鍋爐節(jié)能基礎(chǔ)理論

1、鍋爐節(jié)能基礎(chǔ)理論第一節(jié) 燃料及其基本特性燃料是指在空氣中燃燒并能放出大量熱量的氣體、液體或固體，且在經(jīng)濟(jì)上具有利用價值的物質(zhì)的總稱。鍋爐使用的燃料通常按照存在的物理形態(tài)，將其分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料三種。固體燃料常用的有煤、矸石、頁巖和甘蔗渣等；液體燃料常用的有重油、渣油和輕柴油等；氣體燃料常用的有天然氣、城市煤氣、高爐煤氣、集爐煤氣和液化石油氣等。鍋爐選用的燃料種類和品質(zhì)不同，鍋爐的設(shè)計結(jié)構(gòu)、選用的燃燒方式和燃燒特性也不相同，這些都與鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運行有著密切聯(lián)系。因此，了解和掌握各類燃料的性質(zhì)及其燃燒特點，對做好鍋爐節(jié)能工作具有十分重要的意義。一、固然燃料目前，鍋爐上使用的固體燃

2、料主要是煤，因此這里重點介紹煤炭燃料基本特性。1、煤的分類我國煤炭資源豐富，種類繁多，為了能夠合理地使用各類煤，應(yīng)對煤進(jìn)行科學(xué)分類。應(yīng)用比較廣泛的，是按干燥無灰基揮發(fā)分的含量和膠質(zhì)層最大厚度對煤進(jìn)行分類。所謂膠質(zhì)層最大厚度是指將煤樣放在專門的容器內(nèi)逐漸加熱到730，煤在受熱干燥過程中，焦炭表面會產(chǎn)生一種膠質(zhì)體（熔化的瀝青表層），隨著干燥溫度的升高，膠質(zhì)體厚度也增加，這個厚度的最大值即稱為膠質(zhì)層最大厚度，用符號Y表示，單位是mm。膠質(zhì)層最大厚度，反映了煤的焦結(jié)性，膠質(zhì)層越厚，煤的焦結(jié)性越強。我國按揮發(fā)分含量和膠質(zhì)岐厚度把煤炭劃分為十大類，即無煙煤、貧煤、瘦煤、焦煤、肥煤、氣煤、弱黏結(jié)煤、不黏結(jié)煤

3、、長焰煤及褐煤，其中無煙煤、貧煤、弱黏結(jié)煤、不黏結(jié)煤、長焰煤與褐煤的膠質(zhì)層厚度不大或不穩(wěn)定，屬于不焦結(jié)和弱焦結(jié)煤，不適宜作為煉焦煤，而可作為動力用煤供鍋爐燃用。以下為幾種鍋爐常用煤種及其特性。（1）無煙煤 無煙煤的特點是固定碳含量很高，揮發(fā)分含量很小，干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf10%，故不易點燃，燃燒緩慢，燃燒時無煙且火焰很短。因無煙煤的干燥無灰基含碳量達(dá)95%-96%，但含氫量少，故無煙煤發(fā)熱量可能較煙煤低，也可能較煙煤高。其發(fā)熱量大致為20930-25120Kj/kg（或5000-6000kcal/kg）；焦炭無焦結(jié)性；表面具有黑色光澤；密度較大，且質(zhì)硬不易研磨；儲存時不易風(fēng)化和自燃。（2）

4、貧煤 貧煤的性質(zhì)介于無煙煤與煙煤之間。其炭化程度比無煙煤稍低，揮發(fā)分含量為10%< Vdaf20%,亦不易點燃，燃燒時火焰短，但稍勝于無煙煤，焦炭無焦結(jié)性。（3）煙煤 煙煤的特點是固定碳含量較無煙煤低，揮發(fā)分含量較多，一般Vdaf>20%，故大部分煙煤都易點燃，燃燒快，燃燒時火焰長；煙煤發(fā)熱量大致為18850-27210kJ/kg（4500-6500kcal/kg）；多數(shù)具有或強或弱的焦結(jié)性，鍋爐只能燃用那些不宜煉焦的煙煤；煙煤表面呈灰黑色，有光澤，質(zhì)松易碎，儲存時有可能會自燃。煙煤還有一種灰分、水分含量較高，發(fā)熱量較低（多在18850Kj/kg以下）的品種，稱為劣質(zhì)煙煤。燃用劣質(zhì)

5、煙煤除應(yīng)在燃燒上采取適當(dāng)措施外，還應(yīng)考慮受熱面積灰、結(jié)渣和磨損等問題。（4）褐煤 褐煤的特點是固定碳含量不多，含揮發(fā)分很高，其Vdaf 40%，故極易點燃，燃燒時火焰長；又因其水分、灰分及氧的含量均較高，故發(fā)熱量低，不耐燒，大致為10500-14700kJ/kg（2500-3500kcal/kg）；褐煤燃燒后焦炭無焦結(jié)性。褐煤外表多呈棕褐色，質(zhì)脆易風(fēng)化，儲存時極易發(fā)生自燃。（5）石煤 石煤是含灰分特別高的煤。煤矸石是夾帶有矸石等礦物質(zhì)的煤。它們的含灰量都在50%以上，發(fā)熱量很低，一般需要制成細(xì)小的顆粒才能燃燒。這種煤由于發(fā)熱量低，不易燃燒，所以在鍋爐上較少使用。目前，只有沸騰爐和循環(huán)流化床鍋爐

6、中應(yīng)用。2、煤的主要特性判斷煤的燃燒特性主要是依據(jù)煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)，同時結(jié)合其灰熔點和焦炭的黏結(jié)特性等方面，從而在鍋爐運行中采取相應(yīng)的技術(shù)措施，調(diào)節(jié)和控制燃燒過程，提高鍋爐運行的經(jīng)濟(jì)性。煤的工業(yè)分析項目有揮發(fā)分、固定碳、水分、灰分和發(fā)熱量等。（1）揮發(fā)分 對煤進(jìn)行加熱時，首先析出水分，然后排放出碳?xì)浠衔?、氧、氮、有機(jī)硫等氣體，這些氣體就是揮發(fā)分。由于揮發(fā)分中的主要成分是可燃?xì)怏w，且這種氣體能在較低的溫度下著火燃燒，所以煤中揮發(fā)分含量越多，煤就越容易著火燃燒，但揮發(fā)分含量太多，固定碳的含量相應(yīng)減少，則會使其發(fā)熱量降低。（2）固定碳 煤中的水分和揮發(fā)分全部析出后，余下的便是焦碳，它包括固定碳和灰

7、分。碳在完全燃燒時生成二氧化碳，并放出全部熱量。但如果空氣供應(yīng)不足等原因，則生成一氧化碳，這時只能放出約全部熱量的1/3。當(dāng)然，一氧化碳在足夠高的溫度下再遇氧時，將化合成二氧化碳，并放出所含的熱量，補足全部熱量。（3）灰分 煤燃燒后殘留下來不能燃燒的部分就是灰分，煤的含灰量一般在10%-40%之間。煤中的灰分主要由兩部分組成，一部分是原來存在于植物中的礦物質(zhì)，另一部分是煤在開采、運輸過程中混入的砂和石灰土。煤中灰分的存在，不但降低了燃料的發(fā)熱量，增加了熱損失，而且當(dāng)煙氣流速較高時，會增加對流受熱面的磨損。煙速較低時，易引起受熱面的積灰，影響傳熱，降低鍋爐的熱效率。此外，灰分會隨煙氣排出室外，污

8、染周圍空氣；熔化的灰分還會堵塞爐排，惡化通風(fēng)，影響燃燒。（4）水分 水分也是煤中有害成分。水分在燃燒過程中要吸收熱量，使?fàn)t膛溫度降低，增加著火和燃燒的困難。水分汽化后還會增加煙氣體積，這不僅增加排煙熱損失，而且還會加重引風(fēng)機(jī)的負(fù)擔(dān)，同時，還會加劇尾部受熱面的腐蝕。但是，在煤中保持適量的水分，可增加煤末的黏附能力，減少爐排漏煤和飛灰含碳量。同時在煤粒間的水分蒸發(fā)后能疏松煤層，增加煤粒間空隙，減少通風(fēng)阻力，促進(jìn)燃料的穩(wěn)定燃燒。一般情況下，工業(yè)鍋爐用煤的工作水分可控制在10%-14%范圍內(nèi)。（5）發(fā)熱量 煤在完全燃燒時所能放出的熱量稱為煤的發(fā)熱量。煤的發(fā)熱量有低位發(fā)熱量和高位發(fā)熱量之分。通常，將煤中

9、的水分在燃燒時吸收的熱量全部釋放出來的發(fā)熱量稱為高位發(fā)熱量。但是，實際上水吸收熱量變成水蒸氣后隨煙氣從煙囪排出，不可能將吸收的熱量釋放出來，因此通常將高位發(fā)熱量扣除水汽化潛熱后的發(fā)熱量稱為低位發(fā)熱量。在鍋爐設(shè)計和運行管理中，一般都用低位發(fā)熱量來計算耗煤量和熱效率。不同種類的煤，其發(fā)熱量差別很大，為了便于對比和計算，通常將低位發(fā)熱量為29260kj/kg(7000kcal/kg)的煤稱為標(biāo)準(zhǔn)煤。（6）灰熔點和焦炭的黏結(jié)性 不同煤種的灰分組成變化很大，其灰熔點也不一樣。通常，將灰熔點高于 1425的灰稱為難熔性灰，低于1200的稱為易熔性灰。灰熔點低的煤，易于結(jié)渣，難以燃盡，增加不完全燃燒熱損失。

10、有時，熔融的灰渣堵塞了爐排上的通風(fēng)孔隙，使燃燒過程惡化。焦炭的黏結(jié)性對于層狀燃燒有顯著影響，也是煤的重要特性之一。在爐排上燃燒強黏結(jié)性的煤，會引起嚴(yán)重結(jié)焦，阻礙通風(fēng)，致使可燃物難以繼續(xù)燃燒。反之，燃燒非黏結(jié)性煤，焦炭會呈粉狀，燃燒層趨于密實，引起通風(fēng)不良。有時還會形成局部火口，把部分細(xì)煤屑吹走，增加飛灰未燃盡損失，燃燒工況大為惡化。二、液體燃料1、鍋爐用液體燃料的種類及性質(zhì)在鍋爐內(nèi)燃用的液體燃料主要是重油和渣油，也有小型鍋爐燃用柴油、原油、液化氣殘液油（混合油）。重油 它是由裂化重油、減壓重油、常壓重油或蠟油等按不同比例調(diào)制成的。根據(jù)80時運動黏度可分為20號、60號、100號和200號4個牌

11、號。牌號的數(shù)目大致等于該油在50時的恩氏黏度°E50。表2-1是它們的質(zhì)量指標(biāo)。20號重油用在小型油噴嘴的燃油鍋爐上，60號重油用在中等出力噴嘴的燃油鍋爐上，100號和200號重油用在具有預(yù)熱設(shè)備的大型噴嘴的鍋爐上。2、液體燃料的主要性能指標(biāo)了解和掌握液體燃料的各項特性指標(biāo)，不僅是正確選用鍋爐設(shè)備和進(jìn)行設(shè)計計算的依據(jù)，而且也是做好液體燃料的管理工作，確保鍋爐設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運行的前提。燃料油作為液體燃料，具有許多特性。現(xiàn)就燃料油的主要特性及其對燃燒的影響作如下介紹。（1）黏度 表砂流體流動性能的好壞，黏度越大，流體流動性越差。黏度對燃燒和運輸有很大影響。黏度大，在管道內(nèi)輸送阻力增加，裝卸

12、和霧化都有困難，因而需要加熱。黏度與溫度有關(guān)，溫度提高后黏度就降低。重油的黏度通常用恩氏黏度“°E”表示。即200ml試驗重油在溫度為t時從恩氏黏度計中流出的時間，與200ml溫度為20的蒸餾水從同一黏度計中流出的時間之比，叫做重油在t時的恩氏黏度。燃油黏度的大小反映燃油流動性的高低，對于高黏度油，為了順利地運輸和良好地霧化，必須將油加熱到較高的溫度。（2）凝固和沸點 燃油喪失流動能力時的溫度稱凝固點，它是以傾斜45°試管中的樣品油經(jīng)過1min后，油面保持不變時的溫度作為該油的凝固點。燃油凝固點高低與石蠟含量有關(guān)，含蠟高的油凝固點高。此外油中膠狀瀝青狀物質(zhì)具有阻滯析蠟的性能

13、。所以油經(jīng)過脫蠟后，凝固點降低。反之，除去膠狀瀝青狀物質(zhì)后，油凝固點升高。凝固點高低關(guān)系不著燃油在低溫下的流動性能。在低溫下輸送凝固點高的油時應(yīng)給予加熱。不同產(chǎn)地石油的凝固點值相差很大，中大慶原油凝固點為24-32，大慶重油為33-48，克拉瑪依原油則為50。 燃油是由各種烴組成的，因此沸點是一范圍的值，無恒定值。凡是分子量低的組分沸點就低。石油分餾正是利用各組分沸點的不同而實現(xiàn)的。 （3）閃點和燃點 當(dāng)油溫升高，油面上油氣-空氣混合物與明火接觸而發(fā)生一短暫閃光時的油溫稱為閃點。閃點與燃油的組成關(guān)系密切，燃油中只要含有少量分子量小的成分，其閃點將顯著降低。油沸點愈低，其閃點也愈低。壓力升高，閃

14、點升高。按照閃點測定方法的不同，可分為開口杯法閃點和閉口標(biāo)法閃點。開口杯法比閉口杯法閃點高15-25。閃點是衡量燃油是否容易姓火災(zāi)的一項重要指標(biāo)。敞口空喊中油溫接近或超過閃點就會增加著火危險性。應(yīng)使敞口容器中油溫低于閃點至少10。在壓力容器中則無此限制。不同產(chǎn)地油的閃點也不同，如大慶原油敞口閃點為28-39，勝利油田重油的敞口閃點為140-200。 燃點是油面上油氣-空氣混合物遇到明火就可連續(xù)燃燒（持續(xù)時間不少于5S）的最低油溫。燃點高于閃點10-30。當(dāng)達(dá)到燃點時，油面上油氣濃度已經(jīng)達(dá)到火焰可以傳播的程度，遇明火，火焰?zhèn)鞑サ秸麄€油面上，明火撤去，仍可繼續(xù)燃燒，以致引起火災(zāi)。所以閃點、燃點低的

15、燃油應(yīng)特別注意防火。 三、氣體燃料 所謂氣體燃料是指主要由可燃?xì)怏w組成的，并且在常溫下仍為氣態(tài)的燃料。從防止大氣污染的觀點來看，氣體燃料是最清潔的能源，且燃燒操作和調(diào)節(jié)較容易，自動調(diào)節(jié)和點火及滅火也較簡單。 1、氣體燃料的種類 氣體燃料按來源有天然氣、液化石油氣、干餾煤氣、氣化煤氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、城市煤氣等。 所謂天然氣是從地底下天然生產(chǎn)出來的可燃?xì)怏w，以烴類為主要成分。它有氣田煤氣和油田氣兩種。 液化石油氣是由煉油廠煉制石油中分離出來的一部分氣體餾分經(jīng)冷卻加壓使之變?yōu)橐后w，然后灌裝在承壓容器里，可供用戶使用的一種可燃?xì)怏w。 煤干餾獲得的煤氣總稱為干餾煤氣，又稱氣化煤氣。它是將煤加熱到一

16、定溫度后干餾得到的煤氣。 氣化煤氣是把煤或石油放在高溫下，使之與氣化劑（空氣、氧氣、水蒸氣或上述幾種氣體的混合氣）反應(yīng)后得到的，以氫、一氧化碳、甲烷等為主的可燃?xì)?。氣化煤氣是發(fā)生爐煤氣、水煤氣、高爐煤氣、油氣化氣的統(tǒng)稱。 焦?fàn)t煤氣是指煉焦副產(chǎn)品，屬于優(yōu)質(zhì)氣體燃料，也是重要的化工原料，一般不宜直接作為燃料使用。 城市煤氣是指供應(yīng)城市居民生活和工業(yè)生產(chǎn)的人工管道煤氣。它是由上述氣體燃料中一種單一氣體或若干種氣體組成的混合氣體。 2、氣體燃料的組成 各種氣體燃料均由一些單一氣體混合組成，也包括可燃物質(zhì)與不可燃物質(zhì)兩部分。主要的可燃?xì)怏w成分有甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）、氫氣（H

17、2）、一氧化碳（CO）、硫化氫（H2S）等，不可燃?xì)怏w成分有二氧化碳（CO2）、氮氣（N2）和少量的氧氣（O2）。常見氣體燃料的主要成分見表2-2。其中可燃單一氣體的主要性質(zhì)如下。 （1）甲烷 無色氣體，微有蔥臭，難溶于水，0時在水中的溶解度為0.0556%，低位發(fā)熱量為35.906MJ/m3。甲烷與空氣混合后可引起強烈爆炸，其爆炸極限范圍為5%-15%。最低著火溫度為540，當(dāng)空氣中甲烷濃度高達(dá)25%-30%時才具有毒性。 （2）乙烷 無色無臭氣體，0時在水中的溶解度為0.098%，低位發(fā)熱量為64.396MJ/m3。乙烷最低著火溫度為515,爆炸極限范圍為2.9%-13%. （3）氫氣 無

18、色無臭氣體，難溶于水，0時在水中的溶解度為0.0215%，低位發(fā)熱量為10.794MJ/m3。氫氣最低著火溫度為400，極易爆炸，在空氣中的爆炸極限范圍為4%-75.9%。燃燒時具有較高的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，約為260m/s。 （4）一氧化碳 無色無臭氣體，難溶于水，0時在水中的溶解度為0.0354%，低位發(fā)熱量為12.644MJ/m3。一氧化碳的最低著火溫度為605,若含有少量的水蒸氣即可降低著火溫度，在空氣中的爆炸極限范圍為12.5%-74.2%。一氧化碳是一種毒性很大的氣體，空氣中含有0.06%即有害于人體，含0.2%時可使人推動知覺，含0.4%時致人死亡?？諝庵性试S的一氧化碳濃度為0.02g

19、/m3。（5）乙烯 無色氣體，具有窒息性的乙醚氣味，有麻醉作用，0時在水中的溶解度為0.226%，低位發(fā)熱量為59.82MJ/m3，相對較高。乙烯最低著火溫度為425，在空氣中的爆炸極限范圍為2.7%-3.4%，濃度達(dá)到0.1%時即對人體有害。（6）硫化氫 無色氣體，具有濃厚的腐蛋氣味，易溶于水，0時在水中的溶解度為4.7%，低位發(fā)熱量為23.383MJ/m3。硫化氫易著火，最低著火溫度為270，在空氣中的爆炸極限范圍為4.3%-45.5%。毒性大，在空氣中含有0.04%時即有害于人體，0.1%可致人死亡，大氣中允許的硫化氫濃度為0.01g/m3。3、氣體燃料的燃燒特點氣體燃料是一種優(yōu)質(zhì)、高效

20、、清潔的燃料，其著火溫度相對較低，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，燃燒速度快，燃燒非常容易和簡單，很容易實現(xiàn)自動輸氣和混合、燃燒過程，主要有以下特點：（1）基本無污染的燃燒特性 氣體燃料基本上無灰分，含氮量和含硫量都比煤和油燃料要低很多，燃燒煙氣中粉塵含量極少。硫化物和氮氧化物含量很低，對環(huán)境保護(hù)非常有利，基本上是無污染燃燒方式，環(huán)保要求最嚴(yán)格的區(qū)域也能適用，同時氣體燃料由于一脈相承用管道輸送，沒有灰渣基本上消除了運輸、貯存過程中發(fā)生的有害氣體、粉塵和噪聲污染。（2）容易進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié) 氣體是通過管道輸送的，只要對閥門、風(fēng)門進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，就可以改變耗氣量，對負(fù)荷變化適應(yīng)快，可實現(xiàn)低氧燃燒，提高鍋爐熱效率。（3

21、）作業(yè)性好 與油燃料相比，氣體燃料輸送是管道直供，不需儲油槽、日用油箱等部件。特別是與重油相比較，可免去加熱、保溫等措施，使燃?xì)庀到y(tǒng)簡單，操作管理方便，容易實現(xiàn)自動化。（4）容易調(diào)整發(fā)熱量 在燃燒液化石化氣時，加入部分空氣，既能避開部分爆炸范圍，又能調(diào)整發(fā)熱量。（5）氣體燃料的缺點是與空氣在一定比例下混合會形成爆炸性氣體，且氣體燃料大多數(shù)成分對人和動物是窒息性或有毒的，對安全性要求較高。五、燃料的發(fā)熱量燃料的發(fā)熱量是指1kg燃料氣體燃料用1m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，全書同）完全燃燒時所發(fā)出的熱量，單位是Kj/kg(或Kj/m3)。燃料的發(fā)熱量分為高位發(fā)熱量Qgr和低位發(fā)熱量Qnet。如果燃燒產(chǎn)物中的水呈

22、液態(tài)（即煙氣中的水蒸汽凝結(jié)成水，放出它的汽化潛熱）時的發(fā)熱量稱為高位發(fā)熱量。如果燃燒產(chǎn)物中的水呈氣態(tài)（即由于煙氣的溫度還很高，其中的水蒸氣不可能凝結(jié)成水而放出汽化潛熱）時的發(fā)熱量稱為低位發(fā)熱量。所以相同基燃料的高、低位發(fā)熱量的差別是類氣中水蒸氣的汽化潛熱。在實際工程中一般采用低位發(fā)熱量。在有些國家，工程計算中使用高位發(fā)熱量。煙氣中的凝結(jié)水顯酸性，鍋爐設(shè)計時需要考慮它的腐蝕性和凝結(jié)水在排放到下水道之前的中和問題。第二節(jié) 燃燒基本原理 一、燃燒基本概念所謂燃燒，就是指某種物質(zhì)與氧或含氧物質(zhì)急劇化合并放出大量熱與光的化學(xué)反應(yīng)。燃料在進(jìn)行燃燒反應(yīng)時，一定同時出現(xiàn)吸熱和放熱，這種熱稱為反應(yīng)熱或燃燒熱。燃

23、燒反應(yīng)的化合物稱為燃燒產(chǎn)物。要使物質(zhì)燃燒，必須同時具備下列三個條件，即必須有可燃物（燃料）；具有能使可燃物（燃料）著火燃燒溫度以上的溫度水平；必須具有充足的氧氣或空氣作為助燃物。從節(jié)約能源的角度出發(fā)，在鍋爐的操作運行中，不但要使燃料能夠燃燒，而且還要保證燃料能夠完全燃燒。完全燃燒是指燃料中的可燃物在空氣供應(yīng)量和供應(yīng)方法都很合適，且燃燒溫度較高，以致燃燒產(chǎn)物中不含任何可燃物的燃燒。完全燃燒的特征之一是煙囪不冒黑煙。一般說來，使燃料完全燃燒，除上述燃燒的三要素外，還應(yīng)符合以下條件。（1）溫度條件 溫度只有達(dá)到燃點時，燃料才能與氧化合而燃燒。溫度越高，燃燒也越強烈。因此爐膛要具有一定的溫度，一般在1

24、200-1600的范圍內(nèi)，能夠使燃料完全燃燒，鍋爐進(jìn)風(fēng)過大，爐膛水冷壁面布置得過多，都會降低爐膛溫度，影響燃燒效果。一般說來，理論燃燒溫度隨燃料熱值的增大而增大。若過量空氣系數(shù)太小，由于燃燒不完全，理論燃燒溫度會降低；若過量空氣系數(shù)太大，理論燃燒溫度也會降低。因此，為了提高理論燃燒溫度，應(yīng)在保證燃燒完全的條件下盡量降低過量空氣系數(shù)。另外由于受熱面的吸熱和散熱，爐膛內(nèi)的實際燃燒溫度比理論燃燒溫度要低得多。鍋爐設(shè)計計算時，是以理論燃燒溫度為基礎(chǔ)進(jìn)行的。（2）空氣條件 很明顯，必須保證供應(yīng)與燃料燃燒相適應(yīng)的空氣量。如果空氣不足，燃燒就不完全。相反，空氣量過大，會降低爐溫，并增加排煙損失。（3）燃料與

25、空氣的混合條件 僅僅保證空氣量是不夠的，還必須設(shè)法使空氣與燃料充分地混合。將煤磨成粉末或把油噴成霧狀都是為了增加燃料與空氣的接觸面積。（4）時間與空間條件 燃料燃燒過程的進(jìn)行需要一定的時間和足夠的空間，否則，部分未燃盡的可燃物會隨灰渣或煙氣離開爐膛，就會造成燃燒不完全熱損失。總之，組織一個合理的燃燒過程，必須根據(jù)燃料的不同特點，從爐子結(jié)構(gòu)和運行方式上加以保證。二、煤的燃燒送入鍋爐爐膛進(jìn)行燃燒的煤，一般是煤塊或煤粒。鍋爐司爐人員的任務(wù)是如何使這些煤塊或煤粒通迅速完全地燃燒。1、 煤的燃燒過程煤從進(jìn)入爐膛到燃燒完畢，一般要經(jīng)過以下四個階段。（1）水分蒸發(fā)階段 煤進(jìn)入爐膛受熱后，水分即開始蒸發(fā)，當(dāng)溫

26、度達(dá)到105-110時，水分被蒸發(fā)完畢，煤被烘干。（2）揮發(fā)分析出著火階段（3）焦炭燃燒階段（4）燃盡階段2、煤迅速燃燒必須具備的條件一是溫度，溫度越高，炭和氧化合的速度越快；二是空氣，空氣沖刷炭表面速度越快，炭與氧接觸越好，燃燒也就越快。炭燃燒后外面包上了一層灰殼，里面的炭繼續(xù)燃燒形成的一氧化碳和二氧化碳必須透過灰殼向外運動，其中一氧化碳遇氧氣后繼續(xù)燃燒形成二氧化碳，也就是說炭粒燃燒時，灰殼外包圍著兩層氣體，內(nèi)層主要是CO，外層主要是CO2?？諝庵械难鯕獗仨毻高^這些“外包層”才能與炭接觸。因此，加大送風(fēng)，增加空氣沖刷炭粒的速度，就容易把外包層的氣體帶走，促進(jìn)氧氣與炭接觸，加速燃料的燃燒。3、

27、 煤完全燃燒必須具備的條件一是氧供應(yīng)要充分；二是煤在爐膛中要有足夠的停留時間。煤在爐膛中停留的時間太短，中間的炭核則可能燒不完，所以燃料在爐膛中必須保持一定的燃燒時間，才能達(dá)到完全燃燒。足夠高的爐膛溫度；供給充足的空氣；可燃物質(zhì)與氧氣良好的接觸；充分的燃燒時間。為了保證完全燃燒，必須送入爐膛的實際空氣量比計算所得的理論空氣量多些。這多余的部分即稱為過量空氣量。但過量空氣量太多也是有害的，它既降低了爐膛溫度，不利于燃燒，又增加了排煙熱損失，降低了鍋爐熱效率。 第三節(jié) 鍋爐典型燃燒方式鍋爐的燃燒方式主要分為層狀燃燒、懸浮燃燒、沸騰燒燒和氣化燃燒四種。 一、層狀燃燒1、工業(yè)層燃爐燃燒過程工業(yè)鍋爐的層

28、狀燃燒是通過人工或機(jī)械設(shè)備將燃煤送到固定、移動或往復(fù)爐排上形成煤層，空氣從爐排下面送入，經(jīng)爐排的孔隙并穿過燃料層使燃料燃燒。層狀燃燒時煤炭鋪撒、堆積在爐排上燃燒，是一種應(yīng)用很廣的燃燒方式。層狀燃燒時煤炭可以不經(jīng)特殊加工，且設(shè)備單間，耗電省。但這一燃燒方式的燃料與空氣的接觸混合欠佳，燃燒反應(yīng)緩慢，燃燒效率較低，僅適用于中小型鍋爐設(shè)備。工業(yè)層燃爐的燃燒過程可劃分為三個階段：（1）著火前的準(zhǔn)備階段 從煤加入爐中開始，到煤著火前為止，稱為著火前準(zhǔn)備階段。在這個階段中煤受熱干燥，揮發(fā)分開始逸出，然后著火。這個階段不是放熱，而中及熱階段，燃料一著火就進(jìn)入下一階段，所以說這個階段基本上不需要空氣。（2）著火

29、燃燒階段 煤開始著火就是這個階段的開始。在這個階段中，可燃物不斷燃燒，直到基本燒完，形成大量灰渣，但可燃物并未完全燃盡，還有部分固體可燃物仍夾雜于灰渣中。這個階段是燃燒過程最主要的放熱階段，燃料中的可燃物絕大部分在這個階段燃燒，燃料燃燒的熱量絕大部分是在這個階段放出的。因此，這個階段需要向爐內(nèi)供入大量空氣，燃燒所需空氣量絕大部分都應(yīng)在這個階段供入。正常情況下，這個階段燃料著火燃燒放出的熱量可以保持燃料繼續(xù)燃燒的溫度，因此，影響這個階段的兩個主要因素是空氣的供給和空氣與燃料的良好混合。（3）燃盡階段 剩余的少量可燃物繼續(xù)燃燒放熱，直到灰渣被排出爐外被稱為燃盡階段。這個階段雖然仍舊是放熱階段，但是

30、剩余的可燃物一般已很少，所需的空氣量也很少。影響這個階段的主要因素是應(yīng)維持一定的溫度水平和充分的燃燒時間。2、固手爐排手燒爐固定爐排手燒爐是最簡單的層燃爐。它的加煤、撥火和清渣三項主要操作由人力完成，勞動強度很大。因受人力限制，爐室的深度、寬度和每小時的燃煤量不能太大。新產(chǎn)品一般容量在1t/h以下。（1）手燒爐的工作原理 手燒爐的燃料由人工從爐門鋪撒在爐排上形成燃料層。燃料所需空氣則經(jīng)灰坑穿過爐排的通風(fēng)孔隙進(jìn)入爐內(nèi)；燃盡的灰渣，大塊的從爐門鉤出，細(xì)屑碎末則漏入灰坑由灰門扒出；高溫?zé)煔庠跔t膛與水冷壁管輻射換熱，流經(jīng)鍋爐管束，最后由煙囪排出。燃料在手燒爐中有十分有利的著火條件。它是“雙面點火”，上

31、方有來自爐膛空間的火焰、高溫?zé)煔夂湍突鸫u襯的輻射熱；下方受熾熱的燃料層燒烤加熱。手燒爐燃燒呈層狀在爐排上燃燒，只有析出的揮發(fā)物及燃料燃燒生成的一氧化碳?xì)怏w及部分隨氣流升騰的細(xì)屑燃料在爐膛空間呈懸浮狀燃燒。（2）手燒爐的燃燒過程 手燒爐的燃燒過程是沿燃料層的高度自上而下上而上逐層進(jìn)行的，新的燃料層在上，灰渣層在下，中間是灼熱燃燒著的焦炭層。新燃料加在焦炭層上，在雙面受熱的條件下預(yù)熱干燥，緊接著揮發(fā)物逸出，迅速地完成了熱幾準(zhǔn)備階段，進(jìn)而開始著火燃燒。焦炭層是燃料盡燃燒的主要區(qū)域。最下邊是燃盡后的灰渣層。還原區(qū)在氧化區(qū)的上方，空氣經(jīng)過氧化區(qū)后，氧氣幾乎耗盡，生成的CO2與灼熱的焦炭起還原反應(yīng)。部分C

32、O2被還原為CO。沿還原區(qū)高度方向CO濃度不斷增高，氧化區(qū)和還原區(qū)的厚度主要取決于燃料顆粒的大小。一般情況氧化區(qū)厚度是煤粒直徑的3-5倍。而還原區(qū)厚度為氧化區(qū)厚度的4-6倍。燃料顆粒直徑一般取不小于0.3mm，不大于20-30mm。燃料顆粒直徑小于0.3mm時，會被氣流攜帶飛走，造成較大的飛灰損失；細(xì)屑、碎末燃料增大通風(fēng)阻力，又需增加撥火操作而增大勞動強度，還易造成漏煤損失。若燃料顆粒直徑過大，使燃燒反應(yīng)面積較小，降低了爐子的放熱量，也會增加固體不完全燃燒熱損失。燃料層的厚度一般控制在100-150mm。若燃料層過厚，一方面會增大燃料層的通風(fēng)阻力；另一方面使CO氣體增加，CO在爐膛燃燒加重了爐

33、膛負(fù)擔(dān)，同時也增加了氣體不完全燃燒的可能性。若燃料層過薄，容易引起爐排通風(fēng)不均勻，甚至造成“火口”，既降低了爐膛溫度，又導(dǎo)致排煙熱損失加大。另外，燃料層過薄，蓄熱量小，不易保證燃燒層的高溫，因而不利于穩(wěn)定著火和燃燒。合理的燃料層厚度應(yīng)當(dāng)使?fàn)t內(nèi)的可燃?xì)怏w含量小，過量空氣系數(shù)也達(dá)到合理的最低值。（3）手燒爐工作的周期性 由于手燒爐都是人工間隔加煤，隨著燃燒的燃燒，燃料層逐漸變薄，繼而又投入新燃料。新燃料剛投入時，燃料層最厚，如此形成燃燒的周期性。新燃料投入后，由于爐層較厚，揮發(fā)物大量逸出點燃，實際有效參與燃燒的空氣滿足不了燃燒的需要。大量已逸出的揮發(fā)物在較低爐溫和缺氧的情況下分解裂化成微細(xì)的炭黑粒

34、子，隨氣流從煙囪排出。因此，增大了氣體不完全燃燒熱損失，嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境。在燃燒周期的后半段，大部分燃料均己燃燒，同時燃料層變薄，阻力減小，形成大量空氣過剩，排煙熱損失增大。如能按照燃燒周期所需空氣量的變化，分階段控制送入空氣，燃燒情況將大大改善。為達(dá)到這一目的，司爐工需采用“看、勤、快、薄、勻”的操作法。綜上所述，手燒爐的缺點是：司爐工勞動強度大；由于工作的周期性，投入新燃料后的一段時間內(nèi)有大量炭黑排出，污染大氣；鍋爐熱效率較低。其優(yōu)點是對新燃料有“雙面點火”的預(yù)熱條件，著火條件優(yōu)越；燃料在爐內(nèi)停留的時間較長，所以能用較難燃燒的燃料；煤種適應(yīng)性廣，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，造價低，維修工作量小。

35、二、懸浮燃燒懸浮燃燒又稱室燃，它沒有爐排，燃料懸浮在爐室空間燃燒。它不僅可燃用固體燃料，也可燃用液體或氣體燃料。固體燃料必須先制成粉末狀噴入爐內(nèi)方能進(jìn)行燃燒。常用的室燃爐，按燃用燃料的種類不同，可分為煤粉爐、燃油及燃?xì)鉅t三種。室燃爐當(dāng)燃料噴入爐內(nèi)立即著火燃燒，燃燒及燒盡階段很難區(qū)分。室燃爐的燃燒裝置是燃燒器及爐膛。燃燒器的作用是將燃料和空氣按一定比例，以一定速度和方向噴入爐內(nèi)得到穩(wěn)定和高效率的燃燒。爐膛是燃料燃燒的空間，燃燒的強度越高，達(dá)到燃燒完全所需的燃燒空間越小，燃盡的時間就越短。三、沸騰燃燒沸騰過程，或稱流態(tài)化過程，是指固體煤粒在氣體或液體作用下變成流化狀態(tài)的過程，流體通過固體煤粒床層后

36、，隨著流體流速的不斷增加，床層的狀態(tài)將發(fā)生一系列變化。流速較低時，固體顆粒基本不動，這時床層稱為固定床。速度增大后顆粒就互相離開，并有少量顆粒在一定范圍內(nèi)振動，這時床層稱為膨脹床。當(dāng)速度增加到全部顆粒懸浮在液體中，這時狀態(tài)稱為臨界流化狀態(tài)，此時流體的流速被稱為臨界速度。為了便于比較和計算，流體流速都按空截面來計算。進(jìn)入臨界流化狀態(tài)以后，就開始形成沸騰床燃燒過程。流體的速度再增加，床層進(jìn)一步膨脹，當(dāng)流速稱為極限速度，只有在臨界速度和極限速度之間，從沸騰狀態(tài)轉(zhuǎn)化為氣力輸送，這一流體流速稱為極限速度，只有在臨界速度和極限速度之間，床層才能保持穩(wěn)定的沸騰狀態(tài)，而沸騰爐也被稱為鼓泡流化床鍋爐。在結(jié)構(gòu)上，

37、沸騰爐爐膛由沸騰層和懸浮段組成。沸騰層包括柱形垂直段和倒錐形擴(kuò)散段。沸騰層以上到爐膛出口是較高的懸浮段，其分界線為灰溢流口的中心線，中心線距有風(fēng)極高度一般在1400-1500mm。沸騰層中的溫度稱為床溫，一般在900左右，沸騰段內(nèi)布置一部分受熱面，稱為埋管受熱面。懸浮段的氣流速度較低，以利于較大顆粒盡量地自由沉降，落回沸騰層；同時也使在懸浮段燃燒的細(xì)粒延長停留時間。懸浮段的四周均可布置水冷壁，段內(nèi)溫度約700左右。然后，攜帶較多灰分的熱煙氣，離開爐膛，進(jìn)入對流受熱面。風(fēng)帽式爐排又稱布風(fēng)板，它起爐排和布風(fēng)的雙重作用，是沸騰爐的主要部件。布風(fēng)板為一塊鋼板或鑄鐵板，板上按等邊三角形或等腰三角形布置了

38、很多孔。每個孔上都裝有一個風(fēng)帽，最常用的風(fēng)帽為蘑菇形風(fēng)帽。高壓風(fēng)從風(fēng)室經(jīng)布風(fēng)板上風(fēng)帽的側(cè)向小孔送出，與上升氣流呈交叉形式，通常小孔風(fēng)速度控制在35-45m/s。風(fēng)帽小孔以下直至布風(fēng)板敷設(shè)一層耐火混凝土，以保護(hù)布風(fēng)板，布風(fēng)裝置的作用是均勻布風(fēng)和擾動床料，風(fēng)室一般采用等壓風(fēng)室結(jié)構(gòu)，使各截面的上升速度相同，從而達(dá)到整個風(fēng)室配風(fēng)均勻，風(fēng)室內(nèi)的空氣流速一般控制在1.5m/s以下。第四節(jié) 鍋爐傳熱過程煤燃燒放出的熱量在爐膛中形成高溫?zé)煔?，通過鍋爐的各種金屬受熱面，傳給較低溫度的水或蒸汽，了解這一傳熱的過程，對鍋爐的設(shè)計、運行和改造都很必要。傳熱不好，浪費燃料、鋼材，影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運行。熱量傳遞的3種基

39、本形式是導(dǎo)熱、對流、輻射。一、 熱傳導(dǎo)直接接觸的兩個物體，或同一物體相鄰兩部分間所發(fā)生的熱傳遞策象叫熱傳導(dǎo)，簡稱導(dǎo)熱。單純的導(dǎo)熱主要發(fā)生在固體中。在液體和氣體中也胸懷坦蕩熱存在，不過往往伴有其他傳熱方式。導(dǎo)熱的基本特點是物體要互想接觸才能發(fā)生熱量傳遞，但物體各部分之間不發(fā)生相對位移，也沒有能量形式的轉(zhuǎn)換。導(dǎo)熱主要是由物體內(nèi)部的分子、原子和自由電子的微觀運動而實現(xiàn)的。鍋爐結(jié)垢不僅會使鍋爐受熱面?zhèn)鳠崃看蟠笙陆担瑰仩t出力和效率降低（一般結(jié)水垢1mm可使鍋爐效率降低3%-5%），影響鍋爐經(jīng)濟(jì)性，而且更主要的是影響鍋爐安全性。因為水垢是在水側(cè)，由于水垢導(dǎo)熱不良，熱量不易傳遞給工質(zhì)水，但水垢層外的受熱面

40、金屬壁卻處于高溫狀態(tài)，易發(fā)生過熱甚至爆管。二、熱對流流體各部分之間發(fā)生相對運動時，依靠液體或氣體本身的流動來傳遞熱量的過程叫做對流傳熱。對流傳熱只能發(fā)生在流體中，而且必然伴隨有導(dǎo)熱現(xiàn)象。對流傳熱主要是由流體中分子微團(tuán)運動來實現(xiàn)的。鍋爐受熱面外側(cè)受到流動煙氣的沖刷使熱量從煙氣傳遞到受熱面外側(cè)，及鍋爐內(nèi)側(cè)水（或蒸汽）的流動使熱量從內(nèi)壁傳遞給水（或蒸汽）的過程都屬于對流傳熱。煙氣側(cè)放熱的強弱主要與煙氣速度有關(guān)，速度越大，沖刷管壁越強烈，對流放熱也越強烈。因此，采用高的煙氣流速可以強化傳熱，節(jié)省金屬。但煙速高，通風(fēng)阻力大，會受到鍋爐抽力的限制，在自然通風(fēng)的情況下，煙速一般只能達(dá)到3-5m/s。采用引風(fēng)

41、機(jī)實行強制通風(fēng)，可使煙速大大提高。但過高，會使通風(fēng)電機(jī)耗電過多，還會使受熱面受到煙氣中灰粒的強烈磨損，影響壽命。綜合考慮，強制通風(fēng)時，煙速可以達(dá)到8-12m/s（水管受熱面）和20m/s（煙管受熱面）。除提高煙速外，還可采用橫向沖刷、逆流布置、管子錯列布置，用小管徑的管子等來提高煙側(cè)放熱系數(shù)a1，以提高傳熱系數(shù)k值。合理加大傳熱面積 為了提高傳熱效果，當(dāng)Kt都不能再變化時，也可以合理地加大傳熱面F。比如鑄鐵式省煤器，如圖2-20所示，外壁F1的面積大于內(nèi)壁面積F2是符合傳熱原理的。由熱物體本身直接向周圍發(fā)射熱量的過程叫熱輻射，簡稱輻射。任何物體只要溫度高于熱力學(xué)零度，就能不斷地以電磁波的形式向

42、四面八方發(fā)射能量，這就是熱輻射的實質(zhì)。與此同時，物體又能不斷地吸收其他物體發(fā)出的部分輻射能，從而實現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)移，稱輻射換熱。熱輻射的基本特點是，它的傳遞不需要任何媒介物而可在真空中進(jìn)行，這是導(dǎo)熱和對流無法實現(xiàn)的。輻射換熱的另一個重要特點是它不但有熱量的傳遞而且伴隨著能量形式的變化，即在傳遞過程中有熱輻射能熱的變化，這也是熱輻射區(qū)別于其他輻射的不同點。在鍋爐爐膛內(nèi)，熱量從高溫?zé)煔猓ɑ鹧妫﹤鬟f到受熱面外壁即靠輻射，接受輻射熱的受熱面如爐膛的水冷壁叫做輻射受熱面。實質(zhì)上，爐膛內(nèi)的傳熱過程十分復(fù)雜，至今仍沒有一個全面、準(zhǔn)確的定量研究結(jié)論，其中也有對流換熱形式，只不過以輻射換熱為主罷了。另外，新煤引燃

43、，也是接受爐膛煙火，熾熱的爐拱輻射熱的過程。對于工業(yè)鍋爐，對應(yīng)于1t/h蒸發(fā)量，爐膛內(nèi)布置3-5m2輻射受熱面，水冷度x保持在0.3-0.4之間，相對節(jié)距s/d在2.0-2.5之間是合適的。輻射受熱面沒有或過小，也不會達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行的目的。所以在進(jìn)行熱力計算時，布置輻射受熱面之后，要使?fàn)t膛出口煙溫盡量不低于900-1000。只有當(dāng)煙溫超過1000時，輻射受熱面才具有明顯的優(yōu)越性。因而，選用合理的拱型、進(jìn)行合理的運行調(diào)整，以維持950-1100的爐膛溫度，是保持鍋爐出力的必要條件。否則，輻射受熱面布置得多么合理也是形同虛設(shè)。鍋爐經(jīng)濟(jì)運行與管理鍋爐節(jié)能不是消極地減少能源消費量，而是在生產(chǎn)中充分發(fā)揮能

44、源利用潛力，從而以最少的能源消耗獲得最大的社會經(jīng)濟(jì)效益。鍋爐的燃料消耗占全國燃料總消耗的50%以上，是耗能大戶。大力開展以節(jié)能為中心的技術(shù)改造以及加強經(jīng)濟(jì)運行，合理調(diào)整燃燒，充分提高燃料的有效利用與合理使用，在多產(chǎn)汽、產(chǎn)好汽的前提下，真正突出節(jié)能降耗是每個司爐人員的職責(zé)。安全運行靠法規(guī)，靠一整套完整的制度來保證，經(jīng)濟(jì)運行從某種意義上說，實際上就是檢驗我們的操作水平。名爐是企業(yè)的動力設(shè)備，在能源日趨緊張的情況下，如何掌握合理的運行操作技術(shù)，在確保安全運行的前提下，實現(xiàn)完美的綠洲運行正成為我們極力探索和深入探討的問題。第一節(jié) 燃煤鍋爐燃燒調(diào)整鍋爐的運行主要包括啟動、運行調(diào)整、停爐三個階段。在這三個

45、階段中，運行調(diào)整是我們必須掌握的重要環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)也是我們提高能源的利用效率，降低產(chǎn)品單耗，減少能源消耗量的重要環(huán)節(jié)。鍋爐的運行調(diào)整主要以燃燒調(diào)整為主，控制好蒸汽壓力、蒸汽溫度以及調(diào)整好鍋筒水位，適時進(jìn)行排污操作，確保往生產(chǎn)、生活部門正常供汽。一、手燒爐的燃燒調(diào)整手燒爐的通風(fēng)多數(shù)為自然通風(fēng)，少數(shù)為機(jī)械通風(fēng)。自然通風(fēng)通過煙道門開度來調(diào)節(jié)，因此在實際運行中要正確掌握開度與通風(fēng)的關(guān)系。手燒爐煤層厚度一般應(yīng)保持在100-150mm。大薄則易產(chǎn)生風(fēng)孔，太厚則易燃燒不完全。由于燃燒不完全造成熱損失，這部分熱損失包括氣體不完全燃燒熱損失和固體不完全燃燒熱損失。因此煤在燃燒之前最好適當(dāng)摻點水，且滲透時間6-8

46、h，目的一是使煤中細(xì)小顆粒完全燃燒，不讓其被氣流帶走進(jìn)入大氣層污染環(huán)境，二是含有適量水分的煤進(jìn)入爐膛燃燒，所含水分很快蒸發(fā)成水蒸氣，容易促使煤層中形成一定的空隙，有利于空氣進(jìn)入煤層，強化燃燒，煤中含水量控制在8%-10%為佳。如何檢驗摻水是否適量？經(jīng)驗的做法是用手抓一把摻過水的煤，當(dāng)伸開手掌時煤團(tuán)能成塊裂開，表明摻水適量，如果不成團(tuán)狀則表明水分不夠，如果煤成團(tuán)狀但不開裂則表明水分過多。二、鏈條爐的燃燒調(diào)整在層燃爐中，鏈條爐的燃燒是比較有規(guī)律的，這是鏈條爐較為鮮明的一個特點。手燒爐的燃料燃燒雖然存在著周期性變化的特點，但整個燃煤層上各處的氣體成分分布大致是均勻的，而鏈條爐則不同，燃料隨著爐排不斷

47、地運動，干燥、著火燃燒、燃盡等幾個階段是沿爐排長度方向按分段送風(fēng)、區(qū)域性燃燒的特點進(jìn)行的。由于鏈條爐排在加煤和出渣方面是連續(xù)進(jìn)行的，因此鏈條爐不僅具有運行穩(wěn)定、燃燒比較有規(guī)律的特點，而且操作簡便，對煤的適應(yīng)性較強。鏈條爐的燃燒調(diào)節(jié)主要是指對煤層厚度、爐排速度和通風(fēng)，根據(jù)負(fù)荷變化和燃燒狀況及時進(jìn)行調(diào)整。首先司爐人員應(yīng)掌握單位用汽規(guī)律，什么時段是用汽高峰，什么時段是用汽低谷，要了如指掌，只有做好這一點才能做好燃燒調(diào)節(jié)。煤層厚度的調(diào)節(jié)：取決于煤種，對灰分多、水分大的無煙煤和貧煤，煤層厚度為100-160mm；對不黏結(jié)煙煤，煤層厚度為80-140mm；對黏結(jié)性強的煙煤，煤層厚度為60-120mm。煤層

48、厚度適當(dāng)時，應(yīng)在距煤閘門后200-300mm處開始著火燃燒，在距擋渣器前400-500mm處燃盡。爐排速度的調(diào)節(jié)：在正常的爐排速度下，應(yīng)保持整個爐排面上都有燃燒的火床，而在擋渣器前的爐排面上沒有紅火，做到火床不穿孔，火床不脫火。若鍋爐負(fù)荷增加，應(yīng)加快爐排速度，增加供煤量。若負(fù)荷減少，則應(yīng)降低爐排速度，減少供煤量。通風(fēng)量的調(diào)節(jié)：在正常運行時，爐排各風(fēng)室風(fēng)門的開度應(yīng)根據(jù)燃燒情況及時調(diào)節(jié)。對于在全負(fù)荷分四段送風(fēng)的鍋爐，一般第一段風(fēng)壓為98-196Pa，第二、第三段風(fēng)壓為588-784 Pa，第四段風(fēng)壓為196-294 Pa 。如果燃用揮發(fā)分較高的煤，風(fēng)量應(yīng)集中在爐排中間偏前處，一般第二段風(fēng)壓為882

49、-980Pa，如燃用較低揮發(fā)分的煤，風(fēng)門的開度應(yīng)由中間往后逐漸增大，甚至到后拱處才能全開。煤層厚度、爐排速度和送風(fēng)三者不能單一調(diào)整，否則會使燃燒工況失調(diào)，三者必須密切配合，才能保證燃燒正常。當(dāng)鍋爐負(fù)荷減少、爐排速度降低時，應(yīng)降低鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和關(guān)小鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)門，以減少送入爐排下部的總風(fēng)量。而不應(yīng)采用直接關(guān)小各段風(fēng)門的辦法，同時應(yīng)避免增大爐排下部各風(fēng)室之間的風(fēng)壓差，增加漏風(fēng)對燃燒不利。當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時，則應(yīng)先增加引風(fēng)后增加各風(fēng)室的送風(fēng)量以強化燃燒。三、煤粉爐的燃燒調(diào)整煤粉的燃燒方式是把煤磨成小于1000m的細(xì)粉，由空氣帶動管道輸送到煤粉燒嘴噴到爐內(nèi)進(jìn)行燃燒。粉煤燃燒的火焰可以有一定的火炬形狀，接近

50、燃油和燃?xì)獾幕鹁嫱庑巍７勖喝紵闹饕獌?yōu)點是可以燒劣質(zhì)煤且能達(dá)到比層狀燃燒高的爐膛溫度，減輕操作人員的勞動強度。由于粉煤粒度很細(xì)，被一次風(fēng)帶入爐內(nèi)后瞬間即被加熱燃燒，形成明顯的火焰輪廓。與層狀燃燒相比，可在較低過量空氣系數(shù)（a=1.2-1.25）下達(dá)到完全燃燒，在相同煤質(zhì)情況下，可以得到比塊煤高的燃燒溫度，并且可將二次空氣預(yù)熱到較高的溫度，而且燃燒過程較層狀燃燒易于調(diào)節(jié)。新型的燃燒裝置能使燃料在爐窯中很好地燃燒，滿足生產(chǎn)工藝要求且具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。燃料的完全燃燒是節(jié)約能源的關(guān)鍵所在，是保護(hù)環(huán)境、減少污染的前提。在燃燒過程中助燃空氣不足會產(chǎn)生不完全燃燒，助燃空氣過量煙氣就增多，它帶走的

51、熱量也就隨之增加，熱效率下降，單位產(chǎn)品的能耗升高。一般來說，如果空氣過量10%，通常就浪費3%以上的燃料，然而可燃成分的過剩會浪費更多的燃料。如果在煙氣中可燃成分為1%，通常就浪費掉3%-5%的燃料，因此在完全燃燒的前提下，盡量減少過量空氣。煤粉爐的燃燒調(diào)節(jié)應(yīng)做好以下三方面工作。1、正常燃燒煤粉爐燃燒的關(guān)鍵在于增減煤粉量和調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)的配合關(guān)系。正常運行時，煤粉噴出后距噴嘴不遠(yuǎn)就開始著火，燃燒穩(wěn)定，火焰不帶有停滯的煙層和分離出的煤粉，溫度約1400，呈亮白色，火焰行程不碰墻，并均勻地充滿整個爐膛，煙氣顏色呈淡灰色。2、 火焰調(diào)整當(dāng)火焰位置過低時，灰渣斗上容易結(jié)焦，應(yīng)增加噴嘴下面的二次風(fēng)并相應(yīng)

52、減少噴嘴上面的二次風(fēng)。此時爐膛上部負(fù)壓若低于10Pa應(yīng)加強引風(fēng)。當(dāng)火焰位置過高時，應(yīng)減少噴嘴下面的二次風(fēng)并相應(yīng)增加噴嘴上面的二次風(fēng)。此時爐膛負(fù)壓高于20Pa，應(yīng)減弱引風(fēng)。當(dāng)火焰靠近噴嘴時，除了增加一次風(fēng)外，還要增加噴嘴下面的二次風(fēng)。3、負(fù)荷變化的調(diào)整當(dāng)負(fù)荷增加時，選項增加引風(fēng)量和空氣量，再增加煤粉供給量；當(dāng)負(fù)荷減少時，選減少煤粉供給量，再減少空氣量和引風(fēng)量。如果有多個燃燒器，則每個燃燒器的給煤量應(yīng)盡可能均勻，爐膛兩側(cè)燃燒器的給煤粉量可適當(dāng)少點。鍋爐低負(fù)荷運行時，應(yīng)停止部分燃燒器以維持燃燒穩(wěn)定。煤粉爐對鍋爐負(fù)荷的適應(yīng)性較好，但煤粉爐最低負(fù)荷一般不宜低于額定負(fù)荷的50%-70%，否則難以保持正常燃

53、燒。四、循環(huán)流化床鍋爐的運行調(diào)節(jié)流化床燃燒的基本原理是燃料在流化狀態(tài)下進(jìn)行燃燒。我國是一個以煤為主要能源的國家，煤在一次能源結(jié)構(gòu)中約占75%，煤的燃燒帶來了嚴(yán)重的污染。循環(huán)流化床鍋爐具有高效低污染的特點。循環(huán)流化床鍋爐對燃料的適應(yīng)性好、燃料的著火條件優(yōu)越、燃燒效率高、熱強度大、脫硫效果好、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、灰渣能綜合利用。無疑循環(huán)流化床燃燒鍋爐對保護(hù)生態(tài)環(huán)境有十分重要的意義。循環(huán)流化床鍋爐的運行效果除與設(shè)備的使用制造質(zhì)量有關(guān)外，還取決于運行人員對鍋爐及其輔助設(shè)備，尤其是對控制系統(tǒng)掌握的熟練程度，以及對鍋爐設(shè)備各種運行工況在系統(tǒng)運行條件狀態(tài)發(fā)生變化時的綜合判斷與處理能力，運行人員在實踐中不斷地獲取

54、和積累運行經(jīng)驗，確保安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、穩(wěn)定地運行是十分重要的。運行風(fēng)量對燃燒的影響：運行中在一定范圍內(nèi)提高過量空氣系數(shù)可改善燃燒效率，因為燃燒區(qū)域氧濃度的提高增加了燃燒效率和燃盡度，爐膛出口氧量一般保持在3%-4%為宜。循環(huán)流化床鍋爐的運行，影響其負(fù)荷變化的主要因素有：煤質(zhì)；床溫；床壓；氧量及一、二次風(fēng)配比；給水溫度；尾部受熱面的清潔度。循環(huán)流化床鍋爐在啟動和運行過程中加強監(jiān)視氧量表是非常重要的，在點火投煤初期，應(yīng)根據(jù)床溫和氧量的變化判斷燃煤是否著火。正常運行時風(fēng)量沒變、床溫下降、氧量增高時，說明給煤量偏小，床內(nèi)含的煤少了，可增大給煤。相反，床溫升高、氧量降低時，說明煤量偏大，則應(yīng)減少給

55、煤。運行中為適應(yīng)外界負(fù)荷的需要，應(yīng)及時調(diào)整燃燒。在快速減負(fù)荷或甩負(fù)荷時，應(yīng)立即減少或停止給煤，并減少一次風(fēng)量和二次風(fēng)量，但要保證最低流化風(fēng)量。蒸汽壓力高時，應(yīng)及時開啟排汽門，防止鍋爐超壓，在快速增負(fù)荷時，鍋爐應(yīng)提前少量加煤。在主汽壓力下降時，開始增加流化風(fēng)量和二次風(fēng)量，同時應(yīng)適當(dāng)增加給煤量，確保床溫穩(wěn)定。在調(diào)整鍋爐給煤量時，應(yīng)采取少量多次的調(diào)整方法，防止床溫、床壓大幅度變化引起結(jié)渣和熄火。正常運行時應(yīng)加強對給煤的運行監(jiān)視，包括對給煤量和播煤風(fēng)、密封風(fēng)的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時處理，在負(fù)荷變化和煤質(zhì)變化時，應(yīng)及時調(diào)整煤量和風(fēng)量，保持汽壓、汽溫的穩(wěn)定。控制床溫在850-950之間，最低工不應(yīng)低于760

56、，床溫過高時容易結(jié)渣，床溫過低造成燃燒不完全。當(dāng)床溫升高時，可適當(dāng)開大一次風(fēng)，反之減少一次風(fēng)。當(dāng)床溫變化較大時，應(yīng)及時調(diào)整給煤量，若床溫超過規(guī)定或床溫變化巨大時，應(yīng)及時調(diào)整給煤量，必要時停止鍋爐給煤。 第二節(jié) 燃油（氣）鍋爐燃燒調(diào)整一、合理配風(fēng)每位司爐工通過上崗培訓(xùn)，學(xué)習(xí)過程中學(xué)好燃油、燃?xì)狻⑷剂匣瘜W(xué)成分組成及燃燒特點，哪些是可燃元素，哪些是有害元素。只有充分了解、認(rèn)識這些成分的特點才能更深層掌握好燃燒過程，才能進(jìn)一步提高自己的操作技能。目前科學(xué)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，司爐過程中由手工操作、開關(guān)型轉(zhuǎn)為電腦控制的自動化操作，只有不斷學(xué)習(xí)才能跟上形勢，從“苦、臟、累、高溫作業(yè)”轉(zhuǎn)向“自動化、數(shù)字化”操作。

57、目前，燃油、燃?xì)忮仩t大都是“內(nèi)燃”燃燒，微正壓，所以操作過程 中只有通過“窺視鏡”才能看到火焰燃燒情況，可以看成“封閉式”燃燒，保溫也做得較好。所以過量空氣系數(shù)燃油在1.1-1.3，而燃?xì)庵挥?.05-1.2，在低空氣系數(shù)下燃燒，因此鍋爐燃燒過程中燃料與空氣比例調(diào)節(jié)一定要合理。在燃燒過程中，進(jìn)風(fēng)量和燃料量（油、氣）一定要匹配，風(fēng)量不可以過大或過小，調(diào)節(jié)中利用儀表控制風(fēng)量。調(diào)節(jié)油量一定要用油壓表，不可以憑經(jīng)驗調(diào)整。調(diào)整燃?xì)馔ㄟ^煙氣分析儀表，排煙中CO含量太湖 在100×10-6以內(nèi)，越低越好，排煙中含O2量控制在科學(xué)范圍內(nèi)，不可以在無儀表情況下盲目調(diào)整。過量空氣系數(shù)與熱損失的關(guān)系：與過

58、量空氣系數(shù)有關(guān)的熱損失有三項，即化學(xué)不完全燃燒熱損失、機(jī)械（固定）不完全燃燒熱損失和排煙熱損失。1、 過量空氣系數(shù)與化學(xué)不完全燃燒熱損失的關(guān)系過量空氣系數(shù)a太小，在空氣量不足的情況下，燃燒中燃料可燃物C、CO、H2、CH4等由于不能充分與氧氣接觸反應(yīng)，將在煙氣中殘存部分CO、H2、CH4等，隨煙氣排出爐外，造成化學(xué)不完全燃燒熱損失增加。煙氣中殘存的可燃?xì)獬煞蛛S過量空氣系數(shù)a的增大而減少。隨a值的增大，化學(xué)不完全燃燒熱損失逐漸減少，趨向一個穩(wěn)定值。2、 過量空氣系數(shù)與機(jī)械不完全燃燒熱損失的關(guān)系當(dāng)過量空氣系數(shù)過小時，燃料中的炭將有一部分沒有與氧氣反應(yīng)即被排出爐外，固體燃料易產(chǎn)生這種機(jī)械不完全燃燒熱損失。隨a值的增大，機(jī)械不完全燃燒熱損失值逐漸下降，趨于一個穩(wěn)定值；當(dāng)a值過大，空氣流速過大，炭粒