何方威，林继民，赵晓莉
摘要：传统的锅炉炉拱通常采用耐火挂砖的方法，易产生裂缝、塌落。整体结构支撑强度低，炉型可塑性差，寿命短。采用新型的节能拱后，强化了锅炉的燃烧，提高了锅炉的热效率，延长了锅炉的使用寿命。
关键词：节能型；锅炉；炉拱；高效；寿命长
炉拱在锅炉内起着燃料引燃和促进炉内高温烟气生成、混合等作用，其结构是否合理对锅炉效率影响很大。我们同宜兴市节能材料二厂合作，研究开发了节能浇注型炉拱。经大孤山选矿厂10t/h锅炉试用，证实可提高锅炉内壁温度，增强高温烟气旋涡，煤燃烧充分，煤灰含碳量和排烟温度降低，锅炉热效率提高，节省能源。现已在矿业公司各单位推广使用多年，取得了良好的节能效果，节省了大量的燃料和维护费用。
一、炉拱改造前存在的问题及原因分析
1．链条锅炉通常采用耐火挂砖构筑炉拱，分上下两层。由于锅炉常年受高温烟气冲刷，以及开停炉造成的耐火挂砖的热胀冷缩，导致炉拱开裂、塌落，炉拱拱径跨度大，中心角度小，喉径长且高，支撑强度差，正常使用寿命只有1.5~2年。
2．前拱短而高，后拱倾斜角度大，有效覆盖率小，导致前拱火焰少，旺盛燃烧区狭窄，炉膛温度低，煤在炉排上不能均匀燃烧或燃烧不充分，煤渣含碳量高达25%~30%，严重影响锅炉出力。
3．高温度烟气回旋次数少，停留时间短，排烟温度高，水冷壁管、省煤器容易积灰受阻，热效率低。
4．密封保温效果差，尤其在炉顶、炉拱上煤口，气包和穿墙管处，漏烟、漏风、漏灰现象严重，生产环境差，危害职工身体健康，并造成环境污染。
二、节能型浇注炉拱的施工工艺要点
节能型浇注炉拱的节能改造主要从拱形结构上增加覆盖率，选材上增强炉拱强度和保温密封，净化工作环境。
节能型炉拱由前拱“S”形和后拱“人”字形组成，喉径缩短，倾斜角度减小，压低并加长后拱，以增加热辐射面积，使炉拱覆盖率达到80%，甚至100%。
前拱“S”形使热辐射容易聚焦，迫使煤在前拱火床着火，高温烟气上升并对流回旋，形成火球，提高炉膛温度；“人”字形使后拱压低，扩大热辐射面积，使煤在后拱区二次燃烧，保证原煤燃尽，无论烟煤、劣质煤和贫煤都可在锅炉内处于良好燃烧状况。
三、节能炉拱的选材
浇注型后拱精选GD170耐热、耐磨高温浇注料，添加氧化铝、硅微粉等超细耐火细粉，增添耐热钢纤维。以耐热钢肋作骨架，增强炉拱支撑强度。按配比，以磷酸铝为粒结剂立模浇注成型养护而成。
节能炉拱耐温可达1500～1700℃左右，耐火强度高达6MPa;耐磨浇注热稳定性好，耐冲刷，施工制作方便；现场支模，增加拱形可塑性，增强整体性和气密性；改两层砖拱为一层浇注，不易脱落，强度增加，经久耐用。需要注意的是，骨架和浇注内的铁件、联箱、水冷壁管上必须烫涂2mm厚的沥青涂料，以保证钢材的自由胀缩，使炉拱在燃烧中不撑裂，不剥落。施工时要振捣密实，浇注后自然养护15天后烘炉。
四、保温密封
前后拱和联箱处改用硅酸铝板和硅酸镁涂料，微膨胀可塑料抹面，高温黏合剂粘贴，提高炉拱、炉顶保温密封性，解决锅炉“三漏”，减少热损耗，改善工作环境。
五、节能型炉拱的推广应用
经过十几年的使用，节能炉拱从未出现炉拱倒塌现象，整个大修期内不需维护，大大节省了锅炉维修费，延长了锅炉使用寿命。
经测试，节能型炉拱可使锅炉热效率提高15%～20%，节省燃料10%。依此计算，每台10t/h锅炉可节煤250kg/d。按每年运行200天计，可节省燃煤50t，以250元/吨计，每年可节省1.25万元，以此类推20t/h锅炉每年可节省2.5万元/台燃煤费用。
此种节能供适用于10～35t/h链条锅炉。
节能炉拱的改造不仅节省能源，而且大大减少锅炉维修费。原来锅炉在一个大修期内需要对锅炉进行4～6次维修，现在无需维修。
十几年来节能炉拱给矿业公司带来1000多万元的经济效益，为节能工作中做出很大贡献。