一二次風(fēng)對(duì)燃燒的影響

1、一、二次風(fēng)對(duì)燃燒的影響一、二次風(fēng)率、風(fēng)速及風(fēng)溫在鍋爐燃燒設(shè)備和煤質(zhì)一定的條件下，一 次風(fēng)與二次風(fēng)的調(diào)節(jié)就成為決定著火和燃盡過程的關(guān)鍵。一次風(fēng)與二 次風(fēng)的工作參數(shù)用風(fēng)量、風(fēng)速和風(fēng)溫來表示。（1）一次風(fēng)量（率） 一 次風(fēng)量主要取決于煤質(zhì)條件。當(dāng)鍋爐燃用的煤質(zhì)確定時(shí)，一次風(fēng)量對(duì) 煤粉氣流著火速度和著火穩(wěn)定性的影響是主要的。一次風(fēng)量愈大，煤 粉氣流加熱至著火所需的熱量就越多，即著火熱愈多。這時(shí)，著火速 度就愈慢，因而，距離燃燒器出口的著火位置延長，使火焰在爐內(nèi)的 總行程縮短，即燃料在爐內(nèi)的有效燃燒時(shí)間減少，導(dǎo)致燃燒不完全。 顯然，這時(shí)爐膛出口煙溫也會(huì)升高，不但可能使?fàn)t膛出口的受熱面結(jié) 渣，還會(huì)引起過熱

2、器或再熱器超溫等一系列問題，嚴(yán)重影響鍋爐安全 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)于不同的燃料，由于它們的著火特性的差別較大，所需 的一次風(fēng)量也就不同。應(yīng)在保證煤粉管道不沉積煤粉的前提下，盡可 能減小一次風(fēng)量。對(duì)一次風(fēng)量的要求是， 滿足煤粉中揮發(fā)分著火燃燒 所需的氧量，滿足輸送煤粉的需要。如果同時(shí)滿足這兩個(gè)條件有矛盾， 則應(yīng)首先考慮輸送煤粉的需要。例如，對(duì)于貧煤和無煙煤，因揮發(fā)分 含量很低，如按揮發(fā)分含量來決定一次風(fēng)量，則不能滿足輸送煤粉的 要求，為了保證輸送煤粉，必須增大一次風(fēng)量。但因此卻增加了著火 的困難，這又要求加強(qiáng)快速與穩(wěn)定著火的措施，即提高一次風(fēng)溫度， 或采用其它穩(wěn)燃措施。一次風(fēng)量通常用一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比

3、值表示， 稱為一次風(fēng)率。一次風(fēng)率的推薦值列于下表：煤種無煙煤貧煤煙煤 煙煤 褐煤V daf 20% 30%> 30% 乏氣送粉 2025% 2530% 2535% 2045% 熱風(fēng)送粉1520% 2025% 2025% 25 40% 4045%（2 ）一次風(fēng)速 在燃燒器結(jié)構(gòu)和燃用煤種一定時(shí)，確定了一次風(fēng)量就等于確定了一次風(fēng)速。一次風(fēng)速不但決 定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著一次風(fēng)氣流的剛度。一次風(fēng)速過 高，會(huì)推遲著火，引起燃燒不穩(wěn)定，甚至滅火。任何一種燃料著火后， 當(dāng)氧濃度和溫度一定時(shí)，具有一定的火焰?zhèn)鞑ニ俣?。?dāng)一次風(fēng)速過高， 大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，就會(huì)吹滅火焰或者引起脫火”即便能著火，也

4、可能產(chǎn)生其它問題。因?yàn)檩^粗的煤粉慣性大，容易穿過劇烈燃燒區(qū) 而落下，形成不完全燃燒。有時(shí)甚至使煤粉氣流直沖對(duì)面的爐墻，引 起結(jié)渣。一次風(fēng)速過低，對(duì)穩(wěn)定燃燒和防止結(jié)渣也是不利的。原因在 于：1）煤粉氣流剛性減弱，易彎曲變形，偏斜貼墻，切圓組織不好， 擾動(dòng)不強(qiáng)烈，燃燒緩慢；2）煤粉氣流的卷吸能力減弱，加熱速度緩慢，著火延遲；3 ）氣流速度小于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r(shí)，可能發(fā)生回火”現(xiàn)象，或因著火位置距離噴口太近，將噴口燒壞； 4）易發(fā)生空氣、 煤粉分層，甚至引起煤粉沉積、堵管現(xiàn)象；5）引起一次風(fēng)管內(nèi)煤粉濃度分布不均，從而導(dǎo)致一次風(fēng)射出噴口時(shí)，在噴口附近出現(xiàn)煤粉濃 度分布不均的現(xiàn)象，這對(duì)燃燒也是十分不利的。四

5、角布置燃燒器配風(fēng) 風(fēng)速的推薦值列于下表：煤種 無煙煤貧煤煙煤褐煤一次風(fēng)速m/s20 25 20 30 25 35 25 40 二次風(fēng)速 m/s 40 55 45 55 4060 4060三次風(fēng)速 m/s 50 60 5560 3545 35 45（3 ）一次風(fēng)溫 一次風(fēng)溫對(duì)煤粉氣流的著火、燃燒速度影響較大。 提高一次風(fēng)溫，可降低著火熱，使著火位置提前。運(yùn)行實(shí)踐表明，提高一次風(fēng)溫還能在低負(fù)荷時(shí)穩(wěn)定燃燒。有的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煤粉氣流的 初溫從20 C提高到300 C時(shí)，著火熱可降低60%左右。提高一次風(fēng)氣 流的溫度對(duì)煤粉著火十分有利。因此，提高熱風(fēng)溫度是提高煤粉著火 速度和著火穩(wěn)定性的必要措施之一。根

6、據(jù)煤質(zhì)揮發(fā)分含量的大小，一 次風(fēng)溫既應(yīng)滿足使煤粉盡快著火，穩(wěn)定燃燒的要求，又應(yīng)保證煤粉輸 送系統(tǒng)工作的安全性。一次風(fēng)溫超過煤粉輸送的安全規(guī)定時(shí)，就可能 發(fā)生爆炸或自燃。當(dāng)然，一次風(fēng)溫太低對(duì)鍋爐運(yùn)行也不利，除了推遲 著火，燃燒不穩(wěn)定和燃燒效率降低之外， 還會(huì)導(dǎo)致爐膛出口煙溫升高， 引起過熱器超溫或汽溫升高。（4）二次風(fēng)量（率）及二次風(fēng)速 煤粉氣 流著火后，二次風(fēng)的投入方式對(duì)著火穩(wěn)定性和燃盡過程起著重要作用。 對(duì)于大容量鍋爐尤其要注意二次風(fēng)穿透火焰的能力。當(dāng)燃用的煤質(zhì)一 定時(shí)，一次風(fēng)量就被確定了，這時(shí)二次風(fēng)量隨之確定。對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行 的鍋爐，由于燃燒器噴口結(jié)構(gòu)未變，故二次風(fēng)速只隨二次風(fēng)量變化。 二次

7、風(fēng)是在煤粉氣流著火后混入的。由于高溫火焰的粘度很大，二次 風(fēng)必須以很高的速度才能穿透火焰，以增強(qiáng)空氣與焦碳粒子表面的接 觸和混合，故通常二次風(fēng)速比一次風(fēng)速提高一倍以上。配風(fēng)方式不僅 影響燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率，還關(guān)系到結(jié)渣、火焰中心高度的變化、 爐膛出口煙溫的控制，從而，進(jìn)一步影響過熱汽溫與再熱汽溫。（5）二次風(fēng)溫從燃燒角度看，二次風(fēng)溫愈高，愈能強(qiáng)化燃燒，并能在低負(fù) 荷運(yùn)行時(shí)增強(qiáng)著火的穩(wěn)定性。但是二次風(fēng)溫的提高受到空氣預(yù)熱器傳 熱面積的限制，傳熱面積愈大，金屬耗量就愈多，不但增加投資，而 且將使預(yù)熱器結(jié)構(gòu)龐大，不便布置。熱風(fēng)溫度的推薦值列于下表：燃料無煙煤貧煤褐煤煙煤熱風(fēng)溫度（C ）380430

8、 330380350380 2803503、三次風(fēng)、周界風(fēng)、夾心風(fēng)（1）三次風(fēng)在中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)中，細(xì)粉分離器將煤粉和輸送煤粉的空氣分離后， 形成乏氣。乏氣中帶有10%的細(xì)煤粉。這部分乏氣一般送入爐膛燃燒， 形成三次風(fēng)。三次風(fēng)的特點(diǎn)是溫度低，水分大，煤粉細(xì)。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證 明，三次風(fēng)對(duì)燃燒有明顯的不利影響。在大容量鍋爐上，三次風(fēng)的投 入對(duì)過熱汽溫、再熱汽溫的影響很大。三次風(fēng)對(duì)燃燒及汽溫調(diào)節(jié)的不 利影響是：1 ）使火焰溫度降低，燃燒不穩(wěn)定。2 ）火焰拖長，爐膛出口煙溫升高，使過熱汽溫與再熱汽溫偏高，汽溫調(diào)節(jié)幅度增大。同 時(shí)增大過熱器熱偏差。3 ）三次風(fēng)高速射入，使火焰殘余旋轉(zhuǎn)增大，同時(shí)飛灰可燃物增加；

9、4 ）三次風(fēng)量較大時(shí)，風(fēng)速也增大，易擾亂爐正常的空氣流動(dòng)，引起火焰貼墻結(jié)渣。為了減輕三次風(fēng)對(duì)燃燒的不利 影響，在大容量鍋爐上可將三次風(fēng)分為兩段，即上三次風(fēng)和下三次風(fēng)。三次風(fēng)的分級(jí)送入和合理布置，不僅能減輕上述的不利影響，還能把 制粉系統(tǒng)乏氣中的煤粉燒掉，并加強(qiáng)燃燒后期可燃物與空氣的混合， 促進(jìn)燃燒。為了保證三次風(fēng)穿透火焰，三次風(fēng)速通常達(dá)5060 米/秒。 三次風(fēng)溫一般低于100 C。煤中水分較大時(shí)，只有60 C。三次風(fēng)量約 占總風(fēng)量的1018%，有時(shí)可達(dá)30%。三次風(fēng)量的大小取決于一次 風(fēng)量。根據(jù)煤質(zhì)的揮發(fā)分含量，著火的難易程度，水分含量等，一次 風(fēng)量首先以滿足干燥原煤、輸送煤粉的要求為原則。

10、進(jìn)入磨煤機(jī)前的 一次風(fēng)流量和溫度可以調(diào)整，目的是控制磨煤機(jī)內(nèi)的溫度，提高磨煤 效率，控制磨煤出力。（2）周界風(fēng) 在一次風(fēng)噴口外緣，有時(shí)布置有周界風(fēng)。周界風(fēng)的作用是：1 ）冷卻一次風(fēng)噴口，防止噴口燒壞或變 形；2）少量熱空氣與煤粉火焰及時(shí)混合。由于直流煤粉火焰的著火 首先從外邊緣開始，火焰外圍易出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，這時(shí)周界風(fēng)就起著補(bǔ) 氧作用。周界風(fēng)量較小時(shí)，有利于穩(wěn)定著火；周界風(fēng)量太大時(shí)，相當(dāng) 于二次風(fēng)過早混入一次風(fēng)，因而對(duì)著火不利；3）周界風(fēng)的速度比煤粉氣流的速度要高，能增加一次風(fēng)氣流的剛度，防止氣流偏斜；并能 托住煤粉，防止煤粉從主氣流中分離出來而引起不完全燃燒；4 ）高速周界風(fēng)有利于卷吸高溫?zé)煔?/p>

11、，促進(jìn)著火，并加速一、二次風(fēng)的混合 過程。但周界風(fēng)量過大或風(fēng)速過小時(shí)，在煤粉氣流與高溫?zé)煔庵g形 成 屏蔽”反而阻礙加熱煤粉氣流。故當(dāng)燃用的煤質(zhì)變差時(shí)，應(yīng)減少 周界風(fēng)量。周界風(fēng)的風(fēng)量一般為二次風(fēng)量的10 %或略多一些，風(fēng)速為 3045米/秒，風(fēng)層厚度為1525mm。（3）夾心風(fēng)為了避免周界 風(fēng)防礙一次風(fēng)直接卷吸高溫?zé)煔獾牟焕绊?，又出現(xiàn)了夾心風(fēng)。所謂 夾心風(fēng)就是在一次風(fēng)噴口中間豎直地布置一個(gè)二次風(fēng)噴口。夾心風(fēng)的 作用是：1）補(bǔ)充火焰中心的氧氣，同時(shí)也降低了著火區(qū)的溫度，而 對(duì)一次風(fēng)射流外緣的煙氣卷吸作用沒有明顯的影響；2）高速的夾心風(fēng)提高了一次風(fēng)射流的剛度，能防止氣流偏斜，而且增強(qiáng)了煤粉氣流 內(nèi)部的擾動(dòng)，這對(duì)加速外緣火焰向中心的傳播是有利的；3）夾心風(fēng)速度較大時(shí)，一次風(fēng)射流擴(kuò)展角減小，煤粉氣流擴(kuò)散減弱，這對(duì)于減 輕和避免煤粉氣流貼壁，防止結(jié)渣有一定作用；4 ）可作為變煤種、變負(fù)荷時(shí)燃燒調(diào)整的手段之一。如前所述，周界風(fēng)或夾心風(fēng)主要是用 來解決煤粉氣流高度集中時(shí)著火初期的供氧問題。數(shù)量約占二次風(fēng)量