一二次風對燃燒的影響

1、一、二次風對燃燒的影響一、二次風率、風速及風溫在鍋爐燃燒設備和煤質(zhì)一定的條件下，一 次風與二次風的調(diào)節(jié)就成為決定著火和燃盡過程的關(guān)鍵。一次風與二 次風的工作參數(shù)用風量、風速和風溫來表示。（1）一次風量（率） 一 次風量主要取決于煤質(zhì)條件。當鍋爐燃用的煤質(zhì)確定時，一次風量對 煤粉氣流著火速度和著火穩(wěn)定性的影響是主要的。一次風量愈大，煤 粉氣流加熱至著火所需的熱量就越多，即著火熱愈多。這時，著火速 度就愈慢，因而，距離燃燒器出口的著火位置延長，使火焰在爐內(nèi)的 總行程縮短，即燃料在爐內(nèi)的有效燃燒時間減少，導致燃燒不完全。 顯然，這時爐膛出口煙溫也會升高，不但可能使爐膛出口的受熱面結(jié) 渣，還會引起過熱

2、器或再熱器超溫等一系列問題，嚴重影響鍋爐安全 經(jīng)濟運行。對于不同的燃料，由于它們的著火特性的差別較大，所需 的一次風量也就不同。應在保證煤粉管道不沉積煤粉的前提下，盡可 能減小一次風量。對一次風量的要求是， 滿足煤粉中揮發(fā)分著火燃燒 所需的氧量，滿足輸送煤粉的需要。如果同時滿足這兩個條件有矛盾， 則應首先考慮輸送煤粉的需要。例如，對于貧煤和無煙煤，因揮發(fā)分 含量很低，如按揮發(fā)分含量來決定一次風量，則不能滿足輸送煤粉的 要求，為了保證輸送煤粉，必須增大一次風量。但因此卻增加了著火 的困難，這又要求加強快速與穩(wěn)定著火的措施，即提高一次風溫度， 或采用其它穩(wěn)燃措施。一次風量通常用一次風量占總風量的比

3、值表示， 稱為一次風率。一次風率的推薦值列于下表：煤種無煙煤貧煤煙煤 煙煤 褐煤V daf 20% 30%> 30% 乏氣送粉 2025% 2530% 2535% 2045% 熱風送粉1520% 2025% 2025% 25 40% 4045%（2 ）一次風速 在燃燒器結(jié)構(gòu)和燃用煤種一定時，確定了一次風量就等于確定了一次風速。一次風速不但決 定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著一次風氣流的剛度。一次風速過 高，會推遲著火，引起燃燒不穩(wěn)定，甚至滅火。任何一種燃料著火后， 當氧濃度和溫度一定時，具有一定的火焰?zhèn)鞑ニ俣取．斠淮物L速過高， 大于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r，就會吹滅火焰或者引起脫火”即便能著火，也

4、可能產(chǎn)生其它問題。因為較粗的煤粉慣性大，容易穿過劇烈燃燒區(qū) 而落下，形成不完全燃燒。有時甚至使煤粉氣流直沖對面的爐墻，引 起結(jié)渣。一次風速過低，對穩(wěn)定燃燒和防止結(jié)渣也是不利的。原因在 于：1）煤粉氣流剛性減弱，易彎曲變形，偏斜貼墻，切圓組織不好， 擾動不強烈，燃燒緩慢；2）煤粉氣流的卷吸能力減弱，加熱速度緩慢，著火延遲；3 ）氣流速度小于火焰?zhèn)鞑ニ俣葧r，可能發(fā)生回火”現(xiàn)象，或因著火位置距離噴口太近，將噴口燒壞； 4）易發(fā)生空氣、 煤粉分層，甚至引起煤粉沉積、堵管現(xiàn)象；5）引起一次風管內(nèi)煤粉濃度分布不均，從而導致一次風射出噴口時，在噴口附近出現(xiàn)煤粉濃 度分布不均的現(xiàn)象，這對燃燒也是十分不利的。四

5、角布置燃燒器配風 風速的推薦值列于下表：煤種 無煙煤貧煤煙煤褐煤一次風速m/s20 25 20 30 25 35 25 40 二次風速 m/s 40 55 45 55 4060 4060三次風速 m/s 50 60 5560 3545 35 45（3 ）一次風溫 一次風溫對煤粉氣流的著火、燃燒速度影響較大。 提高一次風溫，可降低著火熱，使著火位置提前。運行實踐表明，提高一次風溫還能在低負荷時穩(wěn)定燃燒。有的試驗發(fā)現(xiàn)，當煤粉氣流的 初溫從20 C提高到300 C時，著火熱可降低60%左右。提高一次風氣 流的溫度對煤粉著火十分有利。因此，提高熱風溫度是提高煤粉著火 速度和著火穩(wěn)定性的必要措施之一。根

6、據(jù)煤質(zhì)揮發(fā)分含量的大小，一 次風溫既應滿足使煤粉盡快著火，穩(wěn)定燃燒的要求，又應保證煤粉輸 送系統(tǒng)工作的安全性。一次風溫超過煤粉輸送的安全規(guī)定時，就可能 發(fā)生爆炸或自燃。當然，一次風溫太低對鍋爐運行也不利，除了推遲 著火，燃燒不穩(wěn)定和燃燒效率降低之外， 還會導致爐膛出口煙溫升高， 引起過熱器超溫或汽溫升高。（4）二次風量（率）及二次風速 煤粉氣 流著火后，二次風的投入方式對著火穩(wěn)定性和燃盡過程起著重要作用。 對于大容量鍋爐尤其要注意二次風穿透火焰的能力。當燃用的煤質(zhì)一 定時，一次風量就被確定了，這時二次風量隨之確定。對于已經(jīng)運行 的鍋爐，由于燃燒器噴口結(jié)構(gòu)未變，故二次風速只隨二次風量變化。 二次

7、風是在煤粉氣流著火后混入的。由于高溫火焰的粘度很大，二次 風必須以很高的速度才能穿透火焰，以增強空氣與焦碳粒子表面的接 觸和混合，故通常二次風速比一次風速提高一倍以上。配風方式不僅 影響燃燒穩(wěn)定性和燃燒效率，還關(guān)系到結(jié)渣、火焰中心高度的變化、 爐膛出口煙溫的控制，從而，進一步影響過熱汽溫與再熱汽溫。（5）二次風溫從燃燒角度看，二次風溫愈高，愈能強化燃燒，并能在低負 荷運行時增強著火的穩(wěn)定性。但是二次風溫的提高受到空氣預熱器傳 熱面積的限制，傳熱面積愈大，金屬耗量就愈多，不但增加投資，而 且將使預熱器結(jié)構(gòu)龐大，不便布置。熱風溫度的推薦值列于下表：燃料無煙煤貧煤褐煤煙煤熱風溫度（C ）380430

8、 330380350380 2803503、三次風、周界風、夾心風（1）三次風在中儲式制粉系統(tǒng)中，細粉分離器將煤粉和輸送煤粉的空氣分離后， 形成乏氣。乏氣中帶有10%的細煤粉。這部分乏氣一般送入爐膛燃燒， 形成三次風。三次風的特點是溫度低，水分大，煤粉細。運行經(jīng)驗證 明，三次風對燃燒有明顯的不利影響。在大容量鍋爐上，三次風的投 入對過熱汽溫、再熱汽溫的影響很大。三次風對燃燒及汽溫調(diào)節(jié)的不 利影響是：1 ）使火焰溫度降低，燃燒不穩(wěn)定。2 ）火焰拖長，爐膛出口煙溫升高，使過熱汽溫與再熱汽溫偏高，汽溫調(diào)節(jié)幅度增大。同 時增大過熱器熱偏差。3 ）三次風高速射入，使火焰殘余旋轉(zhuǎn)增大，同時飛灰可燃物增加；

9、4 ）三次風量較大時，風速也增大，易擾亂爐正常的空氣流動，引起火焰貼墻結(jié)渣。為了減輕三次風對燃燒的不利 影響，在大容量鍋爐上可將三次風分為兩段，即上三次風和下三次風。三次風的分級送入和合理布置，不僅能減輕上述的不利影響，還能把 制粉系統(tǒng)乏氣中的煤粉燒掉，并加強燃燒后期可燃物與空氣的混合， 促進燃燒。為了保證三次風穿透火焰，三次風速通常達5060 米/秒。 三次風溫一般低于100 C。煤中水分較大時，只有60 C。三次風量約 占總風量的1018%，有時可達30%。三次風量的大小取決于一次 風量。根據(jù)煤質(zhì)的揮發(fā)分含量，著火的難易程度，水分含量等，一次 風量首先以滿足干燥原煤、輸送煤粉的要求為原則。

10、進入磨煤機前的 一次風流量和溫度可以調(diào)整，目的是控制磨煤機內(nèi)的溫度，提高磨煤 效率，控制磨煤出力。（2）周界風 在一次風噴口外緣，有時布置有周界風。周界風的作用是：1 ）冷卻一次風噴口，防止噴口燒壞或變 形；2）少量熱空氣與煤粉火焰及時混合。由于直流煤粉火焰的著火 首先從外邊緣開始，火焰外圍易出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象，這時周界風就起著補 氧作用。周界風量較小時，有利于穩(wěn)定著火；周界風量太大時，相當 于二次風過早混入一次風，因而對著火不利；3）周界風的速度比煤粉氣流的速度要高，能增加一次風氣流的剛度，防止氣流偏斜；并能 托住煤粉，防止煤粉從主氣流中分離出來而引起不完全燃燒；4 ）高速周界風有利于卷吸高溫煙氣

11、，促進著火，并加速一、二次風的混合 過程。但周界風量過大或風速過小時，在煤粉氣流與高溫煙氣之間形 成 屏蔽”反而阻礙加熱煤粉氣流。故當燃用的煤質(zhì)變差時，應減少 周界風量。周界風的風量一般為二次風量的10 %或略多一些，風速為 3045米/秒，風層厚度為1525mm。（3）夾心風為了避免周界 風防礙一次風直接卷吸高溫煙氣的不利影響，又出現(xiàn)了夾心風。所謂 夾心風就是在一次風噴口中間豎直地布置一個二次風噴口。夾心風的 作用是：1）補充火焰中心的氧氣，同時也降低了著火區(qū)的溫度，而 對一次風射流外緣的煙氣卷吸作用沒有明顯的影響；2）高速的夾心風提高了一次風射流的剛度，能防止氣流偏斜，而且增強了煤粉氣流 內(nèi)部的擾動，這對加速外緣火焰向中心的傳播是有利的；3）夾心風速度較大時，一次風射流擴展角減小，煤粉氣流擴散減弱，這對于減 輕和避免煤粉氣流貼壁，防止結(jié)渣有一定作用；4 ）可作為變煤種、變負荷時燃燒調(diào)整的手段之一。如前所述，周界風或夾心風主要是用 來解決煤粉氣流高度集中時著火初期的供氧問題。數(shù)量約占二次風量