固體燃料燃燒習題集

1、1.煤粒的燃燒過程主要包括哪幾個步驟1）煤的加熱與干燥2）析出揮發(fā)份和形成焦炭3）揮發(fā)份著火燃燒（明亮的火焰，占燃燒時間4）焦炭著火燃燒（CO形成藍色火焰，焦炭燃燒占燃燒時間5）灰渣的生成2.根據(jù)多相燃燒反應的化學阻力與物理阻力的對比，可將多相燃燒反應分為（動力燃燒卜（擴散燃燒）和（過渡燃燒）三類。2 .寫出異相化學反應速度的計算式，什么是碳粒的動力燃燒、擴散燃燒與過渡態(tài)燃燒各自的影響因素有哪些焦炭的燃燒速度取決于化學反應本身及氧氣擴散到碳凝面的速度，即他炭的化學反亶性能及量的擴散性能?；瘜W反庾性段主要取決于烈度和黑美的性電.墨度開杳，化爭反應黠力增加一F散怪能瞅決于腐粒的大小及空氣與顆粒上間

2、的相對速度額忖越小.相對速度越大，獷散超強烈.動力健燒I故性能遠近超時化早反應性能時.他姿速度取決于化半疑應性證.也與擴散能力無關.此時，如散曲力祝娶.嘏表皿有足氧的氧氣.阻嗎燃燒的是不密電速遞行化學反胸.如煤粉的居淳地說.能主要取決于鯉度和焦炭的性腑，溫度升高，化學反應能力增加；蛇酸性法取洪7顆粒的大小及空氣與顆粒之間的相對地吃,再秘越小,相對速度越火.獷散越強烈.他學反注性斯選超廿或在魚舟,燃燒建便取決千獷Rfc住能.而耳化學反應腔力無美，此髓，化學反應熊力很強，只姿就氣獷的到碳表而.就能在即燃蟒旗，即硝燧除的丹軾氣供給不是.|層狀燃牖.焦炭的邂燒速度取決f化學反應本身及氧氣學酸到夠表面的

3、速度，即焦炭的化學反應性能段裳的措故性能.化學反應性能主要取決溫度和恚衰的性質，溫度升限.化學反應能力增加；蚌散性能取決于飄粒的大小及空氣與飄松之間的相對速度”發(fā)粒也小.相對速度越大,擴散越卷舞.對探feg當哀量過程處于獷妣映與動力電燒兩鐘嵌漫情況之間時,|投散能力和化學反應能力相差不大，破的電胡速度與獷散能力利化學反應能力撲;有關累3 .顆粒直徑、溫度和顆粒與氣流之間的相對速度對燃燒區(qū)域（動力區(qū)、擴散區(qū)）的影響是什么顆粒直徑doj,Sm=b/kT燃燒反應向動力區(qū)移動；當溫度TT,exp（-Ea/RT）T,晶巾/kJ,燃燒反應向擴散區(qū)移動；當氣流與煤炭顆粒之間相對速度ReT,Sm=b/kT反應

4、向動力區(qū)移動簡述碳顆粒燃燒的兩種機理。碳燃燒過程中的氧化反應和氣化反應是什么iC0 4-0, =1 ；00 : *-71 kJ mM二次 K Jl (120O)m +c =忒T前而第史；濕度推緩提二J.曼 燒再次轉入1J散控制反應，燃燒攵轉入 3:動力控河第3段溫度褪離， 碟球表面發(fā)生氣化度力B反涯動，化然悵招生第根控發(fā)應 ” 通過提高氣流與固體顆粒之間相對速度來強化燃燒的原理是什么在什么情況下適用1113713c0.6答：原理：根據(jù)式Nuzl20.37PrRe,可以看出，提高氣流速度與固體之間相對速度即增大Re,有利于傳質，相當于適當提高氧氣的濃度。這對于燃燒處于擴散區(qū)時較為適用。試分析大碳

5、粒異相燃燒主要過程、機理及特點強化煤炭燃燒有哪些途徑大碳粒燃燒的主要過程：氣相反應介質向碳顆粒外表面反應表面?zhèn)鬟f；氣相反應介質由碳顆粒外表面向顆粒內(nèi)反應表面?zhèn)鬟f；氣相反應介質吸附到反應表面；表面化學反應；反應產(chǎn)物從反應表面脫附；反應產(chǎn)物由反應表面向顆粒外表面?zhèn)鬟f；反應產(chǎn)物由顆粒外表面向氣相中的傳遞。機理：低溫區(qū)一一沿氧化反應的動力曲線進行；10001100c左右一一按擴散曲線進行；繼續(xù)提高溫度一一按還原反應動力曲線進行，燃燒速度隨溫度的升高而急劇增加；再提高溫度當溫度足夠高時一一將按擴散曲線進行。特點：異相反應：反應不僅發(fā)生在外表面，而且在碳粒內(nèi)孔隙表面進行；對于碳的燃燒，溫度始終有顯著影響；

6、不同溫度段，碳的燃燒反應機理不同。強化途徑：碳粒的粒徑同下降，燃燒表面積大大增加，燃盡所需時間。下降（成平方關系）一-粉狀燃燒；氧氣濃度C0增加，則燃盡所需時間。下降，可強化燃燒一一富氧燃燒；加大風速，使擴散系數(shù)增加，則燃盡所需時間下降，可強化燃燒一一強制通風；減少顆粒中灰的含量Aar：則燃盡所需時間下降一一低灰優(yōu)質燃燒一一選煤技術；提高燃燒溫度，可使反應速率常數(shù)增加，則燃盡所需時間下降一一爐拱技術。碳粒的燃盡時間及其與哪些因素有關煤粉燃燼階段屬于什么燃燒區(qū)，此階段應采取什么樣的強化燃燒手段動力燃燒區(qū)提高空氣過量系數(shù)，碳粒燃盡時間降低；減少碳粒直徑，燃盡時間降低，但是對煤層燃燒時，煤的粒徑不能

7、太小，否則會影響氧化劑與煤的混合，降低氧的擴散速率；氧氣濃度C0增加，則燃盡所需時間。下降；加大風速，使擴散系數(shù)增加，則燃盡所需時間下降；提高燃燒溫度，可使反應速率常數(shù)增加，則燃盡所需時間下降；減少顆粒中灰的含量Aar,則燃盡所需時間下降。請給出煤炭燃燒過程煤從進入爐膛到燃燒完畢，一般經(jīng)歷四個階段：水分蒸發(fā)階段，當溫度達到，105c左右時,水分全部被蒸發(fā)；揮發(fā)物著火階段，煤不斷吸收熱量后，溫度繼續(xù)上升，揮發(fā)物隨之析出，當溫度達到著火點時，揮發(fā)物開始燃燒。揮發(fā)物燃燒速度快，一般只占煤整個燃燒時間的1/10左右；焦碳燃燒階段，煤中的揮發(fā)物著火燃燒后，余下的碳和灰組成的固體物便是焦碳。此時焦碳溫度上

8、升很快，固定碳劇烈燃燒，放出大量的熱量，煤的燃燒速度和燃燼程度主要取決于這個階段；燃燼階段，這個階段使灰渣中的焦碳盡量燒完，以降低不完全燃燒熱損失，提高效率。1 .煤層燃燒的主要過程是什么如何提高其燃燒效率過程：煤的預熱；水分析出；揮發(fā)份析出；揮發(fā)份著火及燃燒；焦炭的著火和燃燒；焦炭的燃燼。提高燃燒效率的措施：分段送風，按煤的不同燃燒過程需要風量合理配風及送風：分段送風（分倉送風），按煤的不同燃燒過程需要風量合理配風及送風，寬度均勻送風；提高爐膛溫度：加前后爐拱，確保前部適時穩(wěn)定的著火，后部保溫促燃；加二次風，增加爐內(nèi)氣體擾動，利于混合與燃燼；合理的煤層厚度和爐排行進速度。層燃二次風的作用加二

9、次風，增加爐內(nèi)氣體擾動，利于混合與燃燼說明鏈條爐燃燒的特點特點一有限著火”由于新添加的煤不是落在已燃燒的燃料層上，而是落在剛由下部轉入爐膛的冷爐排上，從爐排下經(jīng)新煤層鼓入爐膛的是溫度不高的空氣，新煤層無法從下部得到熱量，只能依靠上部高溫煙氣及爐墻等的輻射，實現(xiàn)預熱、干燥、著火等過程特點二燃燒具有區(qū)域性1預熱干燥區(qū)2揮發(fā)分析出與燃燒區(qū)3a焦炭氧化層區(qū)3b焦炭還原區(qū)4灰渣燃盡區(qū)分析煤粉爐燃燒的原理、優(yōu)缺點及對煤粉的要求原理：是將煤磨細到一定的細度（2070m）的煤粉，被預熱空氣連續(xù)不斷地送入爐內(nèi)，使其在懸浮運動過程中完成燃燒反應，并能形成象氣體燃料那樣的具有明顯輪廓的火炬。由于顆粒很小，煤粉與空氣

10、的接觸面積大大增加，二者混合好，容易著火，燃燒劇烈，燃盡綠高，過量空氣系數(shù)較低，熱效率高。特點：可以大量地使用難著火或質量較差的燃料，如劣質煤和煤屑，甚至可以摻用一部分無煙煤和焦炭，煤種適應性廣，最好使用揮發(fā)分高的煤，同時控制原煤的含水量；煤磨成煤粉（2070微米），增加了反應表面積（幾百倍），促進混合擴散，顯著地改善了煤粉和空氣在爐膛中的混合和著火條件，有利于燃燒，強化了燃燒強度，并有利于氣體輸送；燃燒速度快，爐溫高，爐溫容易調節(jié)，便于燃燒過程組織的機械化與自動化；燃燼效率高（9799%）;分級送風：一次空氣用來輸送煤粉，約占1520%,二次空氣直接進入爐內(nèi)，可預熱，利于回收余熱和節(jié)約燃料；

11、在煤粉爐內(nèi)，燃料和煙氣的停留時間是相同的；容量不受限制。懸浮燃燒一次風與二次風的作用一次風份額確定原則一次風份額過大或過小對煤粉懸浮燃燒的影響一次風：將煤粉送入爐膛，并供給煤粉著火階段中揮發(fā)份燃燒所需的氧量，占全部燃燒空氣量的1530%二次風：在煤粉氣流著火后與其充分混合，供給煤粉中焦炭和殘留揮發(fā)份燃燒所需的氧量，保證煤粉的完全燃燒根據(jù)揮發(fā)份多少來確定一次空氣比例；一次風風率增大，煤粉氣流著火所需熱量增加，著火延遲。一次風過小，不利于燃料的混合與燃燒，容易造成不完全燃燒損失。影響煤粉氣流著火、燃燒、燃盡、結渣的主要因素有哪些如何改善著火1. 燃煤特性：揮發(fā)份越高的煤，著火所需熱量越少，火焰?zhèn)鞑?/p>

12、速度越高，著火越容易、穩(wěn)定；水分、灰分越高，著火所需熱量越多，著火越困難；灰分高的煤，其火焰?zhèn)鞑ニ俣仍降?，著火越不穩(wěn)定。2. 煤粉氣流的初始溫度：煤粉氣流初始溫度越高，著火所需熱量越少，著火越容易，益采用熱風送粉。3. 煤粉細度：煤粉越細，溫升越快，著火越容易；同時，由于煤粉表面積大，燃燒釋放的熱量越多，著火越迅速。4. 一次風風率：一次風風率為一次風量占爐膛總風量（包括爐膛漏風在內(nèi)）的百分比。一次風風率增大，煤粉氣流著火所需熱量增加，著火延遲。對于著火困難的煤，一次風風率應選得很低，但是必須滿足輸送煤粉及煤粉著火后燃燒的需要。5. 著火區(qū)的煙氣溫度：著火區(qū)煙氣溫度越高，著火越迅速穩(wěn)定，需合理

13、布置二次風噴口及提高其溫度。6. 爐內(nèi)高溫煙氣組織：組織好爐內(nèi)高溫煙氣的合理流動是改善著火性能的重要措施，如采用四角切圓燃燒或旋流燃燒等可改善著火條件。燃燒1. 保持足夠高的爐膛溫度，但是不能引起結焦；2. 二次風的噴入應保證使其適時與煤粉氣流混合：過早混合不利于著火，過遲則影響燃燒；3. 在燃燒區(qū)域內(nèi)組織良好的空氣動力場，促使煤粉與空氣強烈、均勻地混合。燃盡煤粉燃燼區(qū)域在爐膛上部，此處溫度低，O2濃度低，燃燒進行緩慢。因此，需采取以下措施，保證煤粉燃盡：1. 保持適當大小的過量空氣系數(shù)，使爐膛出口仍有一定量的氧；2. 煤粉過粗不利于著火和燃盡，粒度仍盡可能均勻；3. 合理選擇爐膛容積熱負荷，

14、保證足夠大的爐膛容積。4. 合理選取爐膛斷面熱負荷，在不致引起結渣的前提下保持爐膛出口處具有較高的溫度；5. 盡可能創(chuàng)造條件，加強火焰后期的混合。結渣原因：1. 火焰貼近受熱面時，高溫煙氣中的灰粒仍呈熔融狀態(tài)；2. 火焰直接沖刷受熱面。控制結渣具體措施：1.燃燒設備設計方面的技術措施：a選擇一個良好的爐膛形式、高度及截面尺寸，布置足夠的受熱面來冷卻高溫煙氣，即確定合適的爐膛容積熱負荷和爐膛斷面熱負荷，使高溫煙氣貼近受熱面時溫度降低至灰的熔融溫度以下，避免燃燒強度過高或火焰直接沖刷水冷壁上造成結渣；b燃燒器應該具有合理的結構并得到合理的布置，防止氣流貼壁發(fā)展造成結渣。1.燃燒設備運行方面的技術措

15、施：a保證各燃燒器的風量分配均勻、煤粉分配合理。合理組織一、二次風，形成良好的氣流結構，保證火焰不直接沖刷受熱面；b保持爐膛出口過量空氣系數(shù)a”為最佳值。a過低，爐內(nèi)局部區(qū)域的不完全燃燒會造成還原性氣氛，將使灰熔點降低，易導致結渣；c鍋爐盡量不要超負荷運行，否則容易由于爐溫升高導致嚴重結渣。煤粉爐燃燒器基本要求是什么常用煤粉燃燒器有幾類為什么大型煤粉鍋爐，宜采用矩形噴口直流射流燃燒器旋流式粉煤燃燒器：蝸殼型旋流式燃燒器，分為單蝸殼、雙蝸殼和三蝸殼型；葉片型旋流式粉煤燃燒器，分為切向葉片型和軸向葉片型直流式煤粉燃燒器：按一、二次風噴口的布置方式分為均等配風、分級配風和側二次風等。煤粉爐燃燒的基本

16、要求：組織良好的空氣動力場，使煤粉氣流能夠及時穩(wěn)定地著火；著火以后，一、二次風能及時合理混合，確保較高的燃燒效率；爐內(nèi)溫度場及熱負荷均勻，火焰在爐內(nèi)的充滿程度好，且不會沖墻貼壁，避免結渣和高溫腐蝕；有較好的燃料適應性和負荷調節(jié)范圍，運行可靠；阻力較??；能減少NOx的生成，減少對環(huán)境的污染。對于大型煤粉鍋爐，爐膛的深度和寬度較大，宜采用矩形噴口燃燒器。因為由于大型煤粉鍋爐爐膛深度和寬度較大，必須保證射流具有足夠的穿透深度，因此，射流衰減速度必須降低。為了減弱射流速度的衰減，宜采用直流式煤粉燃燒器。根據(jù)動量守恒原理，射流每個斷面上的動量總和不變，射流范圍擴大，卷入射流的氣體量增加，射流流速就會衰減

17、。但是，如果繼續(xù)降低射流的衰減速度，則可采用噴口是扁矩形的噴口燃燒器，此時起主要作用的是矩形兩個短邊，擴散角很小，只能從氣流外邊緣的邊界層卷吸熱煙氣，射流卷吸能力差，被帶入射流的周圍氣體數(shù)量少，早期混合較弱；燃燒器結構簡單，通風阻力小，氣流出口速度高，射流動量大，剛性大，衰減較慢，射流穿透深度大，氣流在爐內(nèi)的后期混合較好。改進煤粉燃燒的措施有哪些一、二次空氣的比例要合適，考慮兩個方面：一次風攜帶煤粉噴入燃燒室或窯爐并供逸出的揮發(fā)分燃燒（15%-30%）;二次風供給焦炭和殘留揮發(fā)分燃燒所需的氧量，保證完全燃燒。煤粉制備系統(tǒng)的設計要求及窯爐的特點。一、二次空氣的溫度一次風的溫度W150C,以防止煤

18、粉發(fā)生爆炸；二次風的溫度不受限制（盡量高）?？刂七m當?shù)倪^剩空氣系數(shù)過?？諝庀禂?shù)一般為?？刂坪线m的一次風噴出速度，組織良好的空氣動力場，促使煤粉與空氣強烈、均勻地混合。制備細度合格、粒度均勻的煤粉20-70揮發(fā)分高的煤或質地疏松的煤，其粒度可以稍大些；無煙煤或硬質煤，粒度就要小些。煤粉細度一般控制為方孔篩篩余8%-15%左右。試簡述旋風燃燒的原理及優(yōu)缺點原理：利用旋風分離器的工作原理，使燃料空氣流沿燃燒室內(nèi)壁的切線方向，以高達100200m/s的速度作旋轉運動。較細的煤粉在旋風筒中作懸浮燃燒，較大的顆粒在離心力的作用下甩向筒壁，燃料顆粒在強烈旋轉氣流中和空氣緊密接觸、良好混合，迅速著火燃燒。特點

19、：改善了燃料和空氣的混合條件，大大增加了相對速度，顯著延長了燃料在爐內(nèi)的停留時間，擴散摻混和燃燒過程強烈，燃燒效率高達99%以上；可在低過量空氣下燃燒；可燃用粗煤粉（R90=6570%）;燃燒強度大，爐內(nèi)熱負荷高達1225X106kJ/m3,所以可大大減小爐膛體積；燃燒溫度高，煙氣中NOx濃度高；由于燃燒溫度高，所以采用液態(tài)排渣，從而帶來液態(tài)排渣的問題：析鐵、氫爆危險、高溫腐蝕、粘結灰等。試簡述沸騰燃燒的原理及特點原理：利用空氣動力使煤在沸騰床層內(nèi)以流化態(tài)形式完成燃燒、傳熱和傳質的反應過程。沸騰燃燒所燃用的煤的粒度一般為870mm以下（平均粒徑2mm）,大部分為3mm的碎屑。運行時，剛加入的煤

20、粒受到氣流的作用而迅速與灼熱料層中的灰渣粒子強烈混合，并與之一起上下翻滾運動，從而迅速升溫并著火燃燒。特點：低溫燃燒，在8501050c的溫度范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定、高效燃燒，燃燒效率達99%。同時，燃燒所需空氣可以分一、二次風分別供給，分段組織燃燒，可以控制NOx排放，NOx排放低；燃料適應性好，可燒劣質燃料；將石灰石噴入床內(nèi)，可爐內(nèi)脫硫，脫硫效率高達80-90%,SOx排放低；負荷調節(jié)范圍大；爐內(nèi)傳熱、傳質強，溫度均勻性好；磨損大，飛灰多，需要除塵裝置。為什么沸騰燃燒具有燃料適應性廣的特點燃料適應性廣，可以燃燒劣質煤（熱值低的石煤、煤肝石、劣質煙煤和劣質無煙煤、劣質褐煤），原因是鼓泡床中有大量的熾熱料層作為熱源，相比床料來說，新加入的煤量很少（5%）,床層內(nèi)煤粒和床料在沸騰段內(nèi)劇烈混合，很容易加熱到著火溫度；沸騰段碳量分布均勻，空氣和煤粒的混合和接觸情況良好；煤粒在沸騰段停留時間長。為何要控制沸騰爐燃燒的氣流速度氣流速度降低，造成的夾帶和揚析減少，以減少飛灰熱損失，提高燃燒效率；氣流速度降低,有利于減少料層內(nèi)的混合強度，降低顆粒之間的摩擦，這樣可以一定程度上控制小顆粒的產(chǎn)生機會；氣流速度降低，有利于降