锅炉新型炉拱是西安交通大学在“六五”期间接受国家经委、机械部安排的“链条炉炉拱结构技术”的科研课题所取得的重大科研成果,“链条炉炉拱结构与二次风技术的研究”分获国家科技进步二等奖和机械部科技进步一等奖。这项成果是工业锅炉燃烧技术的重大改进,它打破了目前国内外公认的有关锅炉炉拱换热的传统理论和观念,提出了新的以空气动力学和传热学原理为基础的燃烧理论,从改进炉拱结构布置入手对锅炉进行改造,取得了极大成功。以往进行的大量改造结果表明,这项改进技术可以大幅度提高工业锅炉的热效率和出力,扩大工业锅炉对燃煤的适应范围,减少烟气排尘量,经济效益极为显著。
国内广泛使用的工业链条炉普遍都存在热效率低、燃烧条件差等问题,这除了有运行、操作管理及设备等方面的原因外,炉拱设计不合理是一个重要因素。过去的传统观点认为辐射拱按反射原理换热,而未认识到其对烟气的引导作用;对对流拱则只强调其引燃作用,忽视了它对燃烧区的保温促燃作用。以这种观点为理论指导,必然使设计出的锅炉温度场分布极不均匀,当炉膛四周布置有较多水冷壁时,火床面附近温度高,远离炉排面部位温度低的现象尤为明显,特别是实际燃用的煤种特性与设计煤种偏离较远时,燃烧情况就更加恶化,着火困难,锅炉出力下降,蒸汽压力、温度均不能维持额定值,在近年来煤炭供应紧张,工业锅炉燃煤质量下降和煤种多变的情况下,这种锅炉结构已越来越不能适应生产发展的需要,新型炉拱技术正是针对这一现状提出的。
新型炉拱技术认为炉拱辐射热的80%是再辐射热,而高温烟气是最主要的热源。基于这种观点,新型炉拱的最大特点就是充分发挥了高温烟气的作用。通过改进前后拱的结构,使高温烟气以合理流向在炉膛内流动,达到加强前拱辐射,保证燃烧区火焰充满,促进燃尽区燃烧的目的。因此,改拱后的锅炉温度场较为均匀,适应煤种的能力大为加强,即使是在负荷多变的情况下也能稳定燃烧,保证锅炉出力,因而极好地适应了生产和生活需要。
实践证明,这项技术具有极大的优越性和实用性,投入少,工期短,见效快。应用该技术可以使改造后的锅炉达到下列指标:
1.热效率提高3%以上,大部份提高10%以上;
2.一般可达满出力,出力严重不足者一般可提高20%以上;
3.对燃煤的适应性大大提高,几乎可适应灰份含量在30%以下,低位发热量在4000大卡/公斤以上的大多数煤种;
4.启动时间大大缩短,一般30分钟以内即可起然;
5.节煤率达到3~10%以上;
6.消烟效果良好,初始排烟含尘浓度降低1/3左右;由于改造效益显著,这项新技术已得到越来越多的工业炉用户认可。