ISOBARIC EXHAUST TECHNOLOGY

等压排风技术

关于等量送风与等压送风在横梁炉排应用问题简介
       目前随着国内城市化集中供热的推进，工业链条炉排锅炉的设计、制造大型化发展，直接影响工业链条炉排燃烧工况的横向均匀送风问题，是重要的节能燃烧历史焦点研究课题。特别是近年来生产了大量的采用等量送风模式的横梁炉排，配用大型链条炉排锅炉的社会运行。因诸多的致命燃烧缺陷问题，形成了后期锅炉改造的市场问题。由于等压送风发明专利技术的成功应用，打破了传统独家垄断的市场设计、制造格局。在推动了锅炉燃烧技术的进步的同时，出现了鱼目混珠现象，等压送风发明专利技术是依据空气动力学原理，并非是简单的数字技术叠加与简单的技术仿造。

       大连瓦房店永宁炉排制造有限公司，是中国较早发明并应用链条炉排锅炉等压送风专利技术和相配套技术专利的炉排制造企业；是工业锅炉行业较少拥有的等压送风专利技术的炉排制造企业，专利号：( 200620149018. 9) (200710000532.5) (200810110545.52)。

       2005年起大连瓦房店永宁炉排制造有限公司累计生产的40-160吨链条炉排，达5400多台；配套工业链条炉排锅炉制造企业，拥有大型链条炉排等压送风空气动力学试验台和试验室，是掌握大型链条炉排等压送风空气动力学计算和大型链条炉排力学计算的大型链条炉排制造企业，100%保证大型链条炉排锅炉客户的运行安全。

一、大型横梁工业链条炉排等压送风、节能燃烧的基本条件

       1.等压送风的基本条件
       大型工业链条炉排锅炉的设计与运行，与小型工业链条炉排锅炉燃烧横截面宽度不同，特别是用于集中供热的工业链条炉排锅炉，炉排横截面宽度9.6-15M,有效的解决用于集中供热的锅炉横向燃烧与纵向燃烧问题尤为突出。高效节能的燃烧工况，导致的风量、风压等随机变化参数，都面临着逐步实施自动化中央集控现实。（如吉林省公主岭市宏达热力有限公司84MW，新疆91MW、112MW横梁链条炉排）。解决直接影响动态燃烧工况的均匀送风问题，核心问题是如何实现风室的等压送风与自动调节补偿。根据空气动力学的原理，实现等压送风，风室设计应符合空气动力学，静压平衡、动压变化的规律。在建立在数学模型基础上的空气动力学计算。并非静止条件下的简单理想数字技术叠加，更注重数据的计算。没有完善的独立风室，没有办法实现符合（GB/T3271-2002链条炉排技术条件）要求的工业链条炉排锅炉纵向燃烧问题。完善的独立风室是具有，应符合空气动力学原理的等压送风；与自动调节补偿应用措施。

       2.横向燃烧与系统燃烧工程问题
       用于集中供热的的工业链条炉排锅炉，炉排横截面宽度9.6-15M,如何有效的解决锅炉横向燃烧问题，因炉排横截面宽度的不断加宽，不同于小型链条炉排＜5m,采用双向侧面送风、 任何等量改良式送风，或采用引进丹麦技术的大风仓小风斗的送风模式都不会对燃烧造成大的影响，而炉排横截面宽度9.6-15M,更为关注的是，怎样有效的解决锅炉横向燃烧问题。

       A、所谓系统燃烧工程问题是指，煤仓布煤能否实现水平布煤，防止煤仓布煤，出现宝塔型。（大块綴集两侧，中间粉末。）是否能以实现煤仓煤层颗粒均匀、水平布煤。是否能以实现，理想状态下的节能高效燃烧的首要问题，对于大型工业链条炉排锅炉解决横向燃烧历史难点课题至关重要。

       B、大型链条炉排锅炉，存在着系统燃烧工程问题。煤仓布煤实现水平布煤，连接煤仓与分层煤斗间的落煤管设计，对于分层煤斗能否实现均匀供煤；对于大型工业链条炉排锅炉解决横向燃烧问题的重要因素。

       C、大型链条炉排锅炉，系统燃烧工程问题。炉排横截面宽度9.6-15M,有效的解决锅炉横向燃烧问题，与能否实现炉排炉排横截面平整、均匀的煤层、粒度、厚度均匀给煤，是保证合理的燃烧工况，对于大型工业链条炉排锅炉，解决横向燃烧问题的重要因素。

       在大型链条炉排，分层给煤装置应用缺陷问题，是现实中最为突出的问题，目前绝大部分制造商，采用仿造或简单的尺寸放大应用，没有能力进行，分层给煤装置准确的力学计算，是没有产品力学计算书的社会普遍现象。在70MW以上的分层给煤装置应用中最为明显。对于炉排横截面宽度9.6-15M的大型链条炉排，没有保证煤层厚度的基本使用措施,关注的焦点问题：产品设计力学计算书、保证煤层厚度的基本使用有效措施。对于大型工业链条炉排锅炉解决横向燃烧历史难点课题至关重要，安全运行的设计保障措施。

       D.直接影响燃烧工况的链条炉排横相配风均匀性问题

       ⑴对可燃气体不完全燃烧损失q3的影响：

       由于横向配风不均匀在通风量较小的弱风区氧的严重缺乏，将使煤层中的还原层厚度增加，使气流在煤层上升过程中，相当一部分与碳起还原反应。而还原过程是吸热反应，因此将使煤层表面温度下降；这样又会不必要的加重炉膛负担，导致q3上升。

       ⑵对机械不完全燃烧q4的影响：

       炉排横向配风不均匀，这将使弱风区煤层中各个燃烧阶段相应的推迟，是相当一部分的碳尚未燃尽就落入灰渣中，是灰渣的平均含炭量明显上升，从而增加q4损失。

       ⑶对排烟损失q2的影响：

       由于在炉排横向配风不均匀，在风压较高的区域，燃烧过程比较迅速，容易出现火口，使大量的冷空气未经还原化合反应直接窜入炉膛，不仅降低炉膛温度，影响燃烧，同时使排烟温度上升q2排烟损失增大。

二、等压送风与横向燃烧问题

       等压送风，节能燃烧的重点是解决横向燃烧问题，包括理想燃烧工况状态下的起燃一条线。独立风室为解决纵向燃烧问题，包括理想燃烧工况状态下的燃尽一条线。是测定锅炉燃烧运行效率的基本条件。

1、等压风室设计原理:
       空气从风道侧孔出流，当空气通过侧孔时受到垂直于风道壁面的静压和平行于风道轴线方向的动压作用，在静压P1作用下促使空气通过侧孔流出并产生一个垂直风道壁面的静压速度。在动压作用下，风道内的气流速度平行于风道轴线。空气的实际速度是静压、动压的合成速度。
       空气的实际速度大小与侧孔所在的截面的全压有关，而侧孔中气流流出方向，则与静压对动压之比值有关。显然静压越大、动压越小，则出流角越大。说明气流方向越接近于风道壁面像垂直。（空气气流角：空气的实际速度与风道轴线的夹角成为出流角该角为正切。）

2、实现等压送风的条件

      苏联学者B.B巴吐林的实验证实，对于等截面积相等的等截面风道来说，风道首端的侧孔的气流几乎平行于风道轴线，然后逐渐的改变方向。到接近终端侧孔时，气流差不多于轴线垂直。同时，静压和送风量都向着末端逐渐增大。如风道首端的侧孔的送风量和终端侧孔的送风量后者是前者的20倍是无法实现均匀送风的。

       要实现均匀送风，必须使得每个侧孔的静压乃整个风道全长上的静压保持不变；各个侧孔的流量系数或局部阻力系数相等；还要使送出的气流的方向尽可能与风道的轴线垂直，即气流的出角及可能大些。为了保持风道全长上的静压不变，必须使风道首端速度大于末端速度，并使首端和末端的动压差（或两侧孔间的动压差）等于风道全长上的压力损失。
       与此同时，还必须沿着风道的长度方向来改变截面；也就是说，风道的截面应向着末端方向逐渐地缩小。因流速下降而产生的静压复得，往往大于风道的压力损失，故不得不沿着气流前进方向把截面缩小，使富裕的静压转化为动压；只有这样才能使风道全长上的静压保持恒定。
3、等压送风与等量送风的区别

       ■ 等压送风的定义:静压平衡、动压变化。

       ■ 等压送风的风道，无论是圆形、方形、矩型都是沿着送风方向、风道送风轴向的截面是变化，侧孔、条缝气流出口面积是不变的；所以其出风速度是相同的。如设计时第一个侧孔出流角大于60度则可获得较好的均匀送风效果。

       ■ 等压送风的结构设计：采用了等压送风的风道和备压风室，确保了链条炉排锅炉燃烧工况的随机条件下自动调节；和风道全长上的静压保持恒定，是实现等压送风基本保障基础，符合空气动力学计算的非线性数学模型控制理论基础。是等压送风链条炉排和等量送风链条炉排根本区别；也是本民族链条炉排知识产权与国外引进技术和嫁接技术的根本区别，不受链条炉排宽度尺寸的大型化发展的限制。

       ■ 面对大型化链条炉排锅炉的大型化发展，单体链条炉排配套大型工业链条炉排锅炉，需要一个先进技术和设计制造实力的完美技术结合，才能保障大型链条炉排锅炉安全运行和高效节能运行，符合国家环保节能产业政策，不是简单的数字组合叠加。

       ■ 等量送风的定义：全长静压变化、动压变化。

       ■ 等量送风是锅炉行业多年始终未走出来的一个误区，著名的链条炉排锅炉专家，上海机械学院张元忠教授为此进行了数十年的研究，也为我们今天的研究提供了宝贵的经验。在工业链条锅炉的应用如：风道进风量的调节挡风板、改变风道出风口截面、引进丹麦技术的大风室小风斗的送风形式等，在小型链条炉排，因炉排横截面尺寸小，反映不明显。实际应用中起到一定的效果；但始终未能主导应用于大型链条炉排，关键无法适应动态随机变化的风量以风压。任何一种形式的等量送风在工业链条锅炉的应用，特别实践证明在大型链条炉排应用，燃烧运行中的致命缺陷。

       ■ 等量送风的特点是，这一类的送风风道是等截面的。由于静压沿送风方向和风道轴线方向逐渐增大，侧孔截面或条缝的面积必须是变化的，并沿着沿送风方向和风道轴线方向逐渐减小，此时侧孔或条缝的出口速度是不相同的，严格的说，此类送风风道只能进行等量送风；无法保证出口风速相等.

       ■ 等量送风另一种形式是在送风风道是等截面的的状态下，加之不同截面的挡风板希望实现等量送风。

       由于其静压、动压在送风时的不断随机变化，侧孔、条缝气流的出口速度是不相同的，同样也不能保证出口风速相等。引进的丹麦技术大风室小风斗的送风形式，是丹麦应用于小型链条炉排的等量送风方式，静止状态下、理想中的大风室为等压风室；由于排列中的小风斗是等截面，对于小型链条炉排在不同的出口速度而引起大风室的静压与动压的变化波动不大；资料查询证实，丹麦仅用于40t/h以下锅炉，关于大风室小煤斗的等量送风能否在大型链条炉排锅炉上的应用？上海四方他们准备三期引进160t/h吨角管锅炉，没有解决均匀送风这个直接影响燃烧问题，是没有实施的原因。

       而对于大型用于集中供热的的工业链条炉排锅炉，炉排横截面宽度9.6-15M,任何等量送风形式，不能适应大型链条炉排，随机变化的燃烧工况需要的合适均匀供风运行工况 。不符合空气动力学，等压送风的基本条件。不能有效的解决锅炉横向燃烧问题。由于大风室的结构设计条件的局限，目前只能进行简单的技术拼凑。失去了原设计大风室等量送风的重要基本条件；无法保证动态的出口风速相等。故此国内外没有任何一个设计者进行过认真的空气动力学计算，和实际的空气动力学风洞测试。准确的说目前没有一个详细的设计空气动力学计算书和力学计算书，证实其应用可靠性和安全性。

       4、对于用于集中供热的大型横梁式链条炉排锅炉的燃烧自动化中央集中控制，是发展必然趋势，锅炉燃烧过程中的随机变化燃烧工况，特别是环保执法力度的加强，炉内脱氮、二次风的应用，主燃室的过量空气控制；等压均匀送风的控制要求更加严格。炉排横截面宽度9.6-15M的等压送风，与主燃室的横向独立风室的自动补偿与独立调节问题更为重要。关系到理想节能高效燃烧工况的，起燃一条线、燃尽一条线的技术调节的重要核心技术。而等量送风的，大风室小风斗送风方式无法实现，锅炉燃烧过程中的随机变化燃烧工况，横向燃烧独立风室的自动补偿与独立调节问题。

三、等压送风与横向测试

       对于用于集中供热的大型横梁式链条炉排，（炉排横截面宽度9.6-15M）依据燃烧工况采用不同的等压送风设计与结构布置。

       1.依据锅炉燃烧随机变化工况，纵向第1、2、5、6、7、8风室，采用两侧送风，横向斜板自动调压的等压送风设计。两端设有测风管，配有风室数显风压表。

       依据锅炉燃烧随机变化工况，纵向主燃室第3、4风室，采用横向两侧送风，中间隔断。横向变截面等压风道，等截面，可调节侧出风口，横向6段独立风室，自动调压的风室的等压送风设计。在横向6段独立风室，自动调压的风室的侧出风口上，装有6组独立调节的配风装置，对于煤层横向厚度、粒度不均匀，造成的燃烧、起燃同步工况独立调节补偿。应用技术效果明显! 两端设有测风管，配有风室数显风压表。

       2、横向配风不均匀系数依据链条炉排技术条件A.4.3炉排横向配风不均匀系数：以第三风室为测量风室，测量方法沿炉排行横向200毫米为一侧点，布置三列测点计算器不均匀系数。用毕托管、微压计、迪型管或热球风速风压计测量计算。计算方法GB/T3271-2002。

四、独立风室与纵向燃烧

       1链条炉排纵向燃烧问题:

       ⑴预热干燥区段，燃料自煤斗或分层给煤机落下后沿炉排缓慢行进，受炉烟气、前拱的传导加热，水分逐渐蒸发。但煤的导热性很差，热量传递很慢约为0.2-0.5m/h,仅为炉排速度的1/10左右。

       ⑵煤的开始挥发分，析出并燃烧区段，煤层随炉排向后运动，热量的传递是由上而下进行各区段分界线向后倾斜，影响倾斜程度的主要因素是炉排速度和热传递速度。

       ⑶焦炭燃烧区段，该区段煤层燃烧猛烈，炉温1200℃以上。是链条炉排燃烧的主要区段，沿高度分氧化层及还原层（因为氧化层高度远低于煤层厚度所致）。

       ⑷燃尽区，煤层形成灰渣。值得注意问题是尾部渣层夹碳问题，由于煤层上面受热温度高，下层燃料空气充分都很快形成灰渣。中间未燃尽焦炭被上下灰渣层所夹带，是机械不完全燃烧损失增大。减少⑶/⑷区段q4损失十分重要。其原因是前后区段空气量过大，主燃区严重缺氧。

       2、建立在空气动力学，数学模型基础上的，等压送风、独立风室。对于用于集中供热的大型横梁式链条炉排，（炉排横截面宽度9.6-15M）依据燃烧工况，采用不同的等压送风设计与结构布置。
       纵向第1、2、5、6、7、8风室，采用两侧送风，斜板自动调压的等压送风设计。两端设有测风管，配有风室数显风压表。

       纵向主燃室第3、4风室，采用两侧送风，中间隔断。变截面等压风道，等截面，可调节侧出风口，横向6段独立风室，自动调压的风室的等压送风设计。在横向6段独立风室，自动调压的风室的侧出风口上，装有6组独立调节的配风装置，对于煤层横向厚度、粒度不均匀，造成的燃烧、起燃同步工况独立调节补偿。

       3、纵向燃烧与炉排测试

       目前70MW以上的横梁炉排，纵向燃烧，配置的8个以上的独立等压风室。采用两侧送风。配有独立风量测控的送变器、电动执行器的风量纵向燃烧可视控制系统。纵向燃烧、燃尽线同步工况的随机变化中央集控。有效的控制锅炉燃烧运行效率、锅炉出力与炉渣含碳量等，节能高效燃烧技术参数 。

       影响纵向燃烧的等量送风问题，不是简单的风室排列数字分配与叠加。特别是近年来由于垄断性生产，与宣传，造成的大量采用等量送风模式的，横梁炉排配用大型链条炉排锅炉的社会运行。因诸多的致命锅炉燃烧缺陷问题，形成了后期锅炉改造的市场问题。先天性的设计致命缺陷，在改造过程中是无法改变的应用现实。不符合目前节能减排，技术发展要求。

依据链条炉排技术条件A2.1空气总流量的测试，是在锅炉鼓风机段用毕托管、微压计、迪型管或热球风速风压计测量计算。计算方法GB/T3271-2002

       (1)依据链条炉排技术条件A2.4风室风压力的测试：测试方法用特制的钟罩式测压座和微压计在炉排面上测量，测试工具用毕托管、微压计、迪型管或热球风速风压计测量计算。计算方法GB/T3271-2002

       (2)依据链条炉排技术条件A.4.1风室列平均风压的测试：测试方法，在无煤的炉排上，沿炉排横断面上分二至三组。采用热球风速仪直接测的炉排下风室的风压。每片炉排上布之两个测点，在前、后风室进行风室列平均风压的测试。计算方法GB/T3271-2002。

       (3)依据链条炉排技术条件A.4.2风室平均风压的测试：风室平均风压为风室所有测的风压的平均值。以第三风室为测量风室，测量方法：在无煤的炉排上，炉排面上分二至三组。采用热球风速仪直接测的炉排下风室的风压、风速。横梁炉排的横向，纵梁之间呈线性布之两个测点，进行风室平均风压的测试并计算测试值。计算方法GB/T3271-2002。

       (4)风室保风率：定义， 衡量主风室窜风的气密封性性能的指标。测量方法以第三风室为主测量风室，当第三风室全开，其它风室全关时。测量由第三风室向第二风室、第四风室的窜风的风量的窜风率。其计算结果为第三风室的保风率。计算方法GB/T3271-2002

       (5)风室窜风率：定义，衡量主风室向其他风室窜漏风的气密封性性能的指标。测量方法以第三、四风室为主测量风室，当第三风室全开，其它风室全关时。测量炉排面上的风压、风量。盖上相应的煤层，测量第二风室、第四风室的风量与第三风室的总风量的比值；其计算结果为第三风室的窜风率。计算方法GB/T3271-2002

       测量方法以第三、四风室为主测量风室，当第三风室全关时的风量与整个炉排各个风室的总风量之比的百分数为该风室的窜风率。测量工具热球风速、风压仪。计算方法GB/T3271-2002。

       依据链条炉排技术条件A.4.5风门全关时的流量率，定义：风门全关时的空气流量、风门全开时的空气流量。试验条件炉排风门采用定位推拉风门，关闭风门板上粘有发泡硅胶条保证关闭时的良好密封性。测量工具热球风速、风压仪。计算方法GB/T3271-2002。

五、等压风室，节能燃烧技术研究，在大型集中供热链条炉排锅炉运行过程中的系统燃烧工程中应用

       1、等压送风的独立风室设计，是根据燃烧工况，建立在空气动力学、数学模型基础上的锅炉随机燃烧变化参数自动调节，独立风室设计。采用两侧送风，中间隔段。两侧横向变截面测出风口的等压风室设计，横向6个独立自动调正的独立风室，测出风口大设有独立调节的风门机构，实现符合燃烧工况的等压送风的基本条件，目前在84MW横梁炉排工程中应用。锅炉测试数据说明，达到、超过锅炉理想燃烧设计要求。

       等压送风的独立风室设计，是根据燃烧工况，建立在空气动力学、数学模型基础上的锅炉随机燃烧变化参数自动调节，独立风室设计。采用两侧送风，中间隔段。两侧横向变截面测出风口的等压风室设计，横向6个独立自动调正的独立风室，侧出风口大设有独立调节的风门机构，锅炉运行燃烧是动态不断变化燃烧工况，等压送风实现符合燃烧工况的设计要求。

       2、大型链条炉排锅炉，特别是目前70MW以上的横梁炉排，炉排横截面宽度9.6-15M，纵向燃烧，配置的8个以上的独立等压风室，影响纵向燃烧的等量送风问题，不是简单的风室排列数字分配与叠加。配有独立风量测控的送变器、电动执行器的风量纵向燃烧可视控制系统。有效的控制锅炉燃烧运行效率、锅炉出力与炉渣含碳量等，节能高效燃烧技术参数 ，实现调节同步起燃线、直线燃尽线的节能高效燃烧，便于锅炉运行自动化控制。

       3、理想燃烧工况下的燃烧起燃线、燃尽线应为直线，是目前所有等量送风模式的大型横梁链条炉排无法解决的问题。起燃线200毫米范围内的S型线形燃烧工况，证实在锅炉燃烧系统工程中还存在有待改进，和设计上的不足。
       大型链条炉排锅炉，系统燃烧工程问题。炉排横截面宽度9.6-15M,有效的解决锅炉横向燃烧问题，首先面临的问题，如何保证煤仓的水平均匀布煤、落煤问题。联合布煤速度＞10-15M/分，均匀布煤速度。是目前国内待研究过程中的课题。（我公司已研究成功，待工程应用）宝塔型的煤仓布煤缺陷，是影响燃烧的首要问题。

       4、大型链条炉排锅炉，系统燃烧工程问题。炉排横截面宽度9.6-15M,有效的解决锅炉横向燃烧问题，所面临设计应用的分层给煤装置的设计缺陷问题。（国内制造商绝大部分采用模仿，或简单技术放大。极少有人能以真正的，认真的进行分层的设计力学计算，更别提及产品力学计算书。）除影响大型链条炉排锅炉安全运行因素外，目前普遍存在的问题是：由于分层给装置的结构设计问题，70MW以上的集中供热工业锅炉上应用，出现的拨煤辊变形问题，煤闸板受热变形问题，直接影响燃烧的炉排横向截面煤层厚度不均匀，影响锅炉燃烧工况。采用等压送风技术的独立风室具有根据燃烧工况的可调节装置。

六、结论：

       小型工业链条炉排锅炉采用什么样的改进等量送风燃烧送风方式，对锅炉燃烧工况反映不明显，不同于大型集中供热工业链条炉排锅炉。无论采用哪种等量送风模式，都不能满足不断变化的锅炉燃烧工况。实践应用证实，工业链条炉排锅炉燃烧工况，随现代化的中央集控需要，不断地改变锅炉引风、鼓风、的参数变化和炉排进给速度，实现合理的节能燃烧。锅炉理想静止工况下均匀送风，难以适应不断变化的燃烧运行工况。在采用等压送风专利技术设计的大型链条炉排独立风室，能够满足大型集中供热工业链条炉排锅炉不断变化的动态燃烧工况下的等压均匀送风，实现工业链条炉排锅炉理想燃烧工况，达到节能燃烧的目的。

主营：上煤机、出渣机、分层煤斗、往复炉排、横梁炉排、炉排、炉排配件、生物质链条炉排、链条炉排、锅炉炉排、锅炉配件、鳞片炉排等。