往复式燃煤锅炉主燃烧区炉排耐热改进研究

姚文敏

摘 要 广丰卷烟厂锅炉房二台SZW6—1.25 型往复式燃煤锅炉，自投入运行以来，炉膛主燃区炉排片频发大面积过热变形，烧损等情况，对锅炉运行安全、工艺质量、维修成本产生一定影响。

关键词 通风槽;主燃区;炉排;耐热温度

1存在问题及原因分析

问题一：主燃区炉排烧损率达到64%

问题二：主燃区温度超过炉排材质耐热温度

锅炉使用的炉排材质为灰口铸铁，耐热温度低于700℃，为进一步验证锅炉锅膛内炉排表面温度，我们在一台SZW6-1. 25-（I）锅炉上进行温度测试。

炉排测温方法：采用了埋槽铜焊法，在炉排片头部部圆弧中心处表面布置温度测点。在炉排一侧铣出一条宽4mm，深5mm的槽，再在炉排片上表面测点位置钻三只Φ3.4mm小孔和槽相通，小孔上再扩Φ5mm的孔，深为1.5mm，热电偶采用镍铬镍硅丝，表面包有耐高温绝缘材料，直径为0.7mm，热电偶的热接点在离炉排片表面1mm处与孔壁碰焊后，用铜焊将孔填平。热电偶丝穿过小孔从槽内引出，并外套Φ2mm的无碱玻璃纤维套管。

为了反映整个炉排温度场的分布，在炉排的第2、3排（着火区）、第4、5排（主燃区）、第6、7排（燃尽区）布置装测点炉排。

燃用5200大卡煤，锅炉负荷为3425公斤/小时连续运行时的炉排温度曲线（见图1），a、b、c三条曲线分别代表不同时段炉排温度场分布，从图中可以看出，在第三排炉排前，煤处于干燥、干馏阶段，炉排片的温度水平只有69～300℃，主燃区的炉排为500～800℃，已超过目前材质为生铁炉排承受最高温度，靠近炉尾C区，温度为80～130℃。

问题三：炉排头部烧损及炉排通风槽堵塞是炉排烧损主要原因。小组同时对主燃区炉排烧损种类进一步确定。通过烧损情况数量统计和排列图分析，找出头部烧损及通风槽堵塞是炉排烧损问题的症结所在。

2原因分析

（1）分析1：灰口铸铁HT100耐热差。炉排片采用的材质，特别是主燃区炉排片的材质要求有较好抗氧化，并具有一定的强度和韧性不能太脆。目前我厂使用的炉排片材质为灰口铸铁HT100 ，耐热温度为≤700℃。（见表1）

本数据引用（《RQTSi5中硅耐热球墨铸铁生产实践》文献），挑弧法（电焊机控制电流：80A。焊件温度控制700℃左右），目前锅炉炉温生产时达到1000℃以上，使用灰口铸铁炉排已不适用这样高炉温。

（2）分析2：使用二种炉排冷却系数值低于确认标准0.03

主燃燒区分二种炉排一种成条状形，断面为呈“T”字形边炉排，一种并在腹板上设有齿状散热肋片的中间炉排，炉排宽度为40～60mm。尾部厚度为10mm。

新安装炉排冷却系数比： 经计算燃烧区通风面积0.04m2，着火区0.02m2，燃尽区0.015m2，总共进风面积0.075m2。炉排面积4.12m2，炉排通风面积/炉排面积=0.018。炉排运行一段时间后，灰渣堵塞炉排通风槽，炉排通风面积减少，炉排冷却系数比低于0.018

3改进措施

3.1 措施一：炉排使用中硅球墨铸铁。

炉排选有QTRSi5中硅铸铁。在炉排中控制Si量在4%～5%内，避免Si含量高出5%以上，增加炉排脆性。

3.2 措施二：炉排通风面积及头部结构改进

（1）炉排表面采用凹凸搭口：通过凹凸可以解决齿状炉排因浇注时炉排变形，解决炉排之间安装中不平整问题。

（2）炉排分二种：一种尾部凹口、一种尾部凸炉排，这两种炉排安装时，通过接口，增加炉排尾部厚度，解决目前炉排尾部过薄容易烧坏的情况。

4效果对比

炉排结构改进后，2019年1-2月份，进入炉膛内对1#锅炉炉排检查。

活动后，影响主燃区炉排损坏二项主要因素：炉排头部及通风道堵塞，已下降到次要原因。锅炉主燃区炉排烧损得到有效解决。