1、层燃炉层燃炉在工业锅炉中占主要地位，使用最广泛。层燃炉按操作方式和炉排种类的不同，可分为手烧炉、链条炉、往复推动炉、振动炉和抛煤机炉等。一、手烧炉手烧炉是最简单的层燃炉，全部加煤、拨火和除灰工作依靠手工操作来完成。这种炉排由于构造简单，造价低，对燃料适应性强，在容量 2 吨时(th)以下的小型锅炉上仍然普遍使用。手烧炉排用铸铁制成，有条状炉排和板状炉排两种(图 32)，炉排片搁置在横梁上。条状炉排宜燃用挥发分多的烟煤和褐煤，板状炉排宜燃用无烟煤。上述两种炉排都是固定的，清灰不便。为了减轻除灰的劳动强度，特别是在燃用多灰的煤时，可将固定炉排改成摇动炉排或翻转炉排(图 33)。清灰时，将炉前的除灰
2、摇杆来回摇动，通过连杆的作用，可使炉排片与水平面成 30角的摇动，将灰自动清除到灰坑或灰斗中。翻转炉排的除灰摇杆只能朝一个方向搬动，通过连杆的作用，使炉排成 90角竖立而除灰。二、链条炉排链条炉排是一种可靠的机械化层燃炉。全部操作除人工拨火外都是机械化，大大减轻了工人的劳动强度，改善操作环境，也消除了手动炉排周期性工作的缺点，所以锅炉效率较高。链条炉排在大中型锅炉上都得到了应用，过去比较广泛地使用在 435 吨时(th)锅炉上，近几年来在 14 吨时(th)卧式快装锅炉上也使用较多，并出现了用液压传动替代变速箱传动的液压链条炉排。链条炉排的结构如图 34。主要有主动轴(前轴)、从动轴(后轴)、
3、链条、墙板、横梁、上下导轨、炉排片夹板和炉排片、风室、松紧调节装置、挡渣铁、减速器和电动机等组成。电动机和减速器通过主动轴的链轮和传动链条，使炉排片在横梁上移动。传动链条由特制的链节板串接而成，它与前后轴上的链轮啮合起传动作用，每台锅炉按炉排大小可设有 5条、7 条、9 条传动链条，移动速度为 220 米时(m h)，由减速器调节。炉排片几片穿成一组，以夹板固定，有圆钢拉杆横向串装在传动链条上。在链条炉排的后部设有挡渣铁，其作用是延长炉渣在炉排后部的停留时间，达到烤焦的目的，从而减少灰渣中的含碳量；另一作用是减少炉排尾部的漏风。煤由炉前上方的煤斗落下，经过煤闸板落到炉排上，由炉前向炉后移动，移
4、动速度由减速器控制。为了适应链条炉排的燃烧特点，一般采用炉排下分段送风，即沿着炉排长度方向将炉排下面分隔成几个风室，每个风室都可以单独地调节送风量，使供给的空气量等于或接近于该风室上面炉排段需要的空气量。一般中小型链条炉排采用 4 段送风，大的链条炉排采用 56 段送风，都可单独有风门调节。链条炉排虽有许多特点，但金属耗量大，加工维修比较复杂。三、往复推动炉排近几年来我国使用的往复推动炉排，也是一种结构比链条炉排简单的机械化层燃炉。这种炉排在燃料的着火和拨火方面较链条炉排有一定的优越性，且制造容易，消耗金属少，可烧劣质煤，在容量 6.5 吨时 (th)以下的锅炉上得到应用。往复推动炉排是一种机
5、械推动的阶梯形倾斜炉排(图 35)。炉排由相间布置的固定炉排片和活动炉排片组成。固定炉排片固定于炉排支架上面，活动炉排片放置在活动炉排框架上。框架由电动机和偏心轮带动，使框架和活动炉排片一起作前后向的往复运动。煤由炉前煤斗落人炉排后，在高温烟气和前拱的加热下开始燃烧，并随着活动炉排的往复运动，由前向后缓慢移动，到炉排中部时燃烧最为剧烈，燃尽的炉渣从炉排末端排走。燃烧所需的空气与链条炉排相同也采用分段送风。这种炉排的主要缺点是炉排片的冷却条件不好，容易变形或烧坏，且因适应热负荷变化的能力较差，而难以应用于大、中型锅炉。四、振动炉排振动炉排也是我国近几年发展起来的燃烧设备。振动炉排的结构如图 36
6、。炉排本体由上、下两组焊接框架组成，铸铁炉排片就放置在上框架的呈“7”字形的横梁上，并用弹簧和拉杆将炉排片锁紧。上框架是用与水平成60。一 70。角的弹簧板支承，弹簧板下端则固定在下框架底板上，称为刚性支承脚结构图 37(2)。因刚性支承脚的支脚是和下框架焊接的，振动时容易断裂，可以改为铰链连接，成为铰链支承脚结构图 37(1)。虽然结构复杂些，但可避免焊缝断裂。在上框架前端布置有托架横梁，用来固定激动器。激动器由转动轴、轴承和偏心块组成。电动机通过皮带使转动轴转动，并带动偏心块一起作高速转动，因偏心块转动时产生惯性力，使炉排和上框架产生和地面成 20。35。角的振动，因而使炉排上的煤粒间断地
7、、缓慢地向炉排后面跳跃式移动。偏心块转动一圈，炉排振动一次，改变偏心块的重量和转速，就可调节炉排的振幅和振动频率。由于炉排的振动会引起锅炉基础、炉墙和钢架的振动，应选择振动炉排的适当振动频率，并在下框架底板和基础之间垫一层厚 1525 毫米(mm)橡皮垫层，以减少对炉墙、基础和钢架的影响。五、抛煤机炉采用抛煤机把煤抛撒在炉排上燃烧的炉子称为抛煤机炉。按其结构类型分为抛煤机手摇炉排炉和抛煤机链条炉两种。抛煤机手摇炉排是把从煤斗落下的煤，由抛煤机抛向炉内，细煤屑悬浮在炉膛中燃烧，煤块落在手摇炉排上进行燃烧，燃尽后，摇动手柄，灰渣便落入灰坑内(图 38)。抛煤机把煤斗落下的煤中的大粒子抛向炉后，细煤
8、屑在炉前悬浮在炉膛中燃烧，根据其燃烧特点，适宜采用由后向前移动的倒转链条炉排，燃尽的灰渣被链条炉排带到前部的灰坑内(图 39)。抛煤机是一种应用广泛的机械化燃烧设备，抛煤机常和摇动炉排或链条炉排配合作用。 抛煤机有以下三种形式，如图 310。1机械抛煤机是用旋转的叶片或摆动的煤刮板将煤抛入炉内见图 310(1)。抛入炉内的煤量可通过调节给煤设备控制。燃料的射程可通过改变抛煤机的转速来调节，转速越高，抛得越远；也可以通过改变承煤板的位置，即通过改变燃料下落时和叶片所成的角度来调节(图 311)，承煤板越向前移动，则煤抛得越近。机械抛煤机抛煤时，煤粒越大，抛得越远，也就是大粒煤落到炉排的后部，而细
9、小的煤末落在炉前。因此，使用机械抛煤机时要求煤的颗粒大小相差不能过大，最大煤块不能大于3040 毫米(mm)，3 毫米(mm)以下的煤末不得超过抛煤量的 30。2风力抛煤机是依靠风力的作用，将煤吹入炉内。风力抛煤机结构比较简单，操作也比较轻便见图 310(2)。采用风力抛煤时，炉排上煤粒的分布情况与机械抛煤机的情况相反，粒度小的煤末吹得较远，大块的煤则落在炉前。风力抛煤可以抛射的最大煤块块径为 35 毫米(mm) 。3风力机械抛煤机是一种借助于气流和机械的混合力量抛煤的设备见图 310(3)。风力机械抛煤机综合了上述两种抛煤机的特点，使燃料在炉排上的分布比较均匀，应用广泛。风力机械抛煤机要求煤
10、的最大颗粒不超过 30 毫米(mm)，06 毫米(mm) 的煤的颗粒不超过 50，其中 03 毫米 (mm)的颗粒不超过 25。图 312 是国产风力机械抛煤机的构造简图。煤从炉前煤斗落下，给煤板往复运动将煤推到抛煤机的转子上方。转子由电动机经过减速机构驱动而不停地转动，转子上的叶片直接将煤抛人炉内。在转子上面，经风道喷入炉内的气流将燃料吹送到炉排上面。风力机械抛煤机的抛煤量是和转子的转速以及给煤板的往复行程有关。一般情况下，调节抛煤量无须变更转子的转速，而只是改变给煤板的行程就行了。至于抛煤距离可通过调整调节板来控制。国产 SZP 型工业锅炉是采用风力机械抛煤机和翻转炉排的炉型。10 吨时(
11、th)的锅炉设置有 3 台抛煤机。6 吨时(th)的锅炉设置有 2 台抛煤机。抛煤机炉既有悬浮燃烧的效果，又有手烧炉的良好着火条件。燃料在抛煤机炉内燃烧的三个阶段，不是沿炉排长度划分的，而是按时间先后划分的，因此，抛煤机炉不需要分段送风。综上所述，抛煤机炉有以下特点：(1)着火条件好适用煤种较广，炉膛也不需要设置前、后拱。(2)煤层不易结焦 由抛煤机抛出的煤，碎煤屑基本上是在炉膛中悬浮燃烧，煤层上都是块煤，接触面少，不易结焦。(3)抛煤机加煤是连续的，不存在手烧炉周期性燃烧的缺点。(4)抛煤机炉的结构比链条炉简单，金属耗量较少，燃烧过程容易调节，对负荷的变化有良好的适应性。(5)燃烧不完全炉内
12、燃料既有层状燃烧，又有悬浮状燃烧。细煤屑悬浮燃烧，稍大的煤屑来不及燃尽就飞出炉膛，飞灰含碳量比较高，热损失大。(6)煤层不均时，需要人工拨火，增加了劳动强度。(7)由于抛煤机是较复杂的转动机械，维修工作量大，对煤的粒度要求较严，需要在运煤系统中设置磁铁分离器，以免影响转动机构的运动。抛煤机炉一般适用于 10 吨时(th)以下的锅炉，炉排不宜过长和过宽，否则撒煤会不均匀。每台锅炉所需要的抛煤机数是由炉膛宽度确定的，通常炉宽每 9001200 毫米(mm)设置一台抛煤机。六、层燃炉的炉排面积和炉膛容积层燃炉中大部分燃料在炉排上燃烧，炉排面积的大小对燃烧有很大影响。锅炉要达到一定蒸发量，就必须烧掉足
13、够数量的燃料，同时也必须供应足够数量的空气。如果炉排面积过小，空气通过煤层的速度就要很大，这样，既增加了空气流动的阻力，也容易将细小的煤粒吹起，使这些煤粒来不及在炉膛内完全燃烧就被烟气带走，造成损失。炉排面积过大，锅炉钢耗量增加，使锅炉造价提高，因此，层燃炉的炉排面积大小要合适。下表列出了各种层燃炉每生产 1 吨时(th)蒸汽所需的炉排面积。 燃烧设备手烧炉链条炉抛煤机炉往复炉排炉自然通风 强制通风 振动炉排炉 锅炉每生产 1 吨(t)蒸汽所需的炉排面积米 2(m2)1.82.21.51.8O.91.11.11.3层燃炉对炉膛的大小要求不太严格，一般每生产 1 吨时 (th)的蒸汽，所需炉膛容积为 34 米 3(m3)，对抛煤机炉为 3.54.5 米 3(m3)。这是因为煤在炉排上燃烧时，总会有些可燃气体及细煤屑被送人的空气吹起。为了使它们尽可能燃烧好，必须保证炉膛有足够的容积。如果炉膛过小，这部分可燃气体及细煤屑会来不及充分燃烧而被烟气带走。炉膛过大时，又会降低炉温，对燃烧不利。
