鍋爐設備第四講 煤粉燃燒及燃燒器

鍋爐設備第四講煤粉燃燒及燃燒設備第一局部燃料一、煤的成分及分析基準一般通過元素分析和工業(yè)分析

來確定煤中各組成成分的含量?！惨弧趁旱脑胤治龀煞帧惨弧趁旱脑胤治龀煞帧?〕硫〔S〕硫的含量一般不超過2％，個別煤種含量高達3％～10％。1kg硫完全燃燒時可放出約9040kJ的熱量。硫是煤中有害的可燃元素。〔4〕氧〔O〕和氮〔N〕〔5〕水分〔M〕各煤種的水分含量差異很大，少的僅2％左右，多的可達50％～60％。水分的含量一般隨煤的地質年代的延長而減小，同時也受開采方法、運輸和儲存條件的影響?！?〕灰分〔A〕灰分是煤燃燒后剩余的不可燃礦物雜質，它與燃燒前煤中的礦物質在成分和數(shù)量上有較大區(qū)別?；曳值暮吭诟髅悍N中的變化很大，少的只有4％～5％，多的高達60％～70％。從燃燒的穩(wěn)定性和運行的平安性考慮，燃煤的灰分不宜超過40％?！捕趁旱墓I(yè)分析〔二〕煤的工業(yè)分析〔3〕固定碳〔FC〕和灰分〔A〕原煤試樣除掉水分，析出揮發(fā)分后，剩余局部就是焦炭，焦炭由固定碳和灰分組成。測定方法是：將焦炭放入箱形電爐內；在815±10℃的溫度下灼燒2h，固定碳根本燒盡，取出冷卻至室溫，這時焦炭所失去的質量就是固定碳的質量，剩余局部那么是灰分的質量。而這兩個質量各占原煤試樣質量的百分數(shù)，就分別是煤樣的固定碳和灰分的含量。3．煤的成分分析基準煤中的成分是以質量百分數(shù)表示的。由于煤中的水分和灰分含量常隨開采、運輸、儲存等因素的變化而變化，即使同一種煤，由于水分和灰分的變化，其他成分的含量也就隨之變化，因此在給出煤中的成分含量時，應注明其分析基準才有實際意義。常用的分析基準有收到基、空氣枯燥基、枯燥基和枯燥無灰基四種，相應的表示方法是在各成分符號右下角加角標ar、ad、d、daf。3．煤的成分分析基準二、煤的主要特性1．煤的發(fā)熱量發(fā)熱量是煤的重要特性之一，單位質量的煤完全燃燒時所放出的熱量，稱為煤的發(fā)熱量，包括高位和低位發(fā)熱量；用Q表示，以kJ/kg為單位。

Qar,net標準煤

：Qar,net=29270KJ／kg的煤稱標準煤。2．灰的熔融性

用灰的變形溫度DT、軟化溫度ST和液化溫度FT來表示。二、煤的主要特性變形溫度DT—灰錐頂端變圓或開始彎曲時的溫度，℃；軟化溫度ST—灰錐彎曲并觸及托板或整個灰錐變成半球形時的溫度，℃；液化溫度FT—灰錐完全溶化成液態(tài)并能在托板上流動時的溫度，℃。

為防止爐膛出口附近的受熱面上結渣，應使爐膛出口煙氣溫度比灰的軟化溫度ST低50～100℃。三、動力煤的分類三、動力煤的分類三、動力煤的分類第二局部燃燒原理一、煤粉氣流燃燒過程一、煤粉氣流燃燒過程

特點：水分蒸發(fā)、揮發(fā)分析出?！?〕燃燒階段特點：揮發(fā)分燃燒、碳燃燒?！?〕燃盡階段特點：殘?zhí)祭^續(xù)燃燒一、煤粉氣流燃燒過程煤燃燒的主要階段：揮發(fā)份釋放及大局部燒掉所占時間約為總燃燒時間的十分之一，絕大局部時間為焦碳的燃燒。一般認為是串聯(lián)，也有交叉過程。二、煤粉迅速完全燃燒的條件

〔l〕相當高的爐內溫度〔2〕供給充足而又適宜的空氣量〔3〕燃料和空氣的充分混合〔4〕足夠的爐內停留時間

三、煤粉氣流的燃燒

2、風量變化對燃燒的影響〔1〕一次風與二次風一次風量：三、煤粉氣流的燃燒

三、煤粉氣流的燃燒

三、煤粉氣流的燃燒

三、煤粉氣流的燃燒〔2〕三次風、周界風、夾心風三次風：三次風對燃燒有明顯的不利影響：三、煤粉氣流的燃燒

周界風：周界風的作用

三、煤粉氣流的燃燒

三、煤粉氣流的燃燒

〔1〕組織強烈的煤粉與高溫煙氣的混合。〔2〕提高一次風溫、采用適宜的一次風量和風速?！?〕采用較細較均勻和敷設衛(wèi)燃帶。煤粉氣流的燃燒與強化。2．煤粉氣流的燃燒與強化

〔1〕合理的送入二次風?！?〕較高的二次風溫和風速；〔3〕合理組織爐內空氣動力工況?！?〕保持較高的爐溫。3．煤粉氣流的燃盡與強化〔1〕提高一次風氣流的煤粉濃度?！?〕提高煤粉氣流的初溫。〔3〕提高煤粉顆粒細度?！?〕在難燃煤中參加易燃燃料。第三局部燃燒設備一、煤粉燃燒器一、煤粉燃燒器

一、煤粉燃燒器

〔一〕直流燃燒器

1．直流射流的特性

2．直流燃燒器布置及爐內燃燒工況

直流燃燒器通常由一列矩形噴口組成。煤粉氣流和熱空氣從噴口射出后，形成直流射流。〔一〕直流燃燒器直流煤粉燃燒器的一、二次風噴口的布置方式大致上有兩種類型?！?〕均等配風直流燃燒器。〔2〕分級配風直流燃燒器。1、均等配風直流燃燒器1、均等配風直流燃燒器一次風二次風二次風直流噴燃器配風圖1、均等配風直流燃燒器

2．一次風集中布置的分級配風直流式燃燒器二次風分級風一次風二次風圖6-2分級配風圖適用于無煙煤、貧煤和劣質煙煤。

2．一次風集中布置的分級配風直流式燃燒器2．一次風集中布置的分級配風直流式燃燒器3.四角布置直流燃燒器的工作原理

直流噴燃器四角切圓燃燒3.四角布置直流燃燒器的工作原理

直流噴燃器四角切圓燃燒3.四角布置直流燃燒器的工作原理3.四角布置直流燃燒器的工作原理直流噴燃器煙氣卷吸〔二〕旋流燃燒器圖旋轉氣流1．旋流式燃燒器的工作原理

〔二〕旋流燃燒器圖旋轉氣流1．旋流式燃燒器的工作原理

內回流區(qū)外回流區(qū)外回流區(qū)〔二〕旋流燃燒器2．旋流式燃燒器的類型

按照旋流器的結構，旋流式燃燒器可分為蝸殼式軸向葉片式切向葉片式三大類。雙調風旋流式燃燒器

雙調風式燃燒器是把燃燒器的二次風通道分為兩局部，一局部二次風進入燃燒器的內環(huán)形通道，另一局部二次風進入燃燒器的外環(huán)形通道。雙調風旋流燃燒器濃淡型煤粉燃燒器在一次風入口部位連接一個彎頭，作為煤粉濃縮器。一次風管內設置一塊隔板，把一次風管分為上、下兩局部。一次風噴口分為上、下兩個可調角度的噴口。當煤粉氣流通過彎頭時，一次風管隔板上部的通道中形成濃煤粉氣流，而在隔板下部的通道中形成淡煤粉氣流，這兩股煤粉氣流徑上，下兩個噴口射入爐膛。濃煤粉氣流淡煤粉氣流濃淡型煤粉燃燒器圖寬調節(jié)比燃燒器寬調節(jié)比燃燒器噴口結構特點是在噴口出口處裝有擴流器。擴流錐可以增加一次風氣流和回流煙氣的接觸面；三角形擴錐出口的翻邊對增加高溫煙氣的回流作用很大。有的試驗說明，這種燃燒器可在20%負荷下不投油穩(wěn)定燃燒。帶旋風別離器的煤粉燃燒器及其制粉系統(tǒng)三、爐膛1、煤粉爐爐膛的作用爐膛是燃料燃燒和熱交換〔主要是輻射能交換〕的場所保證燃料燃燒完全〔燃料在爐膛內有足夠的停留時間〕布置適宜的受熱面、合理組織爐內熱交換滿足鍋爐容量的要求；同時使煙氣到達爐膛出口時被冷卻到使其后的對流受熱面不結渣和平安工作所允許的溫度爐膛出口的NOX和SOX等排放量應符合環(huán)保要求爐膛結構緊湊，金屬耗量少、；制造、安裝、檢修方便2、影響爐膛設計的主要因素燃料特性、燃燒方式和排渣方式煤粉鍋爐爐膛型式爐膛及燃燒器布置方式Π型爐切向燃燒半開式Π型爐切向燃燒Π型爐對沖（交錯）燃燒Π型爐前墻燃燒W型爐W燃燒

爐膛

型式

排渣方