燃燒原理及設(shè)備-煤燃燒的基本原理及燃燒過程(鍋爐設(shè)備運(yùn)行)

燃燒風(fēng)煙系統(tǒng)學(xué)習(xí)單元一煤燃燒的基本原理學(xué)習(xí)單元二煤粉氣流燃燒及強(qiáng)化模塊三燃燒風(fēng)煙系統(tǒng)學(xué)習(xí)單元二煤粉氣流燃燒及強(qiáng)化

煤粉氣流的著火與強(qiáng)化1.煤粉氣流的燃燒與強(qiáng)化2.煤粉氣流的燃盡與強(qiáng)化3.煤粉氣流燃燒及強(qiáng)化煤粉氣流開始著火的溫度稱為著火溫度。煤粉氣流從初始溫度加熱至著火溫度的過程稱為著火過程，該過程吸收的熱量稱為著火熱。它包括：加熱煤粉和一次風(fēng)熱量煤粉中水分蒸發(fā)和過熱所需熱量它來源于：高溫?zé)煔獾膶?duì)流熱爐內(nèi)高溫火焰的輻射熱以高溫?zé)煔馀c煤粉之間的對(duì)流換熱為主。著火過程的影響因素及強(qiáng)化措施：⑴燃煤性質(zhì)揮發(fā)分高的煤，所需著火熱少，著火容易

灰分多的煤，著火速度慢。水分多的煤，著火需要的熱量就多。(2)煤粉細(xì)度煤粉越細(xì)，著火越快。(3)一次風(fēng)溫提高一次風(fēng)溫可以減少著火熱，加快著火。難著火的無煙煤、劣質(zhì)煤或某些貧煤，應(yīng)適當(dāng)提高空氣預(yù)熱器出口的熱風(fēng)溫度，并采用熱風(fēng)作為一次風(fēng)輸送煤粉。⑷一次風(fēng)量和風(fēng)速一次風(fēng)量愈大，著火所需熱量愈大，使著火推遲，并影響煤粉完全燃燒。但一次風(fēng)量太小，煤粉著火燃燒初期得不到足夠的氧氣將限制燃燒過程的發(fā)展。1.煤粉氣流的著火與強(qiáng)化三、煤粉氣流燃燒及強(qiáng)化

一次風(fēng)機(jī)1一次風(fēng)機(jī)2熱風(fēng)母管三次風(fēng)管

一次風(fēng)速過高，煤粉氣流的容積流量大，需要的著火熱多，使著火推遲，著火也不穩(wěn)定；一次風(fēng)速過低，著火點(diǎn)離噴口太近，可能燒壞燃燒器或引起燃燒器附近結(jié)渣，煤粉管道堵塞等故障。⑸著火區(qū)的爐溫著火階段處于動(dòng)力燃燒區(qū)，提高著火區(qū)的爐溫可加速著火。影響著火區(qū)爐溫的因素較多，如爐膛熱強(qiáng)度、爐內(nèi)散熱條件、鍋爐運(yùn)行負(fù)荷等。鍋爐負(fù)荷降低，爐溫降低，著火區(qū)溫度也降低，低到一定程度時(shí)，就將危及著火穩(wěn)定性，甚至造成滅火。對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐，在沒有采取穩(wěn)燃措施的條件下，其最低運(yùn)行負(fù)荷一般高于70%額定負(fù)荷。在燃用低揮發(fā)分煤時(shí)，敷設(shè)衛(wèi)燃帶。⑹煤粉氣流著火周界面煤粉氣流與煙氣接觸周界面愈大，傳熱量愈多，著火愈快。將燃燒器噴口的高寬比加大，或使氣流旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散，可增大著火周界面。三、煤粉氣流燃燒及強(qiáng)化

少量粗煤粉接近擴(kuò)散燃燒工況，大部分煤粉處于過渡燃燒工況。強(qiáng)化燃燒過程既要加強(qiáng)氧的擴(kuò)散混合，又不得降低爐溫，具體措施有：⑴合理送入二次風(fēng)煤粉氣流著火后放出大量的熱，爐溫迅速升高，火焰中心溫度可達(dá)1500～1600℃，燃燒速度很快。及時(shí)供應(yīng)二次風(fēng)并加強(qiáng)一、二次風(fēng)的混合是強(qiáng)化燃燒的基本途徑。若二次風(fēng)混入過遲，氧量供應(yīng)不足，燃燒速度減慢，可燃?xì)怏w未完全燃燒熱損失增加；二次風(fēng)混入過早，著火熱增加，著火推遲。二次風(fēng)混入的時(shí)間與煤種和燃燒器型式有關(guān)。在燃用低揮發(fā)分煤時(shí)，二次風(fēng)應(yīng)該在煤粉氣流著火后，隨燃燒過程的發(fā)展分期分批送入。⑵較高的二次風(fēng)速二次風(fēng)除及時(shí)供氧外，還起混合擾動(dòng)作用。二次風(fēng)速一般均高于一次風(fēng)速。較高的二次風(fēng)速，可提高煤粉與空氣的相對(duì)速度，增強(qiáng)混合，強(qiáng)化燃燒。但是二次風(fēng)速不能比一次風(fēng)速大得過多，否則會(huì)迅速吸引一次風(fēng)，使二次風(fēng)與煤粉混合提前，影響煤粉氣流的著火。

2.煤粉氣流的燃燒與強(qiáng)化三、煤粉氣流燃燒及強(qiáng)化

⑶合理組織爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況組織好爐內(nèi)高溫?zé)煔獾暮侠砹鲃?dòng)，使更多的煙氣回流到煤粉氣流的著火區(qū)，增大煤粉氣流與高溫?zé)煔獾慕佑|周界。煤粉在懸浮狀態(tài)下燃燒，空氣與煤粉的相對(duì)速度很小，混合條件不理想，合理組織爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況，促進(jìn)煤粉和空氣混合，能有效提高燃燒速度。⑷保持較高的爐溫保持較高的爐溫：強(qiáng)化著火，而且強(qiáng)化煤粉燃燒、燃盡。爐膛溫度高，有利于對(duì)煤粉的加熱，著火時(shí)間可提前，爐膛溫度高，燃燒迅速，也容易達(dá)到燃燒完全。爐膛溫度也不能太高，要注意防止?fàn)t膛結(jié)渣和過多的NOx形成問題。

2.煤粉氣流的燃燒與強(qiáng)化三、煤粉氣流燃燒及強(qiáng)化

大部分煤粉都在燃燒區(qū)燃盡，只剩少量粗炭粒在燃盡區(qū)繼續(xù)燃燒。

燃盡區(qū)的強(qiáng)化主要靠延長煤粉氣流在爐內(nèi)的停留時(shí)間來保證。具體措施有：

⑴選擇適當(dāng)?shù)臓t膛容積和高度，保證煤粉在爐內(nèi)停留時(shí)間。

⑵強(qiáng)化著火與燃燒區(qū)的燃燒，使著火與燃燒區(qū)火炬行程縮短，在一定爐膛容積內(nèi)等于增加了燃盡區(qū)的行程，延長了煤粉在爐內(nèi)的燃燒時(shí)間。⑶改善火焰在爐內(nèi)的充滿程度?；鹧嫠既莘e與爐膛的幾何容積之比稱為火焰充滿程度。充滿程度愈高，爐膛有效容積愈大，可燃物在爐內(nèi)實(shí)際停留時(shí)間愈長。⑷保證煤粉細(xì)度，提高煤粉均勻度。煤粉越細(xì)，燃燒速度越快，煤粉完全燃燒所需的時(shí)間就越短。在燃用低揮發(fā)分煤時(shí)，應(yīng)將煤磨得細(xì)些。

3.煤粉氣流的燃盡與強(qiáng)化三、煤粉氣流燃燒及強(qiáng)化

作業(yè)

:煤粉良好燃燒的條件是什么？煤粉燃燒可分為哪幾個(gè)溫度區(qū)域？如何強(qiáng)化煤的燃燒？燃燒風(fēng)煙系統(tǒng)學(xué)習(xí)單元一煤燃燒的基本原理學(xué)習(xí)單元二煤粉氣流燃燒及強(qiáng)化模塊三燃燒風(fēng)煙系統(tǒng)學(xué)習(xí)單元一煤燃燒的基本原理任務(wù)1、了解煤粉氣流燃燒過程任務(wù)2、熟悉煤粉迅速完全燃燒的條件任務(wù)3、掌握煤粉氣流燃燒強(qiáng)化措施單元一燃料燃燒原理燃燒：燃料中可燃物質(zhì)與空氣中氧發(fā)生強(qiáng)烈化學(xué)反應(yīng)，并放出大量熱量的過程。燃燒反應(yīng)生成的物質(zhì)稱為燃燒產(chǎn)物。

著火前的準(zhǔn)備階段1.燃燒階段2.燃盡階段3.煤粉氣流燃燒過程

煤粉氣流噴入爐內(nèi)至著火這一階段為著火前準(zhǔn)備階段。此階段內(nèi)，煤粒中水分蒸發(fā)，揮發(fā)分析出。⑴著火前的準(zhǔn)備階段⑵燃燒階段揮發(fā)分著火燃燒，煤粒首先局部著火，然后擴(kuò)展到整個(gè)表面燃燒。⑶燃盡階段少量殘?zhí)康睦^續(xù)燃燒。爐膛對(duì)應(yīng)的三個(gè)區(qū)域，即著火區(qū)、燃燒區(qū)與燃盡區(qū)。由于燃燒的三個(gè)階段不是截然分開的，因而，對(duì)應(yīng)的三個(gè)區(qū)也沒有明確的分界線。但大致可認(rèn)為:燃燒器出口附近是著火區(qū)；爐膛中部及噴燃器同一水平的區(qū)域以及稍高的區(qū)域是燃燒區(qū)；高于燃燒區(qū)直至爐膛出口的區(qū)域都是燃盡區(qū)。著火區(qū)很短，燃燒區(qū)燃料放熱最多，而燃盡區(qū)最長。

燃燒速度及其影響因素1.燃燒程度2.迅速完全燃燒的條件3.煤粉迅速完全燃燒的條件1.燃燒速度及其影響因素燃燒速度wr是指單位時(shí)間內(nèi)燒掉的燃料量。煤粉的燃燒速度關(guān)鍵是炭粒的燃燒速度。它取決于兩方面因素：炭和氧的化學(xué)反應(yīng)速度氧的擴(kuò)散速度化學(xué)反應(yīng)速度取決于參加反應(yīng)的原始反應(yīng)物的性質(zhì)，同時(shí)與溫度、濃度和壓力有關(guān)。其中溫度的影響最大。氧的擴(kuò)散速度是指單位時(shí)間向炭粒單位表面輸送的氧量二、煤粉迅速完全燃燒的條件

影響因素：氧的濃度，炭粒直徑，氣流與炭粒的相對(duì)速度。增大炭粒與周圍氧化介質(zhì)的相對(duì)速度，氧的擴(kuò)散速度增大；減小炭粒尺寸，也可增大氧的擴(kuò)散度。在爐內(nèi)燃燒過程中，煤粉的燃燒速度主要與溫度和氧的擴(kuò)散速度有關(guān)。燃燒過程三個(gè)區(qū)域：動(dòng)力燃燒區(qū)：提高溫度可提高燃燒速度。擴(kuò)散燃燒區(qū)：在擴(kuò)散燃燒區(qū)內(nèi)，改善擴(kuò)散混合條件，加大氣流與煤粉的相對(duì)速度，或減小煤粉粒度都可提高燃燒速度。過渡燃燒區(qū)：化學(xué)反應(yīng)速度和氧的擴(kuò)散速度都對(duì)燃燒速度有影響。因此，既要改善化學(xué)反應(yīng)條件，提高反應(yīng)系統(tǒng)溫度；又要改善氧的擴(kuò)散混合條件，才能使燃燒速度加快。二、煤粉迅速完全燃燒的條件

多相燃燒速度變化圖2.燃燒程度燃燒程度即煤粉燃燒完全的程度，它可用燃燒效率來表示：ηr=10