责,完成每项必须到位的工作。 (2)很多炉门运行的时间并不长,但由于炉门、检查孔经常开启,在锅炉长时间运作的情况下,周围的杂质会对炉门造成物理影响,使炉门发生松开和脱落的现象,会对锅炉运作带来不便,所以在施工过程中,应该先把炉门框的锚固件浇注在耐火浇注料内,这样的话炉门就被耐火浇注料控制住了,两者也被紧紧连在一起,就不易出现脱落现象。对于施工者而言,这个工作并不算难,但是也容易被忽视。建议在考虑锅炉运作寿命的基础上,仔细考虑对炉门的维护。(3)在施工过程中,水冷壁管是最容易堆积杂物的锅炉设备。如果在安装前没有检查并及时清除里面的杂物,会在锅炉高温作业的情况下,带来水冷壁传热性能的下降,直接影响燃烧器的运作,管壁在高温下局部过热而可能出现凸起鼓泡,长时间的高温燃烧使出现凸起鼓泡的地方变薄,会严重导致受热管的爆管。在施工前夕,应该注意每一个工作的细节问题,针对不同规格锅炉的使用性能,调试每一个零部件的运作情况,争取达到最好的效果。链条炉炉内传热的机理分析锅炉前后炉拱历来是火床炉的重要组成部分，人们对它早就有一套传统观点。1、前拱的辐射作用国内外锅炉界一般都把前拱视为镜体，认为前拱对热量的传递是通过反射来实现的，即热线的出射角等于反射角。按照反射的原理，这种拱的拱面能够将所有火焰所发出的沿水平方向入射的热线集中地反射到一条焦线上。抛物线前拱就是这种思想的典型产物。另一种传统看法是认为火焰是辐射的唯一热源，火焰通过直接对新燃料辐射和通过对前拱的辐射，使前拱对新燃料反射而是供新燃料的着火所需热量。我们知道，炉拱材料（浇注料）的表面法线方向上的辐射黑度约为0.8左右，也就是说投射到炉拱顶上的热量中有80%左右被拱所吸收，这部分热量提高了拱的温度后重新被拱辐射出去，称之为再辐射，其余20%左右虽然被拱反射出去，但由于炉拱表面不太光滑，尤其在运行一段时间后表面经常结焦，所以这20%的热量只有少部分是通过镜反射而反射的，而大部分是通过漫反射而反射的。可见传统认为前拱的传热为镜反射的观点是错误的。其次，在辐射燃烧中，火焰并不是唯一的热源，因为与引燃区毗连的燃烧区的火床面也有很高的温度，并有较大的面积和更好的黑度，所以它可以不断地放射出大量的热量，这部分热量虽不能直接辐射到新燃料上去，但是可以通过前拱传递到那里去。通过以上的分析可以看出真实的辐射拱的工作机理应该是炉拱通过以再辐射为主，以反射（主要是漫反射）为辅的方式，将燃烧火床面的辐射热和部分火焰辐射热传递到新燃料的着火区。2、后拱对流引燃机理分析由于后拱对新燃料的辐射角系数很小，所以后拱的辐射引燃与前拱的辐射引燃相比是很小的。但后拱可以通过改变烟气的流速和方向，一增强前拱的辐射引燃。后拱的引燃作用主要在于将大量高温烟气和炽热的炭粒碰击前拱，提高前拱的温度。炽热的炭粒落到引燃区，从而强化燃烧区的燃烧。高温的前拱有对新燃料辐射大量的热量，从而大大加强前拱的辐射引燃，形成良性循环。可见，在引燃中前拱是主要的，后拱是通过前拱起作用的，因而可以说是前拱的“助手”。在一些情况下没有后拱这个助手的帮助是不行的，但是没有前拱，后拱的间接引燃是不可能实现的。我们知道，保持炉膛温度可以使碳充分燃烧并能降低化学不完全燃烧损失，降低炉渣的含碳量，提高锅炉的效率和出力。在保持炉膛温度上，后拱起着极大作用。后拱倾斜角越小，覆盖面越大，一方面可以使炉床中部、后部保持高温，另一方面后拱可以向前输送大量的高温烟气和炽热的炭粒，如果前后拱配合好，可以在前拱下形成一个旋转的高温火球，一方面使烟气充分混合，同时还可以使炭粒在燃烧区的上方强化燃烧，提高炉膛温度，降低飞灰损失。结论：通过以上分析，炉拱对整个锅炉的运行影响最大，炉拱是链条炉等一类火床炉中的关键部件,它起着新燃料引燃和促进炉内烟气混合等作用。对于燃用无烟煤和劣质煤的火床炉而言,炉拱的优劣对锅炉的燃烧效率和出力有非常重要的影响。(1) 采用低而平的后拱有利于把高温气流和炽热的炭粒送到前拱区,利用炽热炭粒和在前拱区下形成的高温气旋,提高了前拱区的温度,有利新煤的着火。实践证明此拱型可使煤的着火线明显提前,改善了燃烧和燃尽。(2) 目前能源紧缺,如何节约能源,提高能源利用率,使链条锅炉能燃用无烟煤和劣质煤是目前要解决的重要问题,近几年对一些锅炉进行综合性的节能技术改造,主要从燃烧和传热两方面着手,而重点在于组织燃烧,实验表明优质的前后拱可提高煤的利用率,提高经济效益。表一：HF-130耐火耐磨浇注料理化指标 项目 指标HF-130化学成分，%AL2O360Si2O35体积密度，g/cm11024h2.410003h2.4常温抗折强度，MPa11024h7.