電站鍋爐原理PPT課件

1、1-1-汽包；汽包；2-2-下降管；下降管；3-3-分分隔屏；隔屏；4-4-后屏；后屏；5-5-高溫過高溫過熱器；熱器；6-6-高溫再熱器；高溫再熱器；7-7-水冷壁；水冷壁；8-8-燃燒器；燃燒器；9-9-燃燃燒帶；燒帶；10-10-空氣預(yù)熱器；空氣預(yù)熱器；11-11-省煤器進(jìn)口集箱；省煤器進(jìn)口集箱；12-12-省煤器；省煤器；13-13-低溫再熱器低溫再熱器；14-14-低溫過熱器；低溫過熱器；15-15-折折焰角；焰角；16-16-排渣裝置排渣裝置 參參 數(shù)數(shù) 容容 量量 ( t.h( t.h-1-1) ) 發(fā)發(fā) 電電 功功 率率 MWMW 蒸汽壓力蒸汽壓力 Mpa Mpa 蒸蒸 汽汽

2、溫度溫度 給給 水水 溫度溫度 9.8 9.8 540 540 205 205225225 220 220； 410410 50 50； 100100 13.7 13.7 540/540 540/540 * * 555/555 555/555 * * 220 220250250 420 420； 670670 125 125；200200 16.7 16.7 541/541 541/541 * * 555/555 555/555 * * 250 250280280 1025 1025；1000 1000 300 30017.317.3；18.118.1；18.318.3 541/541 541

3、/541 * * 260 260290290 1025 1025；20082008 300 300；60060024.224.2；25.325.3；26.426.4 541/566 541/566 * * 545/545 545/545 * * 270 270290290 1900 1900；16501650 600 600 熱效率熱效率（90%90%） 凈效率凈效率 燃燒效率燃燒效率 式中式中 Q Q 1 1 鍋爐有效利用熱，鍋爐有效利用熱， kJ/kgkJ/kg； Q Q r r 鍋爐在單位時(shí)間內(nèi)所消耗燃料的輸入熱量鍋爐在單位時(shí)間內(nèi)所消耗燃料的輸入熱量,kJ/kg,kJ/kg； 鍋爐機(jī)組自

4、身所消耗的熱量，鍋爐機(jī)組自身所消耗的熱量，kJ/kgkJ/kg； 鍋爐機(jī)組自身電耗對(duì)應(yīng)的熱量，鍋爐機(jī)組自身電耗對(duì)應(yīng)的熱量，kJ/kgkJ/kg； 、 鍋爐化學(xué)、機(jī)械未完全燃燒熱損失，鍋爐化學(xué)、機(jī)械未完全燃燒熱損失，% % 3q4qqQpQ)31(),%qq(143r )11(,%100QQr1g )21(,%QQQQrpq1j 鍋爐連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)鍋爐連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)（50005000） 鍋爐在兩次檢修之間的運(yùn)行小時(shí)數(shù)鍋爐在兩次檢修之間的運(yùn)行小時(shí)數(shù) 鍋爐可用率鍋爐可用率（約（約90%90%） （總運(yùn)行小時(shí)數(shù)（總運(yùn)行小時(shí)數(shù) + + 總備用小時(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）統(tǒng)計(jì)期間

5、總小時(shí)數(shù)（一年） 鍋爐的事故率鍋爐的事故率（約（約1%1%） 鍋爐總事故停爐小時(shí)數(shù)鍋爐總事故停爐小時(shí)數(shù)/ /（總運(yùn)行小時(shí)數(shù)（總運(yùn)行小時(shí)數(shù) + + 事故停爐小時(shí)數(shù)）事故停爐小時(shí)數(shù)） 排排 放放 物物粉塵粉塵 /mg.m/mg.m-3-3SOSO2 2 /mg.m /mg.m-3-3NONOx x( (以以NONO2 2計(jì)計(jì))/mg.m)/mg.m-3-3排排 放放 量量5050400400V Vdafdaf10%10%1100110010%=V10%=Vdafdaf=20%20%20%450450本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用于：本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用于： 第三時(shí)段（第三時(shí)段（2004.1.1起新建火電廠）起新建火電廠） 兩控

6、區(qū)（兩控區(qū)（ SOSO2 2排放大或酸雨嚴(yán)重地區(qū)）及入爐煤排放大或酸雨嚴(yán)重地區(qū)）及入爐煤Q Q1255012550的火電廠的火電廠 加快發(fā)展大容量、高參數(shù)機(jī)組加快發(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)用降低資、設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用降低, ,可用率較高可用率較高 強(qiáng)化煤電環(huán)境保護(hù)，發(fā)展?jié)崈羧济杭夹g(shù)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)馊济旱娜細(xì)? -蒸汽聯(lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán)( (燃煤硫化床燃燒聯(lián)合循環(huán)及整體煤氣化聯(lián)合燃煤硫化床燃燒聯(lián)合循環(huán)及整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）和超臨界壓力蒸

7、汽循環(huán)可滿足燃煤、高效、低污染要求循環(huán)）和超臨界壓力蒸汽循環(huán)可滿足燃煤、高效、低污染要求 提高運(yùn)行可靠性和靈活性提高運(yùn)行可靠性和靈活性 可靠性涉及到設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、運(yùn)行維護(hù)和生產(chǎn)管理等各個(gè)方面可靠性涉及到設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、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, ,同時(shí)考慮同時(shí)考慮因燃用劣質(zhì)煤帶來的不利影響（結(jié)渣、積灰、磨損、腐蝕），提高鍋爐對(duì)因燃用劣質(zhì)煤帶來的不利影響（結(jié)渣、積灰、磨損、腐蝕），提高鍋爐對(duì)煤種的適應(yīng)性。提高機(jī)組的監(jiān)控水平煤種的適應(yīng)性。提高機(jī)組的監(jiān)控水平 1/8 煤的工業(yè)分析成分煤的工

8、業(yè)分析成分 煤的元素分析成分煤的元素分析成分 煤的成分基準(zhǔn)煤的成分基準(zhǔn) 煤成分基準(zhǔn)的換算（表煤成分基準(zhǔn)的換算（表2-1） 干燥基干燥基高、低位發(fā)熱量之間的換算高、低位發(fā)熱量之間的換算)142(H226Q100H9rQQdgr.ddgr.dnet.d 收到基收到基高、低位發(fā)熱量之間的換算高、低位發(fā)熱量之間的換算 )122(M1 .25H226Q100M100H9rQQarargr.ararargr.arnet.ar 低位發(fā)熱量（低位發(fā)熱量（Q Qnetnet） 燃料在鍋爐中的實(shí)際放熱量，小于高位發(fā)熱量燃料在鍋爐中的實(shí)際放熱量，小于高位發(fā)熱量 高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量(Q(Qgrgr) ) 煤的理論發(fā)

9、熱量，由實(shí)驗(yàn)測得的煤的理論發(fā)熱量，由實(shí)驗(yàn)測得的彈筒發(fā)熱量（彈筒發(fā)熱量（Q Qb b）減去校正值確定（式減去校正值確定（式2-102-10） 高位發(fā)熱量高位發(fā)熱量(Q(Qgrgr) )各基準(zhǔn)間的換算各基準(zhǔn)間的換算采用上述換算系數(shù)采用上述換算系數(shù)低位發(fā)熱量低位發(fā)熱量(Q(Qnetnet) )各基準(zhǔn)間的換算分三步進(jìn)行各基準(zhǔn)間的換算分三步進(jìn)行已知基準(zhǔn)的已知基準(zhǔn)的 Q Qnet net 已知基準(zhǔn)的已知基準(zhǔn)的 Q Qgr gr ( (式式2-122-12等等) )已知基準(zhǔn)的已知基準(zhǔn)的 Q Qgr gr 所求基準(zhǔn)的所求基準(zhǔn)的 Q Qgr gr ( (采用上述換算系數(shù)采用上述換算系數(shù)) )所求基準(zhǔn)的所求基準(zhǔn)的

10、 Q Qgr gr 所求基準(zhǔn)的所求基準(zhǔn)的 Q Qnet net ( (式式2-122-12等等) ) 標(biāo)準(zhǔn)煤標(biāo)準(zhǔn)煤 收到基低位發(fā)熱量為收到基低位發(fā)熱量為29270 kJ/kg29270 kJ/kg的燃料為標(biāo)準(zhǔn)煤的燃料為標(biāo)準(zhǔn)煤 標(biāo)準(zhǔn)煤耗量標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 式中式中 、 分別為標(biāo)準(zhǔn)煤耗量與實(shí)際煤耗量分別為標(biāo)準(zhǔn)煤耗量與實(shí)際煤耗量 29270QBBnet.arsb bBsB 折算成分折算成分 相對(duì)于每相對(duì)于每4182 kJ/kg4182 kJ/kg收到基低位發(fā)熱量的煤中所含的收到基低位發(fā)熱量的煤中所含的收到基水分、灰分和硫分，稱為折算水分、折算灰分和折算硫分收到基水分、灰分和硫分，稱為折算水分、折算灰分和折

11、算硫分 )162(,%4182QMMnet.ararzs.ar )172(,%4182QAAnet.ararzs.ar )182(,%4182QSSnet.ararzs.ar 煤的灰分特性煤的灰分特性 灰分特性影響因素灰分特性影響因素 煤灰的化學(xué)組成煤灰的化學(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)降低低 煤灰周圍高溫介質(zhì)的性質(zhì)煤灰周圍高溫介質(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 煤的灰分特性煤的灰分特性 用灰熔點(diǎn)表示，煤灰的角錐法確定：用灰熔點(diǎn)表示，煤灰的角

12、錐法確定： DTDT， STST， FT FT V V的含量代表了煤的地質(zhì)年齡，的含量代表了煤的地質(zhì)年齡，地質(zhì)年齡越短，煤的碳化程度地質(zhì)年齡越短，煤的碳化程度越淺越淺 V V含量越多（含量越多（C C含量越少），含量越少），V V中含中含O O量亦多，其中的可燃成分量亦多，其中的可燃成分相應(yīng)減少，這時(shí)，相應(yīng)減少，這時(shí)，V V的熱值低的熱值低 V V含量越多，含量越多，煤的著火溫度低，煤的著火溫度低，易著火燃燒易著火燃燒 V V 多，多，V V揮發(fā)使揮發(fā)使煤的孔隙多，反應(yīng)表面積大，煤的孔隙多，反應(yīng)表面積大，反應(yīng)速度加快反應(yīng)速度加快 V V 多，煤中難燃的多，煤中難燃的固定碳含量便少，固定碳含量便

13、少，煤易于燃盡煤易于燃盡 V V 多，多， V V著火燃燒造成高溫，著火燃燒造成高溫，有利于碳的著火、燃燒有利于碳的著火、燃燒 M M、A A 高，煤中可燃成分相對(duì)減少，高，煤中可燃成分相對(duì)減少，煤的熱值低煤的熱值低 M M、A A 高，高，M M 蒸發(fā)、蒸發(fā)、A A熔融均要吸熱，熔融均要吸熱，爐膛溫度降低爐膛溫度降低 M M、A A 高，高，增加著火熱或包裹碳粒增加著火熱或包裹碳粒，使煤著火、燃燒，使煤著火、燃燒與燃盡困難；與燃盡困難； M M、A A 高，高，q q2 2、q q3 3、q q4 4、q q6 6 增加，增加，效率下降效率下降 M M、A A 高，高，過熱器易超溫過熱器易超

14、溫 M M、A A 高，高，受面腐蝕、堵灰、結(jié)渣及磨損加重受面腐蝕、堵灰、結(jié)渣及磨損加重 M M、A A 高，高，煤粉制備困難或增加能耗煤粉制備困難或增加能耗 灰熔點(diǎn)（灰熔點(diǎn)（STST） 灰分在熔融狀態(tài)下粘結(jié)在鍋爐受熱面上造成結(jié)渣，?；曳衷谌廴跔顟B(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。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，對(duì)于固態(tài)排渣爐， ST 1350ST6.56.5101021.021.0貧煤貧煤 低揮發(fā)份煤低揮發(fā)份煤1010191918.518.5煙煤煙煤 中揮發(fā)份煤中揮發(fā)份煤 高揮發(fā)份煤高揮發(fā)份煤191927272727404016.516.515.515

15、.5褐煤褐煤 超高揮發(fā)份超高揮發(fā)份 煤煤404011.511.5dAarMdS大類別大類別 小類別小類別分分 類類 指指 標(biāo)標(biāo)揮發(fā)份揮發(fā)份V Vdafdaf(%)(%)灰灰 分分 (%)(%)水水 分分 (%)(%)硫硫 分分 (%)(%)發(fā)熱量發(fā)熱量Q Qar,netar,net(MJ/kg)(MJ/kg)灰融灰融特性特性ST(ST(0 0C)C)低質(zhì)煤低質(zhì)煤 低發(fā)熱量煤低發(fā)熱量煤 超高灰分煤超高灰分煤 超高水分煤超高水分煤 高硫煤高硫煤 易結(jié)渣煤易結(jié)渣煤10101010191919192727272740404040404040404646404012123312.512.521.021.

16、018.518.516.516.515.515.511.511.5135011、完全燃燒：、完全燃燒：O O2 2 0 0；CO=0 CO=0 yV22222OOHNSOCOyVVVVVV 000yV10161. 0V1V )292(kg/Nm,V)1(0161. 1V300y 實(shí)際煙氣容積實(shí)際煙氣容積 11、不完全燃燒：、不完全燃燒：O O2 2 0 0；CO0CO0 yVkg/Nm,VVVVVVV3OOHNSOCOCOy22222 煙氣焓煙氣焓 1kg1kg燃料燃燒生成的煙氣在定壓下從燃料燃燒生成的煙氣在定壓下從0 0（）加熱到）加熱到 （）時(shí)所需要的熱量時(shí)所需要的熱量yH 為為1Nm1N

17、m3 3空氣、煙氣各成分和空氣、煙氣各成分和1kg1kg灰在溫度為灰在溫度為 時(shí)的焓值，見表時(shí)的焓值，見表2-92-9； 為煙氣攜帶飛灰的質(zhì)量份額。對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐，取為煙氣攜帶飛灰的質(zhì)量份額。對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐，取fha ic 95. 09 . 0afh fh0k0yHHH、為理想煙氣焓、理想空氣焓和飛灰焓為理想煙氣焓、理想空氣焓和飛灰焓 )462(cVcVcVHOH0OHN0NRORO0y222222 )472(cVHk00k )452(kg/kJ,HH1HHfh0k0yy )482(ca100AHhfharfh 時(shí)可不計(jì)算時(shí)可不計(jì)算6QAa4182net.ararfh 煙氣的焓值煙氣的焓值

18、 取決于取決于燃料種類、過?？諝庀禂?shù)及煙氣溫度燃料種類、過?？諝庀禂?shù)及煙氣溫度 yH 由（由（ 、）查焓溫表可很快確定煙氣溫度）查焓溫表可很快確定煙氣溫度 ； 由（由（ 、）查表可很快確定煙氣焓）查表可很快確定煙氣焓 yHyH 焓溫表焓溫表 對(duì)給定的燃料和各受熱面前、后的過?？諝庀禂?shù)對(duì)給定的燃料和各受熱面前、后的過?？諝庀禂?shù)計(jì)計(jì)算出該受熱面對(duì)應(yīng)煙氣溫度算出該受熱面對(duì)應(yīng)煙氣溫度 范圍內(nèi)的煙氣焓范圍內(nèi)的煙氣焓 ，制成的煙氣，制成的煙氣（ ）表）表 yHyH)312(100NCOORO222 )332(100VVOgyO22 )342(100VVCOgyCO )352(100VVNgyN22 )32

19、2(100VVROgyRO22 煙氣分析煙氣分析是以是以1kg1kg燃料燃燒生成的干煙氣（除去水分后的煙氣）容積燃料燃燒生成的干煙氣（除去水分后的煙氣）容積V Vgygy為基礎(chǔ)，采用奧氏分析儀進(jìn)行的為基礎(chǔ)，采用奧氏分析儀進(jìn)行的 煙氣分析煙氣分析可得到可得到 在干煙氣在干煙氣V Vgygy中所占的容積百分比中所占的容積百分比 222NCOORO、 不完全燃燒方程式不完全燃燒方程式 arararararS375. 0CN038. 08OH35. 2 式中式中 為燃料特性系數(shù)為燃料特性系數(shù) )392(605. 0)ORO(RO21CO222 )402(1OCO)605. 0(21RO22 在不完全燃

20、燒的情況下，如果不完全燃燒產(chǎn)物只考慮在不完全燃燒的情況下，如果不完全燃燒產(chǎn)物只考慮CO)432(,%121ROmax2 =1=1、且完全燃燒：、且完全燃燒：CO=0CO=0，O O2 2= 0 = 0 完全燃燒方程式：完全燃燒方程式： l l、且完全燃燒：、且完全燃燒： CO=0 CO=0 )422(,%1O21RO22 鍋爐常用燃料的鍋爐常用燃料的值和值和 RORO2 2max max 值見表值見表2-82-8。為保持爐內(nèi)良好的燃燒。為保持爐內(nèi)良好的燃燒工況工況, ,運(yùn)行中應(yīng)監(jiān)測并維持爐內(nèi)一定的運(yùn)行中應(yīng)監(jiān)測并維持爐內(nèi)一定的 RORO2 2，使其盡量靠近，使其盡量靠近 RORO2 2maxma

21、x )402(1OCO)605. 0(21RO22 RORO2 2、O O2 2 可由煙氣分析或相關(guān)儀表測定可由煙氣分析或相關(guān)儀表測定 2max2RORO )442(O21212 過?？諝庀禂?shù)過?？諝庀禂?shù) 完全燃燒且不計(jì)完全燃燒且不計(jì)OHgyy2VVV 煙氣容積煙氣容積)382(kg/Nm,CORO)S375. 0C(866. 1V32arargy 干煙氣容積干煙氣容積)362(100VVVVOROgycosoco2222 鍋爐熱平衡方程式鍋爐熱平衡方程式654321rQQQQQQQ 對(duì)于燃煤鍋爐，對(duì)于燃煤鍋爐，若燃料和空氣沒有利用外界熱量進(jìn)若燃料和空氣沒有利用外界熱量進(jìn)行預(yù)熱，且燃煤水分滿足

22、行預(yù)熱，且燃煤水分滿足則則 630/QMnet.arar net.arrQQ )512(kg/kJ,QQhQQwhwrrnet.arr 式中式中 whwrrQQh燃料的物理顯熱；燃料的物理顯熱；外來熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量；外來熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量；霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量 式中式中 Q 工質(zhì)總吸熱量，工質(zhì)總吸熱量， kJ/ s B 燃料消耗量，燃料消耗量， kg/s Dgr、Dzr、DPw 過熱蒸汽量、再熱蒸汽量和排污量，過熱蒸汽量、再熱蒸汽量和排污量，kg/s 、 、h g s 過熱蒸汽焓、飽和蒸汽焓和給水焓，過熱蒸汽焓、飽和蒸汽焓和給水焓，kJ/kg 、

23、再熱蒸汽出口和進(jìn)口焓，再熱蒸汽出口和進(jìn)口焓，kJ/kgzrh zrh grh bsh )hh(DhhDhhDB1Qgsbspwzrzrzrgsgrgr1 54)-(2kJ/kg,BQ 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循環(huán)，鍋爐熱平衡中不予考慮 固體未完全燃燒熱損失固體未完全燃燒熱損失 q q4 4 q q4 4 取決于燃料種類、燃燒方式、爐膛型式與結(jié)構(gòu)、燃取決于燃料種類、燃燒方式、爐膛型式與結(jié)構(gòu)、燃燒器設(shè)計(jì)與布置、鍋爐運(yùn)行工況燒器設(shè)計(jì)與布置、鍋爐運(yùn)行工況 V Vdafdaf?。唬ㄐ?；（M Ma

24、rar、A Aar ar ）大，）大，q q4 4 大；大； R R9090大，大， q q4 4 大；大； 過大或過小，過大或過小，q q4 4 大大 煤粉在爐膛停留時(shí)間煤粉在爐膛停留時(shí)間過小，過小， q q4 4 大大 設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí), , q q4 4、按推薦數(shù)據(jù)選?。ū?、按推薦數(shù)據(jù)選?。ū?-102-10）對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐取對(duì)固態(tài)排渣煤粉爐取 q q4 4 =0.5=0.55 %5 % 未完全燃燒熱損失未完全燃燒熱損失包括包括 q q4 4、q q3 3 排煙熱損失排煙熱損失 q q2 2式中式中 - - 排煙焓排煙焓, , 取決于取決于 與與 ，kJ/kgkJ/kg - - 進(jìn)入鍋爐的

25、冷空氣焓進(jìn)入鍋爐的冷空氣焓, , kJ/kgkJ/kg - - 排煙處過?？諝庀禂?shù)排煙處過?？諝庀禂?shù) ）（572,%Qq100)HH(qr40lkpypy2 0lkHpy pyHpy py 由由q2、受熱面低溫腐蝕及金屬耗量綜合確定。、受熱面低溫腐蝕及金屬耗量綜合確定。電站鍋爐電站鍋爐 約在約在110110160160之間。之間。 取決于取決于 及煙道漏風(fēng)及煙道漏風(fēng)，后者同時(shí)影響，后者同時(shí)影響 py py py py 對(duì)大中型鍋爐對(duì)大中型鍋爐 q q2 2 約為約為4 48%8%未被完全利用熱損失未被完全利用熱損失 包括包括 q q2 2、q q5 5、q q6 6圖圖2-8 2-8 額定容量

26、下鍋爐的散熱損失額定容量下鍋爐的散熱損失 散熱損失散熱損失 q q5 5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面的布置查圖2-82-8確定確定 DDqq55 55qq 、DD 、- - 鍋爐額定容量、運(yùn)行鍋爐額定容量、運(yùn)行 容量下的散熱損失容量下的散熱損失- - 鍋爐額定容量、運(yùn)行容量鍋爐額定容量、運(yùn)行容量q q5 5 與鍋爐運(yùn)行負(fù)荷近似成反比變化與鍋爐運(yùn)行負(fù)荷近似成反比變化 熱效率熱效率 正平衡正平衡 反平衡反平衡,%100QQqr11g ),%qqqqq(10065432g ）（622s/kg,QQ100QQ

27、Brg1 燃料消耗量燃料消耗量）（632s /kg),100q1 (BB4j 計(jì)算燃料消耗量計(jì)算燃料消耗量 煤粉的自燃煤粉的自燃 煤粉在氧化性介質(zhì)中，當(dāng)煤粉散熱不良或周圍介質(zhì)煤粉在氧化性介質(zhì)中，當(dāng)煤粉散熱不良或周圍介質(zhì)溫度升高時(shí)，會(huì)發(fā)生自燃溫度升高時(shí)，會(huì)發(fā)生自燃 煤粉的爆炸煤粉的爆炸 發(fā)生自燃的煤粉遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸發(fā)生自燃的煤粉遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸 影響煤粉爆炸的因素主要有影響煤粉爆炸的因素主要有：煤的揮發(fā)分含量、煤粉細(xì)度、煤粉：煤的揮發(fā)分含量、煤粉細(xì)度、煤粉的濃度和溫度、煤粉的水分的濃度和溫度、煤粉的水分 制粉系統(tǒng)需采用一定的防爆措施，如設(shè)置防爆門等制粉系統(tǒng)需采用一定的防爆措施，如設(shè)置防爆門

28、等 煤粉的細(xì)度煤粉的細(xì)度R Rx x（D Dx x） X X 為篩孔邊長或直徑，為篩孔邊長或直徑，mm R Rx x 越小或越小或 D Dx x 越大，則煤粉越細(xì)越大，則煤粉越細(xì))13(,%100baaRx )23(,%100babDx 或或 煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度 熱損失熱損失 q q4 4、制粉電耗、制粉電耗 q qdhdh、磨煤設(shè)備金屬部件磨損、磨煤設(shè)備金屬部件磨損 q qms ms 之和為最小時(shí)的煤粉細(xì)度之和為最小時(shí)的煤粉細(xì)度)33(nV8 . 04Rdafzj90 其中其中 n n 是表示煤粉顆粒分布的均勻性系數(shù)是表示煤粉顆粒分布的均勻性系數(shù))53(90200lgR100lnlgR

29、100lnlgn90200 R R200200 R R9090， n n為正值為正值當(dāng)當(dāng)R R9090一定時(shí)，一定時(shí)，n n值越大，則值越大，則R R200200越小，說明煤粉中過粗的煤粉較少越小，說明煤粉中過粗的煤粉較少 當(dāng)當(dāng)R R200200一定時(shí)，一定時(shí)，n n值越大，則值越大，則R R9090越大，說明煤粉中過細(xì)的煤粉較少越大，說明煤粉中過細(xì)的煤粉較少n n值越大，煤粉中過粗和過細(xì)的煤粉均較少，即煤粉粒度分布較均勻值越大，煤粉中過粗和過細(xì)的煤粉均較少，即煤粉粒度分布較均勻n n取決于磨煤機(jī)和粗粉分離器的型式，一般取取決于磨煤機(jī)和粗粉分離器的型式，一般取n = 0.8n = 0.81.2

30、1.2 哈氏可磨性指數(shù)哈氏可磨性指數(shù) HGIHGI HGI 62 HGI86 HGI86 為易磨煤為易磨煤 與與 HGIHGI之間關(guān)系之間關(guān)系 )103(61. 0HGI0034. 0K25. 1BTNkm BTNkmK 全蘇熱工研究所（全蘇熱工研究所（BTHBTH） 在風(fēng)干狀態(tài)下將質(zhì)量相等的標(biāo)準(zhǔn)煤和試驗(yàn)煤由相同的粒度磨制成相同在風(fēng)干狀態(tài)下將質(zhì)量相等的標(biāo)準(zhǔn)煤和試驗(yàn)煤由相同的粒度磨制成相同的細(xì)度時(shí)，消耗的能量之比的細(xì)度時(shí)，消耗的能量之比BTNkmK 1.2 1.5 1.5 為易磨煤為易磨煤BTNkmKBTNkmK 軸頸內(nèi)帶熱風(fēng)空心管雙進(jìn)雙軸頸內(nèi)帶熱風(fēng)空心管雙進(jìn)雙出筒式鋼球磨出筒式鋼球磨 圓筒兩端

31、的空心軸內(nèi)有一空?qǐng)A筒兩端的空心軸內(nèi)有一空心圓管，圓管外裝有螺旋輸送心圓管，圓管外裝有螺旋輸送裝置。兩端的空心軸既是熱風(fēng)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)混合物的出口。從而形成兩個(gè)相互對(duì)稱又彼此獨(dú)立的磨煤回相互對(duì)稱又彼此獨(dú)立的磨煤回路兩個(gè)回路路兩個(gè)回路 兩個(gè)回路同時(shí)使用時(shí)磨煤機(jī)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)可使磨煤出力降至個(gè)，這時(shí)可使磨煤出力降至5050以下以下 n n 過小，過小，筒內(nèi)鋼球與煤靠與筒內(nèi)鋼球與煤靠與筒壁的摩擦力帶上去，形成一筒壁的摩擦力帶上去，形成一個(gè)斜面，

32、然后沿斜面滑落個(gè)斜面，然后沿斜面滑落 n n 處于上述兩者之間，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)︿撉虮粠У揭欢ǜ叨龋貟佄锞€落下，鋼球?qū)ν驳椎拿喊l(fā)生強(qiáng)烈撞擊作用，輔以研磨筒底的煤發(fā)生強(qiáng)烈撞擊作用，輔以研磨 磨煤作用最大時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為最佳工作轉(zhuǎn)速磨煤作用最大時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為最佳工作轉(zhuǎn)速n nzj zj 經(jīng)驗(yàn)表明：經(jīng)驗(yàn)表明： n nzjzj = =（0.75-0.780.75-0.78）n nljlj 沒有撞擊作用，磨煤效果差，煤粉磨得過細(xì)，出力降低，電耗大沒有撞擊作用，磨煤效果差，煤粉磨得過細(xì)，出力降低，電耗大 n n 影響磨煤出力和電耗影響磨煤出力和電耗 n n 過大，過大

33、，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)速稱為臨界轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速n nljlj V Vtf tf 過小過小 筒內(nèi)風(fēng)速過小，出口端鋼球能量沒有被充分利用，筒內(nèi)風(fēng)速過小，出口端鋼球能量沒有被充分利用，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 V Vtf tf 過大過大 筒內(nèi)風(fēng)速過大，磨煤機(jī)出口煤粉過粗，粗粉分筒內(nèi)風(fēng)速過大，磨煤機(jī)出口煤粉過粗，粗粉分離器回粉量增大，通風(fēng)電耗增大離器回粉量增大，通風(fēng)電耗增大 zjtfV 最佳通風(fēng)量最佳通風(fēng)量 磨煤和通風(fēng)電耗之和最小時(shí)

34、的通風(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、煤粉細(xì)度、筒體容積及鋼球充滿的大小與煤的種類、煤粉細(xì)度、筒體容積及鋼球充滿系數(shù)等有關(guān)。系數(shù)等有關(guān)。zjtfVzjtfVV Vtf tf 直接影響燃料沿筒體長度的分布和磨煤出力直接影響燃料沿筒體長度的分布和磨煤出力 磨煤出力磨煤出力B Bm m 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)行狀況確定以及磨煤機(jī)的運(yùn)行狀況確定 干燥出力干燥出力B Bg g

35、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，對(duì)高水分和較軟的煤，B Bm mBBg g，而對(duì)于干和硬的煤，則，而對(duì)于干和硬的煤，則B Bg g BBm m 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B Bm m=B=Bg g）可以）可以通過調(diào)節(jié)進(jìn)入磨煤機(jī)的干燥劑流量和溫度來實(shí)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)進(jìn)入磨煤機(jī)的干燥劑流量和溫度來實(shí)現(xiàn) 單進(jìn)單出磨煤機(jī)對(duì)負(fù)荷適應(yīng)性差，其單位電耗單進(jìn)單出磨煤機(jī)對(duì)負(fù)荷適應(yīng)性差，其單位

36、電耗EmEmkg/kJ,BNEmdwm 磨煤機(jī)磨煤機(jī)筒體和鋼球的質(zhì)量比其中的燃料大許多倍，筒體和鋼球的質(zhì)量比其中的燃料大許多倍， N Ndw dw 主要消耗在主要消耗在 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)筒體和升舉鋼球上，與磨煤出力動(dòng)筒體和升舉鋼球上，與磨煤出力B Bm m 幾乎無關(guān)。幾乎無關(guān)。E Em m 隨出力隨出力B Bm m 的的 降低降低而增高，在低負(fù)荷下運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)而增高，在低負(fù)荷下運(yùn)行不經(jīng)濟(jì) 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)間短雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)響應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的時(shí)間短 其出力不是靠調(diào)整其出力不是靠調(diào)整給煤機(jī)來控制，而是靠

37、調(diào)整一次風(fēng)量控制。加大一次風(fēng)閥門的開度，風(fēng)量給煤機(jī)來控制，而是靠調(diào)整一次風(fēng)量控制。加大一次風(fēng)閥門的開度，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，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，低負(fù)荷下煤粉細(xì)度降低，低負(fù)荷下煤粉細(xì)度降低，有利于低揮發(fā)分煤的穩(wěn)燃有利于低揮發(fā)分煤的穩(wěn)燃 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)荷變化的能力鋼球磨中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)鋼球磨中儲(chǔ)

38、式制粉系統(tǒng)有有熱風(fēng)送粉熱風(fēng)送粉和和乏氣送粉乏氣送粉兩種兩種 空氣經(jīng)送風(fēng)機(jī)空氣經(jīng)送風(fēng)機(jī)空預(yù)器空預(yù)器一次一次風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)一次風(fēng)箱一次風(fēng)箱混合器（熱氣混合器（熱氣與煤粉）與煤粉）一次一次風(fēng)噴口風(fēng)噴口 乏氣乏氣排粉機(jī)排粉機(jī)乏氣風(fēng)箱乏氣風(fēng)箱三三次風(fēng)噴口次風(fēng)噴口 適用無煙煤、適用無煙煤、貧煤及劣質(zhì)煤貧煤及劣質(zhì)煤 乏氣乏氣排粉機(jī)排粉機(jī)一次風(fēng)箱一次風(fēng)箱混混合器（乏氣與煤合器（乏氣與煤粉）粉） 一次風(fēng)一次風(fēng)噴口噴口 適用于煙煤等適用于煙煤等揮發(fā)分含量高的揮發(fā)分含量高的煤種煤種 再循環(huán)管再循環(huán)管3131 將部分磨煤乏氣從排粉風(fēng)機(jī)后返回到磨煤機(jī)，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)然后再回

39、到排粉風(fēng)機(jī)進(jìn)行循環(huán) 再循環(huán)風(fēng)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)量協(xié)調(diào)磨煤、干燥和燃燒三方面所需的風(fēng)量 排粉風(fēng)機(jī)裝在排粉風(fēng)機(jī)裝在磨煤機(jī)出口，整磨煤機(jī)出口，整個(gè)系統(tǒng)在負(fù)壓下個(gè)系統(tǒng)在負(fù)壓下運(yùn)行運(yùn)行 煤粉不會(huì)向外煤粉不會(huì)向外泄漏，對(duì)環(huán)境污泄漏，對(duì)環(huán)境污染小染小 漏風(fēng)大，排粉漏風(fēng)大，排粉風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，效率低，電耗大，效率低，電耗大，系統(tǒng)可靠性差。系統(tǒng)可靠性差。 中速磨直吹式制粉系統(tǒng)中速磨直

40、吹式制粉系統(tǒng)有有正壓正壓和和負(fù)壓負(fù)壓系統(tǒng)；系統(tǒng)；正壓系統(tǒng)正壓系統(tǒng)又有又有熱一次風(fēng)熱一次風(fēng)和和冷一次風(fēng)冷一次風(fēng)系統(tǒng)系統(tǒng) 正壓系統(tǒng)：一次風(fēng)機(jī)正壓系統(tǒng)：一次風(fēng)機(jī)布置在磨煤機(jī)之前，系布置在磨煤機(jī)之前，系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)下工作統(tǒng)處于正壓狀態(tài)下工作 無漏風(fēng)；葉片磨損小無漏風(fēng)；葉片磨損小 煤粉易外泄，系統(tǒng)需煤粉易外泄，系統(tǒng)需設(shè)專門的密封風(fēng)機(jī)設(shè)專門的密封風(fēng)機(jī) 熱一次風(fēng)系統(tǒng)：配置熱一次風(fēng)系統(tǒng)：配置二分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。二分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。一次風(fēng)機(jī)布置在空預(yù)器一次風(fēng)機(jī)布置在空預(yù)器與磨煤機(jī)之間，輸送的與磨煤機(jī)之間，輸送的是熱空氣是熱空氣 風(fēng)機(jī)體積大，電耗高，風(fēng)機(jī)體積大，電耗高，易發(fā)生高溫侵蝕，運(yùn)行易發(fā)生高溫侵蝕，運(yùn)行效

41、率及可靠性低效率及可靠性低 配置三分倉回轉(zhuǎn)配置三分倉回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。一、二式空預(yù)器。一、二次風(fēng)各自由單獨(dú)風(fēng)次風(fēng)各自由單獨(dú)風(fēng)機(jī)輸送，風(fēng)機(jī)處于機(jī)輸送，風(fēng)機(jī)處于空預(yù)器之前，輸送空預(yù)器之前，輸送的是干凈的冷空氣的是干凈的冷空氣 風(fēng)機(jī)體積小，電風(fēng)機(jī)體積小，電耗低，效率高；高耗低，效率高；高壓頭冷一次風(fēng)機(jī)可壓頭冷一次風(fēng)機(jī)可兼作密封風(fēng)機(jī)，簡兼作密封風(fēng)機(jī)，簡化系統(tǒng)；熱風(fēng)溫度化系統(tǒng)；熱風(fēng)溫度不受一次風(fēng)機(jī)的限不受一次風(fēng)機(jī)的限制，可滿足磨制較制，可滿足磨制較高水分煤種要求高水分煤種要求 （a a）熱風(fēng)干燥；）熱風(fēng)干燥；（b b）熱風(fēng)）熱風(fēng)- -爐煙干燥爐煙干燥 磨制煙煤和水分不高的褐煤磨制煙煤和水分不高的褐煤 采用熱

42、風(fēng)作為干燥劑采用熱風(fēng)作為干燥劑 磨制高水分的褐煤磨制高水分的褐煤 采用熱風(fēng)摻爐煙作為干燥劑采用熱風(fēng)摻爐煙作為干燥劑 直吹式系統(tǒng)直吹式系統(tǒng) 系統(tǒng)簡單、設(shè)備部件少，管路短、阻力小，初投資和系統(tǒng)簡單、設(shè)備部件少，管路短、阻力小，初投資和系統(tǒng)的建筑尺寸小，輸粉電耗較小；但磨煤機(jī)的工作直接影響鍋爐的運(yùn)系統(tǒng)的建筑尺寸小，輸粉電耗較小；但磨煤機(jī)的工作直接影響鍋爐的運(yùn)行，鍋爐機(jī)組的可靠性相對(duì)低些行，鍋爐機(jī)組的可靠性相對(duì)低些8/8 儲(chǔ)倉式系統(tǒng)儲(chǔ)倉式系統(tǒng) 設(shè)有煤粉倉，磨煤機(jī)可一直維持在經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行，磨設(shè)有煤粉倉，磨煤機(jī)可一直維持在經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行，磨煤機(jī)的工作對(duì)鍋爐影響較小，系統(tǒng)的可靠性高；但系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備部件多

43、，煤機(jī)的工作對(duì)鍋爐影響較小，系統(tǒng)的可靠性高；但系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備部件多，初投資及運(yùn)行費(fèi)用高初投資及運(yùn)行費(fèi)用高 鍋爐負(fù)荷變動(dòng)時(shí)鍋爐負(fù)荷變動(dòng)時(shí) 儲(chǔ)倉式系統(tǒng)儲(chǔ)倉式系統(tǒng) 調(diào)節(jié)給粉機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)改變煤粉量，既方便又靈敏；調(diào)節(jié)給粉機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)改變煤粉量，既方便又靈敏； 直吹式系統(tǒng)直吹式系統(tǒng) 從改變給煤量開始，經(jīng)過整個(gè)系統(tǒng)才能改變煤粉量，惰從改變給煤量開始，經(jīng)過整個(gè)系統(tǒng)才能改變煤粉量，惰性較大性較大 化學(xué)反應(yīng)速度化學(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，單位是的變化率，單位是mol /（cm3s） 對(duì)于反應(yīng)式對(duì)于反應(yīng)式 A B G H 反應(yīng)速度為反應(yīng)速

44、度為 C CA A、C CB B、C CG G、C CH H 分別為反應(yīng)物分別為反應(yīng)物A A、B B和生成物和生成物G G、H H的濃度，的濃度，mol/cmmol/cm3 3 、 分別為相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)分別為相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù))14(dtdC1dtdC1dtdC1dtdC1wHGBA 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)伴隨各種物理過程燃燒反應(yīng)是一種發(fā)光放熱的高速化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)伴隨各種物理過程 均相燃燒均相燃燒 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燃料和氧化劑物態(tài)不同，

45、如固體燃料在空氣中燃燒 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，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)物濃度的冪指數(shù)等于其相應(yīng)的化學(xué)應(yīng)物濃度乘積成正比，各反應(yīng)物濃度的冪指數(shù)等于其相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù)計(jì)量系數(shù) 對(duì)反應(yīng)對(duì)反應(yīng) A A B B G G H H 質(zhì)量作用定律可用下式表示質(zhì)量作用定律可用下式表示 式中：式中：k 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)34(CkCwBA 在溫度不變的情況下，反應(yīng)物的

46、濃度越高，分子的碰撞機(jī)會(huì)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。越多，化學(xué)反應(yīng)速度就越快。 多相燃燒反應(yīng)多相燃燒反應(yīng)在固體表面進(jìn)行，固體燃料濃度不變在固體表面進(jìn)行，固體燃料濃度不變（CA=常常數(shù)），數(shù)），故多相反應(yīng)速度故多相反應(yīng)速度w是指在單位時(shí)間、單位表面上反應(yīng)物是指在單位時(shí)間、單位表面上反應(yīng)物（氣相）濃度的變化率（氣相）濃度的變化率 式中式中 f fA A單位容積單位容積兩相混合物中固相物質(zhì)的表面積；兩相混合物中固相物質(zhì)的表面積； C CB B氣相反應(yīng)物質(zhì)的濃度氣相反應(yīng)物質(zhì)的濃度 BABCkfdtdCw 阿氏定律阿氏定律 反映溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響反

47、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)物濃度不變時(shí)，反應(yīng)速度常數(shù)反應(yīng)速度常數(shù)k k 隨溫度變化的關(guān)系隨溫度變化的關(guān)系 式中式中 k k0 0頻率因子，近似為一常數(shù)頻率因子，近似為一常數(shù) R R、T T、 E E 通用氣體常數(shù)、熱力學(xué)溫度、活化能通用氣體常數(shù)、熱力學(xué)溫度、活化能 )44(ekkRTE0 活化能活化能 E E 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艿姆肿訛榛罨肿??；罨芑罨?E E與反應(yīng)物種類有關(guān)，揮發(fā)分含量小的與反應(yīng)物種類有關(guān)，揮發(fā)分含量小的煤，煤，E E大大 在一定的溫度

48、下，活化能在一定的溫度下，活化能 E E越大，則反應(yīng)速度常數(shù)越大，則反應(yīng)速度常數(shù) k k值越小，反應(yīng)速率值越小，反應(yīng)速率越??；而在一定的活化能越??；而在一定的活化能 E E下，溫度越高，則反應(yīng)速度常數(shù)下，溫度越高，則反應(yīng)速度常數(shù)k k值越大，反值越大，反應(yīng)速率越大應(yīng)速率越大 預(yù)熱干燥預(yù)熱干燥 煤被加熱至煤被加熱至100100左右，煤粒表面及煤粒縫隙間的水被逐漸左右，煤粒表面及煤?？p隙間的水被逐漸蒸發(fā)出來。蒸發(fā)出來。大量吸熱大量吸熱 揮發(fā)份析出并著火揮發(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

49、溫速度。不同的煤，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。開始析出揮發(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)的溫度稱煤的著火溫度，不同煤的著火溫度不同。對(duì)應(yīng)的溫度稱煤的著火溫度，不同煤的著火溫度不同。少量吸熱少量吸熱 燃燒燃燒 揮發(fā)份揮發(fā)份首先首先燃燒造成高溫，包圍焦炭的揮發(fā)分基本燒完且燃燒燃燒造成高溫，包圍焦炭的揮發(fā)分基本燒完且燃燒產(chǎn)物離析后，碳開始著火、燃燒。產(chǎn)物離析后，碳開始著火、燃燒。大量放熱大量放熱 燃盡燃盡 殘余的焦炭最后燃盡，成為灰渣。殘余的焦炭最后燃盡，成為灰渣。少量放

50、熱少量放熱 上述各階段實(shí)際是交叉進(jìn)行的；著火和燃盡是最重要的兩個(gè)階段，著上述各階段實(shí)際是交叉進(jìn)行的；著火和燃盡是最重要的兩個(gè)階段，著火是前提，燃盡是目的火是前提，燃盡是目的 附加反應(yīng)附加反應(yīng) C C 及及 C O C O 與空氣中的水蒸汽產(chǎn)生的反應(yīng)與空氣中的水蒸汽產(chǎn)生的反應(yīng) C + HC + H2 2 O C O + HO C O + H2 2 C + 2 H C + 2 H2 2 O C OO C O2 2 + 2 H+ 2 H2 2 CO + H CO + H2 2O C OO C O2 2 + H + H2 2 一次反應(yīng)一次反應(yīng) 在一定溫度下，碳和氧的化學(xué)反應(yīng)可能有兩種在一定溫度下，碳和

51、氧的化學(xué)反應(yīng)可能有兩種 C + OC + O2 2 C O C O2 2 C + OC + O2 2 C O C O 21 二次反應(yīng)二次反應(yīng) 一次反應(yīng)的生成物一次反應(yīng)的生成物COCO2 2、COCO與初始反應(yīng)物碳和氧與初始反應(yīng)物碳和氧 再次發(fā)生反應(yīng)再次發(fā)生反應(yīng) C + C OC + C O2 2 2 C O 2 C O C O + OC O + O2 2 C O C O2 2 21 焦碳的燃燒反應(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)速度等力和氣體與焦碳顆粒之間的相對(duì)速度等 式中：式中：m mp p

52、焦碳顆粒質(zhì)量焦碳顆粒質(zhì)量 p p焦碳顆粒密度焦碳顆粒密度 P P 壓力壓力 0202氧氣濃度氧氣濃度 d d 焦碳顆粒的直徑焦碳顆粒的直徑 k k 焦碳顆粒的反應(yīng)速度常數(shù)焦碳顆粒的反應(yīng)速度常數(shù) )74(Pdkdtdm022Pp 氧氣從外界擴(kuò)散到炭粒周圍，氧氣從外界擴(kuò)散到炭粒周圍，氧氣通氧氣通過灰殼的阻力，到達(dá)炭粒的表面過灰殼的阻力，到達(dá)炭粒的表面 氧氣吸附在炭粒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)，高溫下，炭粒和氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生生成成CO2和和CO，同時(shí)不可燃物生成灰渣，同時(shí)不可燃物生成灰渣 燃燒產(chǎn)物（燃燒產(chǎn)物（CO2和和CO）從炭粒表面上）從炭粒表面上解吸析解吸析焦碳燃燒按

53、下述程序進(jìn)行焦碳燃燒按下述程序進(jìn)行 燃燒產(chǎn)物通過灰殼阻力向外擴(kuò)散，燃燒產(chǎn)物通過灰殼阻力向外擴(kuò)散，其中其中CO2直接擴(kuò)散在周圍空氣中，直接擴(kuò)散在周圍空氣中， CO在擴(kuò)散過程中遇氧氣又變成在擴(kuò)散過程中遇氧氣又變成CO2 ，然后再向遠(yuǎn)處空氣中擴(kuò)散，然后再向遠(yuǎn)處空氣中擴(kuò)散 焦碳的燃燒反應(yīng)速度的影響因素焦碳的燃燒反應(yīng)速度的影響因素可以是化學(xué)的（反應(yīng)物的可以是化學(xué)的（反應(yīng)物的吸附作用、化學(xué)反應(yīng)本身、或生成物的脫附作用）；也可以吸附作用、化學(xué)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)物或生成物的擴(kuò)散過程）是物理擴(kuò)散的（反應(yīng)物或生成物的擴(kuò)散過程） 焦碳的燃燒反應(yīng)速度焦碳的燃燒反應(yīng)速度取決于上述連

54、續(xù)過程中最慢的某一個(gè)取決于上述連續(xù)過程中最慢的某一個(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)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) 反應(yīng)速度常數(shù)反應(yīng)速度常數(shù)k k 取決于碳粒表面的化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)取決于碳粒表面的化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)k kC C 和氧的擴(kuò)散速和氧的擴(kuò)散速度常數(shù)度常數(shù)k kD D )84(k/1k/11kDC 其中其中 )94()RTEexp(AkPC )104(dRTD37. 2kaD 式中式中 A A 為反應(yīng)前置系數(shù)；為反應(yīng)前置系數(shù)； d d 為碳粒直徑；為碳粒直徑； D D 為氧氣擴(kuò)散系數(shù)；為氧氣擴(kuò)散系數(shù)； 為為化學(xué)當(dāng)量因子。若主要產(chǎn)物是化學(xué)當(dāng)量因子。若主要產(chǎn)

55、物是COCO2 2，則，則 等于等于1 1；若主要產(chǎn)物；若主要產(chǎn)物 是是COCO，則，則 等于等于2 2； T TP P、T Ta a 分別為碳粒溫度和邊界層中氣體平均溫度分別為碳粒溫度和邊界層中氣體平均溫度 動(dòng)力區(qū)動(dòng)力區(qū) 燃燒反應(yīng)的溫度不高，燃燒反應(yīng)的溫度不高， k kC Ck kD D，焦碳燃燒處于化學(xué)動(dòng)力控，焦碳燃燒處于化學(xué)動(dòng)力控制下，制下，反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)k k= =k kC C 燃燒反應(yīng)速度燃燒反應(yīng)速度w w 取決于碳粒表面的化學(xué)反應(yīng)速度取決于碳粒表面的化學(xué)反應(yīng)速度, ,隨溫度的升高按指隨溫度的升高按指數(shù)增大。數(shù)增大。 強(qiáng)化燃燒的措施是強(qiáng)化燃燒的措施是提高反應(yīng)系統(tǒng)的溫度提高反

56、應(yīng)系統(tǒng)的溫度 擴(kuò)散區(qū)擴(kuò)散區(qū) 燃燒反應(yīng)溫度較高，燃燒反應(yīng)溫度較高， k kC C k kD D，焦碳燃燒處于擴(kuò)散控制下，焦碳燃燒處于擴(kuò)散控制下，反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)k k= =k kD D 燃燒反應(yīng)速度燃燒反應(yīng)速度w w 取決于氧氣向碳粒表面的擴(kuò)散速度。取決于氧氣向碳粒表面的擴(kuò)散速度。 強(qiáng)化燃燒的措強(qiáng)化燃燒的措施是強(qiáng)化擾施是強(qiáng)化擾動(dòng)，減小煤粉顆粒動(dòng)，減小煤粉顆粒 過渡區(qū)過渡區(qū) 動(dòng)力區(qū)與擴(kuò)散區(qū)之間區(qū)域，動(dòng)力區(qū)與擴(kuò)散區(qū)之間區(qū)域，強(qiáng)化燃燒的措施是強(qiáng)化燃燒的措施是同時(shí)提高爐膛同時(shí)提高爐膛溫度和擴(kuò)散速度溫度和擴(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)域根據(jù)燃燒條件的不同，可將多相燃燒分為

57、三種不同的區(qū)域)84(k/1k/11kDC 煤中含有水分煤中含有水分 煤的燃燒過程中，水蒸氣很易和煤的燃燒過程中，水蒸氣很易和C C及及燃燒產(chǎn)燃燒產(chǎn)物物COCO作用，生成作用，生成COCO2 2和和H H2 2，H H2 2再與再與COCO或或COCO2 2反應(yīng)。這種催化作用，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)速度使燃燒反應(yīng)更加復(fù)雜并改變化學(xué)反應(yīng)速度 煤中含有揮發(fā)分煤中含有揮發(fā)分 揮發(fā)分對(duì)煤的著火燃燒有利；另一方面，揮發(fā)分對(duì)煤的著火燃燒有利；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

58、過程的初期焦碳的燃燒速度下降的擴(kuò)散阻力，使燃燒過程的初期焦碳的燃燒速度下降 煤中含有礦物雜質(zhì)煤中含有礦物雜質(zhì) 在燃燒過程會(huì)生成灰，灰層包裹著碳粒，在燃燒過程會(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，燃盡困難難以進(jìn)行，燃盡困難 煤是一種多孔性物質(zhì)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，不但它受熱時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣和揮發(fā)分，不但向煤粒表面四周的空間擴(kuò)散，而且還會(huì)向煤粒的內(nèi)部空隙擴(kuò)散向煤粒表面四周的空間擴(kuò)散，而且還會(huì)向煤粒的內(nèi)部空隙擴(kuò)散 鍋爐燃用煤粉的顆粒很小鍋爐燃用煤粉的顆粒很?。?0301

59、00100m m），爐膛溫度又很高，爐膛溫度又很高，煤粉在爐煤粉在爐膛中的加熱速度可以達(dá)到（膛中的加熱速度可以達(dá)到（10104 4/s/s或更高）或更高） 煤粉快速加熱時(shí)，煤粉快速加熱時(shí)，煤中煤中揮發(fā)分的含量揮發(fā)分的含量和成分和成分都與慢速加熱的揮發(fā)分常規(guī)測試都與慢速加熱的揮發(fā)分常規(guī)測試方法不同方法不同 煤粉快速加熱時(shí)，煤粉快速加熱時(shí)，揮發(fā)分析出、著火揮發(fā)分析出、著火和碳的著火燃燒幾乎是同時(shí)的，和碳的著火燃燒幾乎是同時(shí)的，其中極其中極小的煤粉甚至可能先著火燃燒小的煤粉甚至可能先著火燃燒 煤粉快速加熱時(shí)，煤粉快速加熱時(shí)，焦碳在孔隙結(jié)構(gòu)方焦碳在孔隙結(jié)構(gòu)方面面與慢速加熱有很大差別與慢速加熱有很大差別

60、煤粉火焰中揮發(fā)分的析出曲線煤粉火焰中揮發(fā)分的析出曲線 煤粉氣流的著火煤粉氣流的著火 由緩慢的氧化狀態(tài)轉(zhuǎn)化到快速的燃燒狀態(tài)的瞬間過程由緩慢的氧化狀態(tài)轉(zhuǎn)化到快速的燃燒狀態(tài)的瞬間過程轉(zhuǎn)變時(shí)的瞬間溫度稱為轉(zhuǎn)變時(shí)的瞬間溫度稱為著火溫度著火溫度)134()TT(FQb2 燃燒過程中向周圍介質(zhì)的散熱量燃燒過程中向周圍介質(zhì)的散熱量Q2為為式中式中 V V、 F 分別為分別為煤粉空氣混合物容積和燃燒室壁面面積煤粉空氣混合物容積和燃燒室壁面面積 混合物向燃燒室壁面的綜合放熱系數(shù)混合物向燃燒室壁面的綜合放熱系數(shù) T T、 Tb 分別為分別為反應(yīng)系統(tǒng)溫度和燃燒室壁面溫度反應(yīng)系統(tǒng)溫度和燃燒室壁面溫度 )124(QVCe