《大型電站鍋爐設(shè)備及運(yùn)行》技能培訓(xùn)講義幻燈片課件

1、1,大型電站鍋爐設(shè)備及運(yùn)行,華南理工大學(xué)電力學(xué)院,2,綱要,第一講 緒論 第二講 鍋爐燃料 第三講 煤粉制備及其系統(tǒng) 第四講 燃燒理論 第五講 鍋爐的熱平衡 第六講 煤粉爐與燃燒設(shè)備 第七講 鍋爐受熱面及其工作特點(diǎn) 第八講 鍋爐受熱面煙側(cè)運(yùn)行問(wèn)題 第九講 鍋爐水動(dòng)力特性與傳熱 第十講 汽包及蒸汽凈化 第十一講 鍋爐本體的設(shè)計(jì)與布置 第十二講 鍋爐運(yùn)行 第十三講 鍋爐典型事故處理,3,參考書(shū)目,技能培訓(xùn)教材：鍋爐設(shè)備運(yùn)行 電站鍋爐原理 鍋爐設(shè)備及系統(tǒng) 電廠鍋爐原理及設(shè)備 鍋爐設(shè)備及運(yùn)行 鍋爐設(shè)備運(yùn)行及事故處理 火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材及題解（15本） 中華人民共和國(guó)職業(yè)技能鑒定規(guī)范（21本） 職

2、業(yè)技能鑒定指導(dǎo)書(shū)（職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，試題庫(kù)） 火力發(fā)電廠技術(shù)培訓(xùn)與考工試題（青島出版社，7本） 電業(yè)工人技術(shù)問(wèn)答叢書(shū)（華東電業(yè)管理局7本） 火力發(fā)電工人實(shí)用技術(shù)技術(shù)問(wèn)答叢書(shū) 鍋爐設(shè)備運(yùn)行技術(shù)問(wèn)答 汽輪機(jī)運(yùn)行技術(shù)問(wèn)答 汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行技術(shù)問(wèn)答,4,學(xué)習(xí)方法,精讀、研讀本專(zhuān)業(yè)一本理論書(shū) 精讀、研讀一套問(wèn)答 學(xué)會(huì)翻書(shū) 與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)合進(jìn)行有關(guān)問(wèn)題的研究，完成相應(yīng)技術(shù)報(bào)告或論文,5,第一講 緒論,電力工業(yè)的發(fā)展及電力技術(shù) 電廠鍋爐發(fā)展趨勢(shì) 鍋爐的類(lèi)型 電站煤粉鍋爐機(jī)組的構(gòu)成 鍋爐機(jī)組的工作過(guò)程 鍋爐參數(shù)及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),6,1、我國(guó)電力發(fā)展歷史 1949： 50MW 1954： 100MW 高壓 1964： 1

3、25/135MW, 200MW，超高壓 1984： 300MW， 亞臨界 1994： 600MW/700MW 亞臨界、超臨界 2004： 900MW、1000MW 超臨界、超超臨界 2、我國(guó)電力發(fā)展形勢(shì) 高參數(shù)、大容量； 聯(lián)合循環(huán) 流化床鍋爐,7,電站鍋爐發(fā)展趨勢(shì),加快發(fā)展大容量、高參數(shù)機(jī)組 大容量、高參數(shù)機(jī)組可適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要， 電站熱效率高，基建投資、設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用降低； 但大機(jī)組可用率相對(duì)較低，綜合考慮，單機(jī)容量穩(wěn)定在500800MW,1/1,強(qiáng)化煤電環(huán)境保護(hù)，發(fā)展?jié)崈羧济杭夹g(shù) 燃煤的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)(燃煤流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)及整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）和超臨界壓力蒸汽循環(huán)可滿(mǎn)足燃煤、高效、

4、低污染要求,提高運(yùn)行可靠性和靈活性 鍋爐的可靠性涉及到設(shè)計(jì)、設(shè)備制造及安裝、運(yùn)行維護(hù)和生產(chǎn)管理等各個(gè)方面； 運(yùn)行靈活性要求大力發(fā)展中間負(fù)荷機(jī)組，適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰需要（低負(fù)荷，兩班制運(yùn)行）；提高機(jī)組的監(jiān)控水平,8,鍋爐結(jié)構(gòu)介紹,請(qǐng)看動(dòng)畫(huà),9,鍋爐的類(lèi)型,鍋爐的分類(lèi)根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，可有多種分類(lèi)方法，如表所示：,10,鍋爐的類(lèi)型,11,鍋,爐,鍋爐本體,輔助設(shè)備,鍋爐機(jī)組,電站煤粉鍋爐機(jī)組框圖,1/2,12,亞臨界參數(shù)自然循環(huán)燃煤鍋爐,2/2,1-汽包； 2-下降管； 3-分隔屏； 4-后屏； 5-高溫過(guò)熱器； 6-高溫再熱器； 7-水冷壁； 8-燃燒器； 9-燃燒帶； 10-空氣預(yù)熱器； 11-省煤器

5、進(jìn)口集箱；12-省煤器； 13-低溫再熱器； 14-低溫過(guò)熱器； 15-折焰角； 16-排渣裝置,13,冷空氣 煙氣 煙氣 煙氣 煙囪 引風(fēng)機(jī) 除塵器 空氣預(yù)熱器 細(xì)微灰粒 飛灰 （二次風(fēng)） 灰渣溝 原煤 排粉風(fēng)機(jī) （一次風(fēng)） 煙氣 煙氣 給煤機(jī) 磨煤機(jī) 燃燒器 爐膛 水平煙道 尾部煙道 原煤 風(fēng)、粉 風(fēng)、粉 未燃煤粒 灰渣 灰渣 灰渣 灰渣溝 排渣裝置 冷灰斗 未燃煤粒 未燃煤粒,煤、風(fēng)、煙系統(tǒng),1/2,14,汽機(jī)主凝結(jié)水 水 水 汽水混合物 給水泵 省煤器 汽包 汽水分離器 化學(xué)補(bǔ)充水 汽水混合物 下降管 下聯(lián)箱 水冷壁 上聯(lián)箱 導(dǎo)汽管 水 水 水 汽水混合物 汽水混合物 飽和蒸汽 過(guò)熱蒸

6、汽 過(guò)熱器 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)級(jí),汽、水 系 統(tǒng),2/2,15,鍋 爐 參 數(shù),額定蒸發(fā)量 在額定蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料，保證熱效率時(shí)所規(guī)定的蒸發(fā)量，單位為t/h（或kg/s） 最大連續(xù)蒸發(fā)量（大型鍋爐） 在額定蒸汽參數(shù)，額定給水溫度和使用設(shè)計(jì)燃料，長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行所能達(dá)到的最大蒸發(fā)量，單位為t/h（或kg/s ） 蒸汽鍋爐額定蒸汽參數(shù) 在規(guī)定負(fù)荷范圍內(nèi)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行應(yīng)能保證的出口蒸汽參數(shù)， 額定蒸汽壓力（對(duì)應(yīng)規(guī)定的給水壓力），單位是Mpa ； 額定蒸汽溫度（對(duì)應(yīng)額定蒸汽壓力和額定給水溫度 鍋爐效率,1/5,16,我國(guó)電站鍋爐參數(shù)、容量系列,2/5,17,18,鍋爐機(jī)組經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),3/5,熱效

7、率（90%） 凈效率 燃燒效率 式中 Q 1 鍋爐有效利用熱， kJ/kg； Q r 鍋爐在單位時(shí)間內(nèi)所消耗燃料的輸入熱量,kJ/kg； 鍋爐機(jī)組自身所需的熱量，kJ/kg； 鍋爐機(jī)組自身電耗對(duì)應(yīng)的熱量，kJ/kg； 、 鍋爐化學(xué)、機(jī)械未完全燃燒熱損失，%,19,鍋爐連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)（5000） 鍋爐在兩次檢修之間的運(yùn)行小時(shí)數(shù),4/5,鍋爐可用率（約90%） （總運(yùn)行小時(shí)數(shù) + 總備用小時(shí)數(shù)）/ 統(tǒng)計(jì)期間總小時(shí)數(shù)（一年）,鍋爐的事故率（約1%） 鍋爐總事故停爐小時(shí)數(shù)/（總運(yùn)行小時(shí)數(shù) + 事故停爐小時(shí)數(shù)）,鍋爐機(jī)組安全性指標(biāo),20,煙塵及有害氣體排放標(biāo)準(zhǔn),5/5,21,第二講 鍋爐燃料,電站鍋爐燃

8、料選用原則 煤的特性分析 煤的特性對(duì)鍋爐工作的影響 煤的分類(lèi) 鍋爐熱平衡,22,電站鍋爐燃料選用原則,不用高品位燃料：如天然氣、燃油 盡量燃用劣質(zhì)煤等燃料：如煤矸石 盡量燃用當(dāng)?shù)厝剂希喝缈涌陔姀S 電廠審批順序： 優(yōu)先坑口電廠 其次沿海電廠 再次沿江電廠 再沿線電廠,23,鍋爐用燃料,1.固體:燃煤、油頁(yè)巖. 2.液體:重油、渣油(石油煉制后的殘余物)、 點(diǎn)火時(shí)用柴油、輕油、水煤漿. 3.氣體：天然氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣,24,點(diǎn)火用油,主要指標(biāo) 密度 粘度 凝固度 閃點(diǎn) 燃點(diǎn) 發(fā)熱量 含灰量 含硫量,25,煤的工業(yè)分析成分 水分(M)、灰分(A)、揮發(fā)分(V)、固定碳(FC),煤的組成特性,煤

9、的元素分析成分: 碳(C)、氫(H)、氧(0)、硫(S)、氮(N)、水份、灰份,1/8,26,煤的元素分析,C、H、O、N、S、A、W 1.碳(C) a.含量:5090%.是主要可燃元素,含量多少與地質(zhì)年齡有關(guān). 無(wú)煙煤、煙煤、貧煤、褐煤、泥煤、煤矸石 b.形式:固定碳(單質(zhì)狀態(tài)). c.對(duì)運(yùn)行的影響:含碳高的煤不易著火. d.發(fā)熱量: 32700kj/kg. 2.氫(H) a.含量:36% 隨地質(zhì)年齡升高而降低. b.形式:與氧結(jié)合生成水,或成為有機(jī)物. c.運(yùn)行:含量越高,越容易燃燒. d.發(fā)熱量:120103kj/kg.,27,硫(S),a.含量: 一般為11.5%.無(wú)煙煤、貧煤、劣質(zhì)煙

10、煤可達(dá)38% b.形式: 可燃硫: 有機(jī)硫、黃鐵礦硫（FeS2) 灰分中硫: 硫酸鹽硫 c.運(yùn)行: 二氧化硫,三氧化硫腐蝕設(shè)備,含有氧化硫的煙對(duì)人畜有害. 對(duì)水冷壁、過(guò)熱器的腐蝕,對(duì)空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕. 當(dāng)壁溫低于酸露點(diǎn)溫度時(shí)會(huì)在金屬壁上凝結(jié)成硫酸,腐蝕金屬 d.發(fā)熱量: 低,9040kj/kg,28,氧(O)和氮(N),a.含量: O: 140%. 無(wú)煙煤12%. 泥煤40% N: 0.52%.,29,灰份,-燃料完全燃燒后形成的固態(tài)殘余物的統(tǒng)稱(chēng),灰分是影響燃煤質(zhì)量的主要成分. a.含量: 535% b.運(yùn)行: 使燃料發(fā)熱量下降, 妨礙可燃物質(zhì)與氧氣的接觸. 煙氣速度高時(shí)會(huì)引起飛灰對(duì)受熱面

11、的磨損. 煙氣速度低時(shí)會(huì)引起積灰.,30,水分(W),a.含量 : 250% b.形式: 外部水分(表面水分)-煤由于自然干燥所失去的水分. 內(nèi)部水分(固有水分)-空氣風(fēng)干狀態(tài)下仍殘留煤中的水分. 分析水分: 煤在規(guī)定溫度和相對(duì)濕度下進(jìn)行自然干燥,干燥后煤樣中所含有的內(nèi)部水分. c.運(yùn)行: 不利燃燒, 燃燒溫度下降, 引起低溫受熱面的積灰和腐蝕, 煤粉制備困難, 煙氣量上升, 電耗上升.,31,煤的成分基準(zhǔn),收到基（ar） （原應(yīng)用基y） 以入爐煤（包括煤的全部成分） 為基準(zhǔn) 空氣干燥基（ad ） （原分析基f） 以風(fēng)干狀態(tài)煤（除外部水分）為基準(zhǔn) 干燥基（d） （原干燥基g） 以去掉全部水分煤

12、為基準(zhǔn) 干燥無(wú)灰基（daf） （原可燃基r） 以去掉全部水分及灰分煤為基準(zhǔn),2/8,32,煤成分基準(zhǔn)間的換算,3/8,33,煤的發(fā)熱量,煤的發(fā)熱量（kJ/kg) 單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)所釋放的熱量,低位發(fā)熱量（Qnet） 煙氣中的水蒸汽在鍋爐中一般不會(huì)凝結(jié)，形成水蒸汽所吸收的汽化潛熱無(wú)法被利用，使煤的發(fā)熱量降低，降低后的發(fā)熱量稱(chēng)為低位發(fā)熱量。低位發(fā)熱量（燃料在鍋爐中的實(shí)際發(fā)熱量）小于高位發(fā)熱量,高位發(fā)熱量(Qgr) 煤的理論發(fā)熱量，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的彈筒發(fā)熱量（Qb）減去校正值確定（式2-10）,4/8,34,干燥基高、低位發(fā)熱量之間的換算 式中 r水的汽化潛熱，通常取r = 2510 kJ/kg,

13、收到基高、低位發(fā)熱量之間的換算,高、低發(fā)熱量間的換算,5/8,35,發(fā)熱量各基準(zhǔn)間的換算,高位發(fā)熱量(Qgr)各基準(zhǔn)間的換算采用表（21）換算系數(shù),低位發(fā)熱量(Qnet)各基準(zhǔn)間的換算分三步進(jìn)行 已知基準(zhǔn)的 Qnet 已知基準(zhǔn)的 Qgr (式2-12等) 已知基準(zhǔn)的 Qgr 所求基準(zhǔn)的 Qgr (采用上述換算系數(shù)) 所求基準(zhǔn)的 Qgr 所求基準(zhǔn)的 Qnet (式2-12等),6/8,36,發(fā)熱量相關(guān)值,標(biāo)準(zhǔn)煤 收到基低位發(fā)熱量為29270 kJ/kg的燃料為標(biāo)準(zhǔn)煤 標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 式中 、 分別為標(biāo)準(zhǔn)煤耗量與實(shí)際煤耗量,折算成分 相對(duì)于每4182 kJ/kg收到基低位發(fā)熱量的煤中所含的 收到基水分

14、、灰分和硫分，稱(chēng)為折算水分、折算灰分和折算硫分,7/8,37,煤的灰分特性,灰分特性影響因素 煤灰的化學(xué)組成 煤灰中酸性氧化物使灰熔點(diǎn)提高；堿性氧化物使灰熔點(diǎn)降低 煤灰周?chē)邷亟橘|(zhì)的性質(zhì) 氧化性介質(zhì)中，灰熔點(diǎn)較高；還原性介質(zhì)中，灰熔點(diǎn)較低,煤的灰分特性 用灰熔點(diǎn)表示，煤灰的角錐法確定 灰的變形溫度 DT（原t1） 灰的軟化溫度 ST（原t2） 灰的流動(dòng)溫度 FT（原t3）,8/8,38,煤中V對(duì)鍋爐工作的影響,揮發(fā)分 V V的含量代表了煤的地質(zhì)年齡，地質(zhì)年齡越短，煤的碳化程度越淺,V含量越多。 揮發(fā)分 V含量高 V含量越多（C含量越少），V中含O量亦多，其中的可燃成分相應(yīng)減少，這時(shí)，V的熱值低

15、 V含量越多，煤的著火溫度低，易著火燃燒， V 多，V揮發(fā)使煤的孔隙多，反應(yīng)表面積大，反應(yīng)速度加快 V 多，煤中難燃的固定碳含量便少，煤易于燃盡 V 多， V著火燃燒造成高溫，有利于碳的著火、燃燒快 過(guò)大易燒壞火嘴 易出現(xiàn)制粉系統(tǒng)爆炸 揮發(fā)分 V含量低 著火困難，易出現(xiàn)鍋爐滅火,1/3,39,煤中M、A對(duì)鍋爐工作的影響,水分M、灰分A M、A 高，煤中可燃成分相對(duì)減少，煤的熱值低 M、A 高，M 蒸發(fā)、A熔融均要吸熱，爐膛溫度降低 M、A 高，增加著火熱或包裹碳粒，使煤著火、燃燒 與燃盡困難； M、A 高，q2、q3、q4、q6 增加，效率下降 M、A 高，過(guò)熱器易超溫 M、A 高，受熱面腐蝕

16、、堵灰、結(jié)渣及磨損加重 M、A 高，煤粉制備困難或增加能耗,2/3,40,煤中C、S對(duì)鍋爐工作的影響,含碳量 C C 高，熱值高；但不易著火、燃燒困難,硫分 S 產(chǎn)生的硫化氫腐蝕水冷壁，高溫腐蝕 產(chǎn)生的SO2,SO3腐蝕鍋爐尾部，低溫腐蝕， 易造成受熱面的堵灰； 形成酸雨，污染環(huán)境 燃料中的硫化鐵加劇磨煤部件的磨損 自燃 提高脫硫成本 可燃硫的熱值低，含量少，對(duì)煤的著火、燃燒無(wú)明顯影響,3/3,41,ST對(duì)鍋爐工作的影響,灰熔點(diǎn)（ST） 灰分在熔融狀態(tài)下粘結(jié)在鍋爐受熱面上造成結(jié)渣，危及鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 對(duì)于固態(tài)排渣爐， ST 1350 可能結(jié)渣,42,煤的分類(lèi),我國(guó)煤的主要分類(lèi)指標(biāo)

17、干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf含量 可分為四大類(lèi)： 褐煤（ Vdaf含量40% ）、煙煤（ Vdaf含量2040% ）、 貧煤（ Vdaf含量1020% ）、無(wú)煙煤（ Vdaf含量10% ）,為反映煤的燃燒特性，電廠煤粉鍋爐用煤以收到基低位發(fā)熱量Qar,net 、 收到基水分、干燥基灰分、干燥基硫分及灰的熔融特性DT、ST、FT作為參 考指標(biāo)，分為五大類(lèi)和十小類(lèi) 其中低（劣）質(zhì)煤?jiǎn)为?dú)燃燒有困難，或燃燒不穩(wěn)定，或燃燒經(jīng)濟(jì)性差，或煤中有害雜質(zhì)含量高的煤，可分為五小類(lèi),為實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用，考慮各種工藝（煉焦、燃燒、氣化或液化等等） 對(duì)煤質(zhì)的要求，每一類(lèi)煤還要進(jìn)一步劃分為小類(lèi),1/5,43,電廠鍋爐用煤分

18、類(lèi),2/5,44,電廠鍋爐用煤分類(lèi),3/5,45,煤的類(lèi)型,4/5,無(wú)煙煤 碳化程度高，含碳量很高，達(dá)95%，雜質(zhì)很少，發(fā)熱量很高,約為2500032500 kJ/kg； 揮發(fā)份很少，小于10%，Vdaf析出的溫度較高（可達(dá)400），著火和燃盡均較困難,儲(chǔ)存時(shí)不易自燃,褐煤 碳化程度低，含碳量低，約為4050%，水分及灰分很高，發(fā)熱量低, 約1000021000 kJ/kg； 揮發(fā)分含量高，約4050%，甚至60%，揮發(fā)分的析出溫度低（200），著火及燃燒均較容易,46,煙煤 碳化程度次于無(wú)煙煤，含碳量較高，一般為4060%,雜質(zhì)少，發(fā)熱量較高, 約為2000030000 kJ/kg； 揮發(fā)分

19、含量較高，約10 45%，著火及燃燒均較容易 貧煤 揮發(fā)分含量1020%的煙煤 揮發(fā)份較少，性質(zhì)介于無(wú)煙煤與煙煤之間，燃燒性能方面比較接近無(wú)煙煤； 劣質(zhì)煙煤 揮發(fā)份2030%；但水分高，灰分更高的煙煤 發(fā)熱量低，為1100012500 kJ/kg 這兩種煙煤著火及燃燒均較困難,煤的類(lèi)型,5/5,47,第三講 煤 粉 制 備,煤粉特性 磨煤機(jī) 制粉系統(tǒng),48,煤粉的特性,1、顆粒特性 2、吸潮性 3、自燃性 4、流動(dòng)性,49,煤粉細(xì)度 Rx,1/3,50,煤粉均勻性系數(shù)n,R200 R90， n為正值； 當(dāng)R90一定時(shí)，n值越大，則R200越小，說(shuō)明煤粉中過(guò)粗的煤粉較少； 當(dāng)R200一定時(shí)，n值

20、越大，則R90越大，說(shuō)明煤粉中過(guò)細(xì)的煤粉較少。 n值越大，煤粉中過(guò)粗和過(guò)細(xì)的煤粉均較少，即煤粉粒度分布較均勻。 n取決于磨煤機(jī)和粗粉分離器的型式，一般取n = 0.81.2。,2/3,51,煤的可磨性系數(shù),哈氏可磨性指數(shù) HGI HGI86 為易磨煤,煤的可磨性系數(shù)表示煤磨成一定細(xì)度的煤粉的難易程度。,與 HGI之間關(guān)系,3/3,52,煤粉的自燃性,1、爆炸的條件 濃度、溫度、密閉空間 2、引起煤粉爆炸的因素 揮發(fā)份 煤粉濃度 氧氣濃度 煤粉細(xì)度 溫度 控制自燃或爆炸的措施 控制磨煤機(jī)出口溫度 防止煤粉在管道沉積（流速、管道傾斜度） 加強(qiáng)原煤管理，防止易燃物混入,53,單進(jìn)單出鋼球磨(低速磨)

21、,普通筒式鋼球磨的圓筒通過(guò)齒輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)低速轉(zhuǎn)動(dòng)，燃料和干 燥劑（熱空氣）從一端進(jìn)入圓筒，在圓筒內(nèi)煤被干燥、打碎并研磨成 粉，隨后被干燥劑從另一端帶出。,低速磨主要有普通筒式鋼球磨、雙進(jìn)雙出筒式鋼球磨,1/9,54,雙進(jìn)雙出鋼球磨(低速磨),雙進(jìn)雙出筒式鋼球磨圓筒兩端的空心軸內(nèi)有一空心圓管，圓管外裝有螺旋輸送裝置。兩端的空心軸既是熱風(fēng)和原煤的進(jìn)口，又是煤粉氣流混合物的出口。從而形成兩個(gè)相互對(duì)稱(chēng)又彼此獨(dú)立的磨煤回路的兩個(gè)回路，同時(shí)使用時(shí)磨煤機(jī)出力最大；也可以單獨(dú)使用一個(gè)，這時(shí)可使磨煤出力降至50以下 軸頸內(nèi)帶熱風(fēng)空心管 軸頸內(nèi)無(wú)熱風(fēng)空心管,2/9,55,n 過(guò)小，筒內(nèi)鋼球與煤靠與筒壁的摩擦力帶

22、上去，形成一個(gè)斜面，然后沿斜面滑落,鋼球磨筒體最佳轉(zhuǎn)速 nzj,n 處于上述兩者之間，鋼球被帶到一定高度，沿拋物線落下，鋼球?qū)ν驳椎拿喊l(fā)生強(qiáng)烈撞擊作用，輔以研磨 磨煤作用最大時(shí)的轉(zhuǎn)速稱(chēng)為最佳工作轉(zhuǎn)速nzj 經(jīng)驗(yàn)表明： nzj =（0.75-0.78）nlj,3/9,沒(méi)有撞擊作用，磨煤效果差。,n 影響磨煤出力和電耗,n 過(guò)大，離心力很大，球與煤隨筒壁一同旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生這種狀態(tài)的最低轉(zhuǎn)速稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)速nlj,56,鋼球磨最佳通風(fēng)量,Vtf 過(guò)小 筒內(nèi)風(fēng)速過(guò)小，出口端鋼球能量沒(méi)有被充分利用，只能帶出的少量的細(xì)煤粉，磨煤出力下降，單位磨煤電耗大,Vtf 過(guò)大 筒內(nèi)風(fēng)速過(guò)大，磨煤機(jī)出口煤粉過(guò)粗，粗粉分離器回

23、粉量增大，通風(fēng)電耗增大,最佳通風(fēng)量 磨煤和通風(fēng)電耗之和最小時(shí)的通風(fēng)量， 的大小與煤的種類(lèi)、煤粉細(xì)度、筒體容積及鋼球充滿(mǎn)系數(shù)等有關(guān)。,4/9,Vtf 直接影響燃料沿筒體長(zhǎng)度的分布和磨煤出力,57,鋼球磨出力,磨煤出力Bm 在電耗一定并保證所需的煤粉細(xì)度的條件下，磨煤機(jī)在單位時(shí)間磨制的煤粉量。 由磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、被研磨的燃料特性以及磨煤機(jī)的運(yùn)行狀況確定,5/9,干燥出力Bg 在單位時(shí)間內(nèi)將煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水分對(duì)應(yīng)的煤粉量。由磨煤機(jī)的干燥條件確定 對(duì)高水分和較軟的煤，BmBg，而對(duì)于干和硬的煤，則Bg Bm,磨煤機(jī)的運(yùn)行出力（具有一定細(xì)度和干燥程度的煤粉流量Bm=Bg）可以通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)

24、入磨煤機(jī)的干燥劑流量和溫度來(lái)實(shí)現(xiàn) 功率消耗：空載與滿(mǎn)載的消耗功率差別不大：5，所以變負(fù)荷運(yùn)行不經(jīng)濟(jì),58,鋼球磨特性,鋼球磨特性：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，出力大，運(yùn)行可靠；但初投資大，對(duì)鍋爐負(fù)荷適應(yīng)性差；單位電耗大，噪音大,6/9,59,雙進(jìn)雙出鋼球磨的特點(diǎn),雙進(jìn)雙出鋼球磨可擴(kuò)大鋼球磨的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍 雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)響應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的時(shí)間非常短，有利于低揮發(fā)分煤的穩(wěn)燃 其出力不是靠調(diào)整給煤機(jī)來(lái)控制，而是靠調(diào)整一次風(fēng)量控制。加大一次風(fēng)閥門(mén)的開(kāi)度，風(fēng)量及帶出的煤粉流量同時(shí)增加，因此，在任何負(fù)荷下，煤粉濃度變化不大，且煤粉細(xì)度降低 雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)設(shè)有微動(dòng)裝置 磨煤機(jī)在停機(jī)或維修操作時(shí)以額定轉(zhuǎn)

25、速的1100轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，可使筒內(nèi)存煤及時(shí)散熱防止自燃。故短時(shí)間停機(jī)時(shí)不必將筒內(nèi)的剩煤排空 雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)應(yīng)用檢測(cè)制粉噪聲或進(jìn)出口差壓的方法來(lái)控制筒內(nèi)的存煤量 雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)保持了鋼球磨煤種適應(yīng)性廣等所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)大大縮小了體積，降低了磨煤機(jī)的能耗，增強(qiáng)了適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的能力,7/9,60,中 速 磨,原煤經(jīng)落煤管進(jìn)入兩組相對(duì)運(yùn)動(dòng)的碾磨件 之間，在壓緊力的作用下被擠壓、研磨成粉，被甩至四周風(fēng)環(huán)處。,8/9,中速磨主要有盤(pán)式中速磨（輥-盤(pán)式）、 碗式中速磨(輥-碗式RP、HP型)、環(huán)式中速 磨(輥-環(huán)式MPS型、球-環(huán)式E型),熱風(fēng)經(jīng)風(fēng)環(huán)進(jìn)入磨煤機(jī)，對(duì)煤粉進(jìn)行干燥 并將煤粉帶入粗粉分離器進(jìn)

26、行分離，不合格的 煤粉返回磨煤機(jī)重磨，細(xì)粉則送出磨外。,中速磨布置緊湊，投資省，單位電耗小， 適宜變負(fù)荷運(yùn)行；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不宜磨水分太 大及太硬的煤種,61,高 速 磨(風(fēng)扇磨),高速磨由葉輪、帶護(hù)甲的蝸殼和粗粉分離器組成，裝有沖擊板的葉輪由電 動(dòng)機(jī)帶動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)。原煤和干燥劑一起被吸入磨煤機(jī)內(nèi)，煤被轉(zhuǎn)動(dòng)的沖擊板 打碎，甩到護(hù)甲上再次被撞擊成煤粉，在風(fēng)機(jī)壓頭的作用下由干燥劑攜帶經(jīng) 粗粉分離器帶出。 高速磨結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，金屬耗量小，負(fù)荷適應(yīng)能力強(qiáng)，特別適宜磨水分高的煤 種；但部件磨損大，不宜磨制較硬的煤種,9/9,62,鋼球磨中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)有熱風(fēng)送粉和乏氣送粉兩種,1/8,鋼球磨中儲(chǔ)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng),空

27、氣經(jīng)送風(fēng)機(jī)空預(yù)器一次風(fēng)機(jī)一次風(fēng)箱混合器（熱氣與煤粉）一次風(fēng)噴口 乏氣經(jīng)細(xì)粉分離器排粉機(jī)乏氣風(fēng)箱三次風(fēng)噴口 適用無(wú)煙煤、貧煤及劣質(zhì)煤,1-原煤倉(cāng)；4-給煤機(jī)；7-鋼球磨；8-粗粉分離器；9-排粉機(jī)；10-一次風(fēng)箱；12-燃燒器；14-空預(yù)器；15-送風(fēng)機(jī)；17-細(xì)粉分離器；21-煤粉倉(cāng)；22-給粉機(jī)；23-混合器；24-乏氣風(fēng)箱；25-三次風(fēng)噴口；28-一次風(fēng)機(jī)； 31-再循環(huán)管,63,鋼球磨中儲(chǔ)式乏氣送粉系統(tǒng),2/8,1-原煤倉(cāng)；4-給煤機(jī)；7-鋼球磨；8-粗粉分離器；9-排粉機(jī)；10-一次風(fēng)箱；12-燃燒器；14-空預(yù)器；15-送風(fēng)機(jī)；17-細(xì)粉分離器；21-煤粉倉(cāng)；22-給粉機(jī)；23-混合

28、器；28-一次風(fēng)機(jī)；31-再循環(huán)管,乏氣經(jīng)細(xì)粉分離器排粉機(jī)一次風(fēng)箱混合器（乏氣與煤粉） 一次風(fēng)噴口 適用于煙煤等揮發(fā)分含量高的煤種,64,鋼球磨中儲(chǔ)式系統(tǒng)再循環(huán)管,再循環(huán)管 將部分磨煤乏氣從排粉風(fēng)機(jī)后返回到磨煤機(jī)，然后再回到排粉風(fēng)機(jī)進(jìn)行循環(huán) 再循環(huán)風(fēng) 溫度低，既可以調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口干燥劑的溫度，又能增加磨煤的通風(fēng)量，并能兼顧燃燒所需一次風(fēng)的要求，從而協(xié)調(diào)磨煤、干燥和燃燒三方面所需的風(fēng)量,燃用揮發(fā)分高而水分不大的煙煤 要求磨煤通風(fēng)量大，但干燥風(fēng)量小或干燥劑溫度低，出現(xiàn)磨煤、干燥和燃燒所需風(fēng)量的矛盾 運(yùn)用再循環(huán)風(fēng)，既可降低磨煤機(jī)入口干燥劑的溫度，增加磨煤通風(fēng)量，又能兼顧燃燒所需一次風(fēng)的需要,3/8,

29、65,中速磨直吹式負(fù)壓系統(tǒng),排粉風(fēng)機(jī)裝在磨煤機(jī)出口，整個(gè)系統(tǒng)在負(fù)壓下運(yùn)行 煤粉不會(huì)向外泄漏，對(duì)環(huán)境污染小 漏風(fēng)大，排粉風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，效率低，電耗大，系統(tǒng)可靠性差。,4-磨煤機(jī)；6-次風(fēng)箱；10-送風(fēng)機(jī)；12-空預(yù)器；15-排粉風(fēng)機(jī),4/8,中速磨直吹式制粉系統(tǒng)有正壓和負(fù)壓系統(tǒng)；正壓系統(tǒng)又有熱一次風(fēng)和冷一次風(fēng)系統(tǒng),66,中速磨直吹式正壓熱一次風(fēng)系統(tǒng),正壓系統(tǒng)：一次風(fēng)機(jī)布置在磨煤機(jī)之前，系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)下工作 無(wú)漏風(fēng)；葉片磨損小 煤粉易外泄，系統(tǒng)需設(shè)專(zhuān)門(mén)的密封風(fēng)機(jī) 熱一次風(fēng)系統(tǒng)：配置二分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。一次風(fēng)機(jī)布置在空預(yù)器與磨煤機(jī)之間，輸送的是熱空氣 空氣溫度高，比容大，風(fēng)機(jī)體積大，電耗高，易發(fā)生

30、高溫侵蝕，運(yùn)行效率及可靠性低,4-磨煤機(jī)；6-次風(fēng)箱；10-送風(fēng)機(jī)；11-熱一次風(fēng)機(jī)；12-空預(yù)器；19-密封風(fēng)機(jī),5/8,67,中速磨直吹式正壓冷一次風(fēng)系統(tǒng),冷一次風(fēng)系統(tǒng)：配置三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。一、二次風(fēng)各自由單獨(dú)風(fēng)機(jī)輸送，風(fēng)機(jī)處于空預(yù)器之前，輸送的是干凈的冷空氣 空氣溫度低，比容小，風(fēng)機(jī)體積小，電耗低，效率高；高壓頭冷一次風(fēng)機(jī)可兼作密封風(fēng)機(jī)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)；熱風(fēng)溫度不受一次風(fēng)機(jī)的限制，可滿(mǎn)足磨制較高水分煤種的要求。,6/8,4-磨煤機(jī)；6-次風(fēng)箱；10- 一次風(fēng)機(jī)； 10-二次風(fēng)機(jī)；12-空預(yù)器,68,高速磨直吹式系統(tǒng),（a）熱風(fēng)干燥； （b）熱風(fēng)-爐煙干燥 l-原煤倉(cāng)；3-給煤機(jī)；4-下行干

31、燥管；5-磨煤機(jī)；6-煤粉分離器；7-燃燒器；8-二次風(fēng)箱；9-空預(yù)器；10-送風(fēng)機(jī)；12-抽煙口；13-混合器,7/8,磨制煙煤和水分不高的褐煤 采用熱風(fēng)作為干燥劑 磨制高水分的褐煤 采用熱風(fēng)摻爐煙作為干燥劑,69,兩種制粉系統(tǒng)的比較,直吹式系統(tǒng) 系統(tǒng)簡(jiǎn)單、初投資和系統(tǒng)的建筑尺寸小， 設(shè)備部件少，管路短、 阻力小， 輸粉電耗較小； 但磨煤機(jī)的工作直接影響鍋爐的運(yùn)行， 可靠性差、備用容量大 鍋爐機(jī)組的可靠性相對(duì)低些 風(fēng)粉比調(diào)節(jié)不靈活 鍋爐負(fù)荷變動(dòng)時(shí)從改變給煤量開(kāi)始，經(jīng)過(guò)整個(gè)系統(tǒng)才能改變煤粉量，惰性較大,8/8,儲(chǔ)倉(cāng)式系統(tǒng) 設(shè)有煤粉倉(cāng)，磨煤機(jī)的工作對(duì)鍋爐影響較小 系統(tǒng)的可靠性高； 磨煤機(jī)可一直維

32、持在經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行 鍋爐負(fù)荷變動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)給粉機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)改變煤粉量，既方便又靈敏 風(fēng)粉比調(diào)節(jié)靈活 系統(tǒng)復(fù)雜、初投資及運(yùn)行費(fèi)用高 設(shè)備部件多， 輸粉電耗較大； 阻力大,70,制粉系統(tǒng)輔助設(shè)備,原煤斗 給煤機(jī) 刮板式 振動(dòng)式 膠帶式 轉(zhuǎn)盤(pán)式 粗粉粉分離器 細(xì)粉分離器 給粉機(jī) 螺旋輸粉機(jī) 除木塊器 鎖氣器,71,第四講 燃燒理論,燃燒過(guò)程的理論基礎(chǔ) 燃燒計(jì)算,72,燃燒過(guò)程的理論基礎(chǔ),化學(xué)反應(yīng)速度 化學(xué)反應(yīng)速度 影響反應(yīng)速度的因素 固體燃料的燃燒 煤燃燒的三個(gè)階段 煤和煤粉的燃燒特點(diǎn) 煤粉氣流的著火與燃燒 著火與熄火的熱力條件 煤粉氣流的著火及影響因素 煤粉氣流著火熱源 焦碳的燃燒 完全燃燒的條件,73,化

33、學(xué)反應(yīng)速度 在反應(yīng)系統(tǒng)單位體積中物質(zhì)（反應(yīng)物或生成物）濃度 的變化率，單位是mol /（cm3s） 對(duì)于反應(yīng)式 AB GH 反應(yīng)速度為 CA、CB、CG、CH 分別為反應(yīng)物A、B和生成物G、H的濃度，mol/cm3 、 分別為相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù),燃燒反應(yīng)是一種發(fā)光放熱的高速化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)伴隨各種物理過(guò)程 均相燃燒 燃料和氧化劑物態(tài)相同，如氣體燃料在空氣中燃燒 多相燃燒 燃料和氧化劑物態(tài)不同，如固體燃料在空氣中燃燒,化學(xué)反應(yīng)速度,1/1,74,均相反應(yīng)質(zhì)量作用定律,質(zhì)量作用定律 反映濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響 對(duì)于均相反應(yīng)，在一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速度與參加反應(yīng)各反應(yīng)物濃度乘積成正比，各反應(yīng)物濃度的

34、冪指數(shù)等于其相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù),1/4,對(duì)反應(yīng) AB GH 質(zhì)量作用定律可用下式表示 式中：k 為反應(yīng)速度常數(shù)，表示單位物質(zhì)濃度時(shí)的反應(yīng)速度,在溫度不變的情況下，反應(yīng)物的濃度越高，分子的碰撞機(jī)會(huì)越多，化學(xué)反應(yīng)速度就越快。,75,多相反應(yīng)質(zhì)量作用定律,2/4,76,阿累尼烏斯定律,阿氏定律 反映溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響,反應(yīng)物濃度不變時(shí)，反應(yīng)速度常數(shù)k 隨溫度變化的關(guān)系 式中 k0頻率因子，近似為一常數(shù) R、T、 E 通用氣體常數(shù)、熱力學(xué)溫度、活化能,3/4,活化能 E 能夠破壞原有化學(xué)鍵并建立新化學(xué)鍵所必須消耗的能量，具有活化能的分子為活化分子?；罨?E與反應(yīng)物種類(lèi)有關(guān)，揮發(fā)分含量小的煤，E

35、大 在一定的溫度下，活化能 E越大，則反應(yīng)速度常數(shù) k值越小，反應(yīng)速率越小；而在一定的活化能 E下，溫度越高，則反應(yīng)速度常數(shù)k值越大，反應(yīng)速率越大,77,壓力對(duì)反應(yīng)速度的影響,在反應(yīng)容積不變的情況下，反應(yīng)系統(tǒng)壓力增高，就意味著反應(yīng)物濃度增加，化學(xué)反應(yīng)速度增加,4/4,78,煤燃燒過(guò)程的三個(gè)階段,預(yù)熱干燥 煤被加熱至100左右，煤粒表面及煤?？p隙間的水被逐漸蒸發(fā)出來(lái)。大量吸熱,1/1,揮發(fā)份析出并著火 溫度升至一定值，煤中揮發(fā)分析出，同時(shí)生成焦碳（固定碳）。揮發(fā)分的釋放量及成分主要取決于升溫速度。不同的煤，開(kāi)始析出揮發(fā)分的溫度不同，達(dá)到一定溫度，析出的揮發(fā)分就著火、燃燒。對(duì)應(yīng)的溫度稱(chēng)煤的著火溫度

36、，不同煤的著火溫度不同。少量吸熱,燃燒與燃盡 揮發(fā)份首先燃燒造成高溫，包圍焦炭的揮發(fā)分基本燒完且燃燒產(chǎn)物離析后，碳開(kāi)始著火、燃燒。大量放熱,殘余的焦炭最后燃盡，成為灰渣。少量放熱,上述各階段實(shí)際是交叉進(jìn)行的；其中著火和燃盡是最重要的兩個(gè)階段，著火是前提，燃盡放熱是目的,79,焦碳的燃燒反應(yīng),附加反應(yīng) C 及 C O 與空氣中的水蒸汽產(chǎn)生的反應(yīng) C + H2 O C O + H2 C + 2 H2 O C O2 + 2 H2 CO + H2O C O2 + H2,1/6,一次反應(yīng) 在一定溫度下，碳和氧的化學(xué)反應(yīng)可能有兩種 C + O2 C O2 C + O2 C O,二次反應(yīng) 一次反應(yīng)的生成物C

37、O2、CO與初始反應(yīng)物碳和氧 再次發(fā)生反應(yīng) C + C O2 2 C O C O + O2 C O2,80,焦碳燃燒的動(dòng)力學(xué)特性,2/6,氧氣從外界擴(kuò)散到炭粒周?chē)鯕馔ㄟ^(guò)灰殼的阻力，到達(dá)炭粒的表面； 氧氣吸附在炭粒表面； 高溫下，炭粒和氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成CO2和CO，同時(shí)不可燃物生成灰渣（灰殼的一部分）；,焦碳燃燒按下述程序進(jìn)行,燃燒產(chǎn)物（CO2和CO）從炭粒表面上解吸析； 燃燒產(chǎn)物通過(guò)灰殼阻力向外擴(kuò)散，其中CO2直接擴(kuò)散在周?chē)諝庵校?CO在擴(kuò)散過(guò)程中遇氧氣又變成CO2 ，然后再向遠(yuǎn)處空氣中擴(kuò)散,81,焦碳燃燒的動(dòng)力學(xué)特性,焦碳的燃燒反應(yīng)速度的影響因素可以是化學(xué)的（反應(yīng)物的吸附作用、化學(xué)

38、反應(yīng)本身、或生成物的脫附作用）；也可以是物理擴(kuò)散的（反應(yīng)物或生成物向容積氣相或顆粒氣孔內(nèi)的氣相的擴(kuò)散）,焦碳的燃燒反應(yīng)速度取決于上述連續(xù)過(guò)程中最慢的某一個(gè)階段: 氧向碳粒表面的擴(kuò)散或在碳表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),3/6,82,碳的燃燒反應(yīng)速度,焦碳的燃燒反應(yīng)速度取決于溫度、焦碳顆粒尺寸、氧氣濃度、環(huán)境壓力和氣體與焦碳顆粒之間的相對(duì)速度等 式中：mp焦碳顆粒質(zhì)量； p焦碳粒顆密度； P 壓力； 02氧氣濃度； d 焦碳顆粒的直徑； k 焦碳顆粒的反應(yīng)速率常數(shù),4/6,83,碳的燃燒反應(yīng)速度,5/6,式中 A 為反應(yīng)前置系數(shù)；R 為通用氣體常數(shù) d 為碳粒直徑； D 為氧氣擴(kuò)散系數(shù)； 為化學(xué)當(dāng)量因子。若

39、主要產(chǎn)物是CO2，則等于1；若主要產(chǎn)物 是CO，則等于2； TP、Ta 分別為碳粒溫度和邊界層中氣體平均溫度,84,燃燒反應(yīng)區(qū)域,6/6,動(dòng)力區(qū) 燃燒反應(yīng)的溫度不高， kC很小， kD非常大，焦碳燃燒處于化學(xué)動(dòng)力控制下，反應(yīng)速率常數(shù)k=kC 燃燒反應(yīng)速度w 取決于碳粒表面的化學(xué)反應(yīng)速度,是隨溫度的升高按指數(shù)增大。 強(qiáng)化燃燒的措施是提高反應(yīng)系統(tǒng)的溫度,擴(kuò)散區(qū) 燃燒反應(yīng)溫度較高， kC非常大， kD很小，焦碳燃燒處于擴(kuò)散控制下，反應(yīng)速率常數(shù)k=kD 燃燒反應(yīng)速度w 取決于氧氣向碳粒表面的擴(kuò)散速度。 強(qiáng)化燃燒的措施是強(qiáng)化擾動(dòng)，減小煤粉顆粒,過(guò)渡區(qū) 動(dòng)力區(qū)與擴(kuò)散區(qū)之間區(qū)域，強(qiáng)化燃燒的措施是同時(shí)提高爐膛

40、溫度和擴(kuò)散速度,根據(jù)燃燒條件的不同，可將多相燃燒分為三種不同的區(qū)域,85,煤的燃燒特點(diǎn),煤中含有水分 煤的燃燒過(guò)程中，水蒸氣很易和C及燃燒產(chǎn)物CO作用，生成CO2和H2，H2再與CO或CO2反應(yīng)。這種催化作用，使燃燒反應(yīng)更加復(fù)雜并改變化學(xué)反應(yīng)速度,1/2,煤中含有揮發(fā)分 揮發(fā)分對(duì)煤的著火燃燒有利；但另一方面，揮發(fā)分析出燃燒，消耗了大量氧氣，并增加了氧氣向煤粒表面的擴(kuò)散阻力，使燃燒過(guò)程的初期焦碳的燃燒速度下降,煤中含有礦物雜質(zhì) 在燃燒過(guò)程會(huì)生成灰，灰層包裹著碳粒，會(huì)妨礙氧向碳粒表面的擴(kuò)散，或使碳粒反應(yīng)表面減少，使燃燒難以進(jìn)行，燃盡困難,煤是一種多孔性物質(zhì) 它受熱時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣和揮發(fā)分，不但向煤粒

41、表面四周的空間擴(kuò)散，而且還會(huì)向煤粒的內(nèi)部空隙擴(kuò)散,86,煤粉的燃燒特點(diǎn),鍋爐燃用煤粉的顆粒很?。?0100m），爐膛溫度又很高，煤粉在爐膛中的加熱速度可以達(dá)到（104/s或更高），總的揮發(fā)分釋放時(shí)間小于1秒，而且揮發(fā)分很快地由炭粒表面逸出,2/2,煤粉快速加熱時(shí)，煤中揮發(fā)分的含量和成分都與慢速加熱的揮發(fā)分常規(guī)測(cè)試方法不同,煤粉快速加熱時(shí)，揮發(fā)分析出、著火和碳的著火燃燒幾乎是同時(shí)的，其中極小的煤粉甚至可能先著火燃燒 煤燃燒的四個(gè)階段不明顯，揮發(fā)分析出過(guò)程幾乎延續(xù)到燃燒的最后階段,煤粉快速加熱時(shí)，焦碳在孔隙結(jié)構(gòu)方面與慢速加熱有很大差別,煤粉火焰中揮發(fā)分的析出曲線,87,煤粉氣流的著火 由緩慢的氧化

42、狀態(tài)轉(zhuǎn)化到快速的燃燒狀態(tài)的瞬間過(guò)程稱(chēng)為著火，轉(zhuǎn)變時(shí)的瞬間溫度稱(chēng)為著火溫度,著火和熄火的熱力條件,1/3,88,煤粉氣流的著火溫度,放熱曲線Q1是一條指數(shù)曲線，散熱曲線Q2接近于直線,2/3,點(diǎn)2對(duì)應(yīng)的溫度即為著火溫度Tzh,Tb=Tb1（很低），散熱線 與 Q1 交點(diǎn)1為穩(wěn)定平衡點(diǎn)，煤粉處于低溫緩慢氧化狀態(tài),Tb=Tb2 ，散熱線 與 Q1 交點(diǎn)2為不穩(wěn)定平衡點(diǎn)，只要稍增加系統(tǒng)的溫度， Q1 Q2 ，反應(yīng)將自動(dòng)加速過(guò)渡到點(diǎn)3高溫穩(wěn)定平衡點(diǎn)，此時(shí)，只要保證煤粉和空氣的不斷供應(yīng)，最后將穩(wěn)定在高溫燃燒狀態(tài),89,煤粉氣流的熄火溫度,Tzh 、Txh是在一定測(cè)試條件下的相對(duì)特征值， Txh大于Tzh。

43、 強(qiáng)化著火的措施 在散熱條件不變的情況下，增加可燃混合物的初溫、濃度和壓力，加強(qiáng)放熱 在放熱條件不變時(shí)，提高燃燒室的保溫，減少放熱,3/3,Tb=Tb2、強(qiáng)化散熱，散熱線 與 Q1 交點(diǎn)4為不穩(wěn)定平衡點(diǎn)，只要反應(yīng)系統(tǒng)溫度稍降低， Q1 Q2 ，反應(yīng)系統(tǒng)溫度急劇下降過(guò)渡到點(diǎn)5低溫穩(wěn)定平衡點(diǎn)，此時(shí)，煤粉只能產(chǎn)生緩慢地氧化，而不能著火和燃燒，從而使燃燒過(guò)程中止（熄火） 點(diǎn)4對(duì)應(yīng)的溫度即為熄火溫度Txh,90,煤粉氣流的著火熱源,1/2,煤粉氣流著火熱源 煤粉氣流卷吸回流的高溫?zé)煔?；火焰、爐墻等對(duì)煤粉的輻射,91,2/2,煤粉氣流的著火熱源,細(xì)煤粉溫升比粗煤粉快得多； 煤粉氣流的著火主要是靠高溫回流煙

44、氣的加熱,煤粉氣流由初溫T0加熱到著火溫度 Tz 所需時(shí)間z 分別為,輻射為主要熱源（曲線2）,高溫回流煙氣對(duì)流為主要熱源（曲線1）,92,煤粉氣流著火熱,式中 Br每臺(tái)燃燒器的燃料消耗量，kg/h r燃燒器送入爐內(nèi)的空氣所對(duì)應(yīng)的過(guò)量空氣系數(shù) rl一次風(fēng)量占爐膛出口相應(yīng)總風(fēng)量的百分比； c1K 、 Cq 、 cd 一次風(fēng)、蒸汽及煤的比熱，J/Nm3K） Mar、 Mmf 煤的收到基水分，%、煤粉的水分，% Tzh著火溫度，K T0煤粉一次風(fēng)氣流初溫，K,1/5,煤粉氣流的著火熱為將煤粉氣流加熱到著火溫度所需的熱量 對(duì)于熱風(fēng)送粉，煤粉氣流的著火熱為,93,第一項(xiàng)為加熱煤粉和一次風(fēng)所需熱量 第二項(xiàng)

45、為煤粉中水分蒸發(fā)、過(guò)熱所需熱量,2/5,煤粉氣流著火熱,94,煤特性、散熱條件及初溫對(duì)著火的影響,燃料的性質(zhì) 揮發(fā)分含量Vdaf 小；水分、灰分含量高；煤粉細(xì)度大， 則煤粉氣流著火溫度提高，著火熱增大，著火所需時(shí)間長(zhǎng)，著火點(diǎn)離開(kāi)燃燒器噴口的距離增大,3/5,爐內(nèi)散熱條件 減少爐內(nèi)散熱，有利于著火。 敷設(shè)衛(wèi)燃帶是穩(wěn)定低揮發(fā)分煤著火的有效措施，但需預(yù)防結(jié)渣,煤粉氣流的初溫 提高初溫T0 可減少著火熱。 燃用低揮發(fā)分煤時(shí)應(yīng)采用熱風(fēng)送粉制粉系統(tǒng)，提高預(yù)熱空氣溫度,95,一次風(fēng)量、一次風(fēng)速對(duì)著火的影響,一次風(fēng)量V1 （ V0 r 1 ） V1過(guò)大，著火熱增加，著火延遲 V1過(guò)低，燃燒初期由于缺氧，化學(xué)反

46、應(yīng)速度減慢，阻礙著火繼續(xù)擴(kuò)展 V1在最佳值范圍內(nèi)選?。≒80表5-4和P88表5-7 ）,4/5,一次風(fēng)速w1 w1過(guò)高，通過(guò)單位截面積的流量增大，降低煤粉氣流的加熱速度，著火距離加長(zhǎng)，著火推遲 w1過(guò)低，燃燒器噴口易燒壞，煤粉管道堵塞 w1在最佳值范圍內(nèi)選?。≒80表5-5和P88表5-7）,96,鍋爐負(fù)荷D D降低，煤耗量 B 相應(yīng)減少，水冷壁總的吸熱量Q 也減少，但減少的幅度較小，故Q/B反而增加，爐膛平均煙溫及燃燒器區(qū)域煙溫降低，對(duì)煤粉氣流著火不利， 當(dāng)鍋爐負(fù)荷降到一定程度時(shí)，會(huì)危及著火的穩(wěn)定性，甚至可能引起熄火,鍋爐的負(fù)荷對(duì)著火的影響,5/5,著火穩(wěn)定性條件限制了煤粉鍋爐負(fù)荷的調(diào)節(jié)范

47、圍。一般在沒(méi)有其他穩(wěn)燃措施條件下，固態(tài)排渣煤粉爐只能在高于70% 額定負(fù)荷下運(yùn)行,97,煤粉氣流完全燃燒的條件,1/3,值影響 q2、q3 和 q4 在一定范圍內(nèi) 減小，q2 降低，但q3 、q4 會(huì)增加,供應(yīng)充足而適量的空氣量 爐膛出口過(guò)?？諝庀禂?shù) 可代表空氣量對(duì)燃燒過(guò)程的影響,98,煤粉氣流完全燃燒的條件,保證足夠的爐膛溫度 爐溫高，著火快，燃燒速度快，燃燒過(guò)程便進(jìn)行得猛烈，燃燒也易于趨向完全 爐溫過(guò)高，不但會(huì)引起爐內(nèi)結(jié)渣，也會(huì)引起水冷壁的膜態(tài)沸騰 爐溫在（10002000）范圍內(nèi)比較適宜,2/3,促進(jìn)燃料與空氣充分混合 煤粉完全燃燒應(yīng)使煤粉和空氣充分?jǐn)_動(dòng)混合。 要求燃燒器的結(jié)構(gòu)特性?xún)?yōu)良，

48、一、二次風(fēng)配合良好， 爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)均勻,99,保證足夠的停留時(shí)間 煤粉在爐內(nèi)的停留時(shí)間 煤粉自燃燒器出口至爐膛出口所經(jīng)歷的時(shí)間 過(guò)小， 由于煤粉至爐膛出口處還沒(méi)有燒完，但爐膛出口后溫度降低會(huì)使燃燒基本停止，造成燃燒熱損失增大；同時(shí)引起爐膛出口處過(guò)熱器超溫和結(jié)渣 取決于爐膛容積熱強(qiáng)度、爐膛截面熱強(qiáng)度和鍋爐運(yùn)行負(fù)荷,煤粉氣流完全燃燒的條件,3/3,100,燃料的燃燒計(jì)算,理論工況 燃料在沒(méi)有過(guò)剩空氣的情況下完全燃燒 燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分 CO2、SO2、N2和H2O 理論煙氣量,設(shè)計(jì)工況 實(shí)際送入的空氣量大于理論空氣量，以保證燃料完全燃燒 燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分 CO2、SO2、N2、H2

49、O和剩余O2 實(shí)際煙氣量 Vy,實(shí)際工況 實(shí)際送入的空氣量大于理論空氣量，仍為不完全燃燒 燃燒產(chǎn)物（煙氣）組成成分 CO2、SO2、N2 、 H2O、剩余O2 和未完全燃 燒氣體CO 實(shí)際煙氣量 Vy,1/8,101,煤的燃燒反應(yīng),煤中可燃元素的燃燒反應(yīng)是燃燒計(jì)算的基礎(chǔ)，1kg收到基燃料包括 Kg的碳、 kg的氫、 kg的硫,2/8,碳完全燃燒反應(yīng)方程式 C + O2 CO2 12 kg C + 22.41 Nm3 O2 22.41 Nm3 CO2,1kg C + 1.866 Nm3 O2 1.866 Nm3 CO2 1kg H + 5.56 Nm3 O2 11.1 Nm3 H2O 1kg S

50、 + 0.7 Nm3 O2 0.7 Nm3 SO2,102,燃燒所需要的空氣量,3/8,理論空氣量 V 0 1kg 燃料完全燃燒時(shí)所需要的最小空氣量(無(wú)剩余氧)可通過(guò)燃料中可燃元素（C、H、S）的燃燒化學(xué)反應(yīng)方程式求得,實(shí)際空氣量 V 式中 、分別為煙氣側(cè)和空氣側(cè)的過(guò)?？諝庀禂?shù),103,過(guò)?？諝庀禂?shù)與漏風(fēng)系數(shù),4/8,各受熱面處煙氣側(cè)漏風(fēng)系數(shù)，查表2-7確定；V為煙道漏風(fēng)量 為爐膛出口處過(guò)剩空氣系數(shù)，表征爐內(nèi)燃燒狀況的重要物理量，在推薦值范圍內(nèi)選取,104,過(guò)?？諝庀禂?shù)與漏風(fēng)系數(shù),為空氣預(yù)熱器出、進(jìn)口處空氣側(cè)過(guò)?？諝庀禂?shù) 分別為爐膛、制粉系統(tǒng)和空預(yù)器漏風(fēng)系數(shù)，查表2-7確定,5/8,105,煙

51、 氣 容 積,理論煙氣容積 =1、完全燃燒：O2 = 0；CO = 0,6/8,實(shí)際煙氣容積 1、完全（不完全）燃燒：O2 0；CO=0（ CO0）,106,煙氣的焓值,7/8,煙氣焓 1kg燃料燃燒生成的煙氣在定壓下從0（）加熱到 （） 時(shí)所需要的熱量,107,焓 溫 表,8/8,煙氣的焓值 取決于燃料種類(lèi)、過(guò)?？諝庀禂?shù)及煙氣溫度,由（ 、）查焓溫表可很快確定煙氣溫度 ； 由（ 、）查表可很快確定煙氣焓,焓溫表 對(duì)給定的燃料和各受熱面前、后的過(guò)?？諝庀禂?shù)計(jì)算出該受熱面對(duì)應(yīng)煙氣溫度 范圍內(nèi)的煙氣焓 ，制成的煙氣（ ）表,108,煙氣分析成分,1/4,煙氣分析是以1kg燃料燃燒生成的干煙氣（除去

52、水分后的煙氣）容積為基礎(chǔ)，采用奧氏分析儀進(jìn)行的 煙氣分析可得到 在干煙氣Vgy中所占的容積百分比,109,判斷燃燒狀況,2/4,110,=1、且完全燃燒：CO=0，O2= 0,完全燃燒方程式： l、且完全燃燒： CO=0,鍋爐常用燃料的值和 RO2max 值見(jiàn)表2-8。為保持爐內(nèi)良好的燃燒工況,運(yùn)行中應(yīng)監(jiān)測(cè)并維持爐內(nèi)一定的 RO2，使其盡量靠近 RO2max,判斷燃燒狀況,3/4,111,過(guò)?？諝庀禂?shù)及煙氣容積的確定,4/4,煙氣容積,干煙氣容積,112,第五講 鍋爐的熱平衡,鍋爐熱平衡方程式 鍋爐輸入熱量 Qr 鍋爐有效利用熱 Q1 機(jī)械不完全燃燒熱損失q4 鍋爐效率,113,鍋爐熱平衡方程

53、式,1/7,114,鍋爐輸入熱量 Qr,對(duì)于燃煤鍋爐，若燃料和空氣沒(méi)有利用外界熱量進(jìn) 行預(yù)熱，且燃煤水分滿(mǎn)足 則,2/7,115,鍋爐有效利用熱 Q1,3/7,式中 Q 工質(zhì)總吸熱量， kJ/ s B 燃料消耗量， kg/s Dgr、Dzr、DPw 過(guò)熱蒸汽量、再熱蒸汽量和排污量，kg/s 、 、h g s 過(guò)熱蒸汽焓、飽和蒸汽焓和給水焓，kJ/kg 、 再熱蒸汽出口和進(jìn)口焓，kJ/kg,空氣在空氣預(yù)熱器中吸收的熱量又返回爐膛，屬鍋爐內(nèi)部熱量循環(huán)，鍋爐熱平衡中不予考慮,116,固體未完全燃燒熱損失 q4 q4 鍋爐主要熱損之一，取失決于燃料種類(lèi)、燃燒方式、爐膛型式與結(jié)構(gòu)、燃燒器設(shè)計(jì)與布置、鍋爐

54、運(yùn)行工況 Vdaf?。唬∕ar、Aar ）大，q4 大； R90大， q4 大； 過(guò)大或過(guò)小，q4 大 煤粉在爐膛停留時(shí)間過(guò)小， q4 大,機(jī)械不完全燃燒熱損失q4,4/7,設(shè)計(jì)時(shí), q4、按推薦數(shù)據(jù)選取（表2-10） 對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐取 q4 =0.55 %,未完全燃燒熱損失包括 q4、q3,117,排煙熱損失q2,排煙熱損失 q2 式中 - 排煙焓, 取決于 與 ，kJ/kg - 進(jìn)入鍋爐的冷空氣焓, kJ/kg - 排煙處過(guò)?？諝庀禂?shù),由q2、受熱面低溫腐蝕及金屬耗量綜合確定。 電站鍋爐 約在110160之間。 取決于 及煙道漏風(fēng)，后者同時(shí)影響,5/7,對(duì)大中型鍋爐 q2 約為48%,未

55、被完全利用熱損失 包括 q2、q5、q6,118,散熱損失q5,圖2-8 額定容量下鍋爐的散熱損失,散熱損失 q5 額定負(fù)荷下的散熱損失是外部冷卻損失，可根據(jù)鍋爐尾部受熱面的布置查圖2-8確定,6/7,119,熱效率gr與燃料消耗量 B,熱效率 正平衡 反平衡,燃料消耗量,計(jì)算燃料消耗量,7/7,120,思考題,1. 某鍋爐燃用煤種的收到基成分為： Car=59.6%；Har=2.0%； Sar=0.5%； Oar=0.8%；Nar=0.8%；Aar=26.3%； Mar=10.0%； Q=22186kJ/kg 煙氣中的飛灰份額afh=95% 計(jì)算：1）V0 2） 及=1.45時(shí)的Vy 3）=

56、1.45，=300時(shí)的Hy 2. 某鍋爐燃用無(wú)煙煤，計(jì)算得到完全燃燒所需理論空氣量V0為5.81Nm3/kg，實(shí)測(cè)得到爐膛出口過(guò)剩氧量O2為4.846（%），如果爐膛的漏風(fēng)系數(shù) 為0.05，此時(shí)供給爐膛的實(shí)際空氣量是多少？,1/1,121,第六講 煤粉爐與燃燒設(shè)備,煤粉爐的爐膛 爐膛的作用與型式 煤粉燃燒器 燃燒器的作用與要求 燃燒器的類(lèi)型與布置 煤粉火炬的穩(wěn)燃技術(shù) W型火焰燃燒方式 W型火焰爐膛結(jié)構(gòu) W型火焰燃燒方式的特點(diǎn) 燃燒污染物的控制方法 N0X、S0X的控制技術(shù),122,爐膛是燃料燃燒和熱交換（主要是輻射能交換）的場(chǎng)所 保證燃料燃燒完全（燃料在爐膛內(nèi)有足夠的停留時(shí)間） 布置合適的受熱面、合理組織爐內(nèi)熱交換 滿(mǎn)足鍋爐容量的要求； 使煙氣到達(dá)爐膛出口時(shí)被冷卻到使其后的對(duì)流受熱面不結(jié)渣和安全工作所允許的溫度 爐膛出口的NOX和SOX等排放量應(yīng)符合環(huán)保要求 爐膛結(jié)構(gòu)緊湊，金屬耗量少、 制造、安裝、檢修方便,煤粉爐爐膛的作用,1/2,影響爐膛設(shè)計(jì)的主要因素 燃料特性、燃燒方式和排渣方式,123,煤粉鍋爐爐膛型式,2/2,124,燃燒器的作用與要求,1/2,作用