煤粉燃燒新技術(shù)

1、 煤粉燃燒新技術(shù)煤粉燃燒新技術(shù)煤粉燃燒技術(shù)煤粉燃燒技術(shù) 燃煤方法的基本內(nèi)容是將煤塊磨制燃煤方法的基本內(nèi)容是將煤塊磨制成成 煤粉煤粉, 用空氣輸送并噴入爐內(nèi)用空氣輸送并噴入爐內(nèi), 使使煤粉煤粉 在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中完成燃燒反應(yīng)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中完成燃燒反應(yīng)。與層燃燒法相比與層燃燒法相比, 這種燃煤方法的主這種燃煤方法的主要特點(diǎn)一是可以大量采用劣質(zhì)煤和要特點(diǎn)一是可以大量采用劣質(zhì)煤和煤屑煤屑, 甚至可摻用一部分無(wú)煙煤和焦甚至可摻用一部分無(wú)煙煤和焦炭屑炭屑; 二是燃盡度高二是燃盡度高, 熱效率高熱效率高, 爐爐溫控制容易溫控制容易, 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善勞減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善勞動(dòng)條件。動(dòng)條件。第一節(jié) 鍋爐燃燒設(shè)備概述

2、一、不同的煤燃燒方式火床爐，煤粉爐，循環(huán)流化床鍋爐二、煤粉鍋爐燃燒設(shè)備的組成爐膛+燃燒器+供風(fēng)設(shè)備+制粉設(shè)備三、煤粉燃燒器的作用與類型 燃燒器輸送煤粉和一次空氣，組織煤粉氣流的著火、 穩(wěn)定和低污染燃燒。四、爐膛的作用與類型n爐膛的作用：經(jīng)濟(jì)、安全地組織和完成燃燒過(guò)程和傳熱過(guò)程。n煤粉鍋爐爐型：型爐最多，分為四角燃燒、墻式燃燒；W型火焰爐，塔式爐，旋風(fēng)爐等五、鍋爐燃燒設(shè)備的發(fā)展方向n高效、低污染的燃燒技術(shù)和設(shè)備。六、 與爐內(nèi)燃燒過(guò)程相關(guān)的問(wèn)題n(1) 受熱面積灰、結(jié)渣；n(2) 受熱面金屬表面的高溫腐蝕；n(3) 蒸發(fā)受熱面中水動(dòng)力的安全性；n(4) 氧化氮等污染物的生成；n(5) 火焰在爐膛容

3、積中的充滿程度。 *燃燒器的作用 低揮發(fā)分煤粉的著火、穩(wěn)定燃燒需與燃燒器布置式和鍋爐爐膛形低揮發(fā)分煤粉的著火、穩(wěn)定燃燒需與燃燒器布置式和鍋爐爐膛形狀整體綜合相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。技術(shù)措施如下狀整體綜合相互配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。技術(shù)措施如下:提高煤粉濃度和細(xì)提高煤粉濃度和細(xì)度度; 采用較低的一次風(fēng)速采用較低的一次風(fēng)速; 提高一次、二次風(fēng)風(fēng)溫提高一次、二次風(fēng)風(fēng)溫; 增強(qiáng)對(duì)增強(qiáng)對(duì)著火區(qū)的熱輻射著火區(qū)的熱輻射; 延長(zhǎng)燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，保證燃料顆粒延長(zhǎng)燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，保證燃料顆粒充分燃盡。爐膛結(jié)構(gòu)主要采用四角切向、對(duì)沖燃燒、充分燃盡。爐膛結(jié)構(gòu)主要采用四角切向、對(duì)沖燃燒、U 型火焰、型火焰、W 型火焰和型火焰和

4、CUF 火焰等燃燒技術(shù)，其中，火焰等燃燒技術(shù)，其中，U 型和型和W 型火焰是主型火焰是主要燃燒技術(shù)要燃燒技術(shù)n燃料的性質(zhì)燃料的性質(zhì)：揮發(fā)分揮發(fā)分 ，著火溫度，著火溫度 ；水分水分 ，著火溫度，著火溫度 ；灰分灰分 ，著火溫度，著火溫度 ；五、一次風(fēng)與二次風(fēng)n1 一次風(fēng)量n一次風(fēng)量應(yīng)該既能滿足煤粉中揮發(fā)分著火燃燒所需的氧量，又能滿足輸送煤粉的需要。如果同時(shí)滿足這兩個(gè)條件有矛盾，則應(yīng)首先考慮輸送煤粉的需要。n一次風(fēng)量通常用一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比值表示，稱為一次風(fēng)率。 n一次風(fēng)速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著一次風(fēng)氣流的剛度。n提高一次風(fēng)溫，可降低著火熱，使著火位置提前。提高熱風(fēng)溫度是提高煤粉

5、著火速度和著火穩(wěn)定性的必要措施之一。根據(jù)煤質(zhì)揮發(fā)分含量的大小，一次風(fēng)溫既應(yīng)滿足使煤粉盡快著火，穩(wěn)定燃燒的要求，又應(yīng)保證煤粉輸送系統(tǒng)工作的安全性。 4 二次風(fēng)量和風(fēng)速 n 二次風(fēng)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(fēng)必須以很高的速度才能穿透火焰，以增強(qiáng)空氣與焦碳粒子表面的接觸和混合，故通常二次風(fēng)速比一次風(fēng)速提高一倍以上。 n從燃燒角度看，二次風(fēng)溫愈高，愈能強(qiáng)化燃燒，并能在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)增強(qiáng)著火的穩(wěn)定性。n二次風(fēng)溫的提高受到空氣預(yù)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(yù)熱器結(jié)構(gòu)龐大，不便布置。 低負(fù)荷穩(wěn)燃及低NOx煤粉燃燒技術(shù) n一、 低負(fù)荷穩(wěn)燃技

6、術(shù) n1， 提高一次風(fēng)氣流中的煤粉濃度 1）減少一次風(fēng)量， 可減少著火熱2）提高了揮發(fā)分含量，使火焰?zhèn)鞑ニ俣忍岣?）燃燒放熱相對(duì)集中，使著火區(qū)保持高溫狀態(tài)最佳煤粉濃度2，提高煤粉氣流初溫 提高煤粉氣流初溫，可減少煤粉氣流的著火熱，并提高爐內(nèi)溫度水平，使著火提前。3，提高煤粉顆粒細(xì)度 煤粉越細(xì)，單位質(zhì)量的表面積越大，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍娇??；鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣仍娇?，燃燒放熱速度越快，煤粉顆粒越容易被加熱，越容易穩(wěn)定燃燒。n4，在難燃煤中加入易燃燃料 在鍋爐負(fù)荷低或煤質(zhì)很差時(shí)，可投入阻燃用霧化燃油或氣體燃料，混入燃燒器出口的煤粉氣流種，來(lái)改善煤粉的燃燒特性，維持著火的穩(wěn)定性。 有時(shí)為了節(jié)省燃油，也可混入揮發(fā)分較

7、大的煤粉。n四角切圓的燃燒四角切圓的燃燒方式，具有爐膛充滿度好，擾動(dòng)大、有利于燃燼、低NOX排放等一系列優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)的一種燃燒方式。 四角切圓的燃燒方式是將煤粉（一次風(fēng)）和二次風(fēng)在爐膛四角與爐膛中心一假想切圓相切的方式噴入爐膛，實(shí)現(xiàn)煤粉的切圓燃燒。n對(duì)沖燃燒對(duì)沖燃燒燃燒器中的燃料和空氣噴入爐膛各自擴(kuò)展并對(duì)向撞擊后產(chǎn)生上升氣流進(jìn)行燃燒的方式，包括前后墻對(duì)沖、側(cè)墻對(duì)沖和四角對(duì)沖。n（1）溫度型NOx，是指空氣中的氮在超過(guò)1500的高溫下，發(fā)生氧化反應(yīng)，溫度越高NOx的生成量越多。這部分NOx占NOx總量的1020%n（2）燃料型NOx ，是指燃料中的氮受熱分解和氧化生成NOx。進(jìn)一步說(shuō)，主

8、要指揮發(fā)份中的氮化合物生成NOx，其占NOx總量的8090%，這部分NOx在燃燒器出口處的火焰中心生成。 n（3）快速溫度型NOx，是指空氣中的氮和碳?xì)淙剂舷仍诟邷叵路磻?yīng)生成中間產(chǎn)物N、NCH、CN等，然后快速與氧反應(yīng)，生成NOx。這部分NOx占NOx總量的5%。1、NOx的生成機(jī)理2、低NO煤粉燃燒器n（1）PM（Pollution Minimum）型燃燒器 nPM型燃燒器是在燃燒器內(nèi)將煤粉氣流分為濃粉氣流和淡粉氣流。濃煤粉氣流在上，淡煤粉氣流在下。n（3） APM型濃淡濃燃燒器 n主要技術(shù)是將原來(lái)的PM型濃、淡燃燒器改進(jìn)為A-PM型濃、淡、濃燃燒器， 3、爐內(nèi)脫氮新技術(shù)n（1） 兩級(jí)燃燒與

9、MACT燃燒技術(shù) n兩級(jí)燃燒是把燃燒所需要的空氣量?jī)啥嗡腿霠t膛，第一級(jí)的空氣量大約為80%左右，從燃燒器的下部送入；第二級(jí)的空氣量大約為20%左右，從燃燒器的上部送入，兩級(jí)噴口之間的距離為1.52米。采用兩級(jí)燃燒方式，主要用于降低x的生成量。n采用兩級(jí)燃燒法，在燃燒中心區(qū)(第一段燃燒區(qū))過(guò)量空氣系數(shù)小于1 ，為缺氧燃燒。由于燃料不能完全燃燒，火焰溫度比較低，因而溫度型Ox 的生成量減少；同時(shí)，由于缺氧，燃料型Ox 的生成量也減少。當(dāng)?shù)诙?jí)空氣送入后，因爐膛的冷卻作用，火焰溫度已降低。因此，在第二段燃燒區(qū)域中，雖然過(guò)量空氣系數(shù)大于1，火焰中有剩余氧存在，但因溫度低，燃料型和溫度型Ox的生成量都大

10、幅度降低。日本三菱公司在PM型燃燒器的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)展了爐內(nèi)三級(jí)燃燒的低Ox燃燒技術(shù)(MACT)。即在主燃燒器的上二次風(fēng)OFA噴口上部設(shè)置一層附加空氣AA，在主燃燒區(qū)生成的Ox到達(dá)OFA區(qū)時(shí)，由于缺氧又被還原成N2。據(jù)資料介紹，MACT燃燒技術(shù)可將Ox控制在60150PPm內(nèi)。 n（3）擴(kuò)大還原燃燒技術(shù) n技術(shù)的核心是在主燃燒區(qū)與燃盡區(qū)之間留有較大的空間，并注入IAP供風(fēng)（分級(jí)風(fēng)），形成HCN、NH3、HC等還原性氣體，促使Nx還原。n采用此技術(shù)與兩段燃燒法相比，NOx減少35n可有效的控制未完全燃燒。 型火焰燃燒技術(shù) n一、型火焰鍋爐的爐膛形狀 W W形火焰爐膛形火焰爐膛由下部的拱型著火爐

11、膛由下部的拱型著火爐膛（燃燒室）和（燃燒室）和上部的輻射爐膛上部的輻射爐膛（燃盡室）（燃盡室）組成。前者的深度比后者約大組成。前者的深度比后者約大8080120%120% 燃盡室前后墻向外擴(kuò)展構(gòu)成爐頂拱，燃盡室前后墻向外擴(kuò)展構(gòu)成爐頂拱，并布置燃燒器，并布置燃燒器，煤粉氣流和二次風(fēng)從爐煤粉氣流和二次風(fēng)從爐頂拱向下噴射，在燃燒室下部與三次風(fēng)頂拱向下噴射，在燃燒室下部與三次風(fēng)相遇后，再相遇后，再1800 轉(zhuǎn)彎向上流經(jīng)燃盡室爐轉(zhuǎn)彎向上流經(jīng)燃盡室爐膛，形成膛，形成W W形火焰，形火焰， 爐膛溫度高爐膛溫度高 煤粉噴嘴出口處于燃燒中心煤粉噴嘴出口處于燃燒中心 爐頂拱的輻射傳熱可提供部分著火熱，同時(shí)爐頂拱的

12、輻射傳熱可提供部分著火熱，同時(shí)可減少對(duì)燃盡室的放熱可減少對(duì)燃盡室的放熱 著火區(qū)水冷壁敷設(shè)衛(wèi)燃帶著火區(qū)水冷壁敷設(shè)衛(wèi)燃帶 較低的較低的NOxNOx生成量生成量 空氣沿著火焰行程逐步加入，易實(shí)現(xiàn)分級(jí)配風(fēng)，空氣沿著火焰行程逐步加入，易實(shí)現(xiàn)分級(jí)配風(fēng)，分段燃燒分段燃燒 ?？煽刂戚^低的過(guò)?？諝庀禂?shù)可控制較低的過(guò)?？諝庀禂?shù) 爐膛內(nèi)的火焰行程長(zhǎng)，增加了煤粉在爐內(nèi)的爐膛內(nèi)的火焰行程長(zhǎng)，增加了煤粉在爐內(nèi)的停留時(shí)間停留時(shí)間 煙氣中的飛灰含量少煙氣中的飛灰含量少 火焰在下部著火爐膛底部轉(zhuǎn)彎火焰在下部著火爐膛底部轉(zhuǎn)彎180180向上流動(dòng)時(shí)，向上流動(dòng)時(shí)，可使煙氣中部分飛灰分離出來(lái)可使煙氣中部分飛灰分離出來(lái) 有利于組織良好的

13、著火、燃燒過(guò)程有利于組織良好的著火、燃燒過(guò)程 可以采用直流燃燒器或軸向可動(dòng)葉片旋流燃燒可以采用直流燃燒器或軸向可動(dòng)葉片旋流燃燒器，也可采用高濃度煤粉燃燒器器，也可采用高濃度煤粉燃燒器 有良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能有良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能負(fù)荷變化時(shí)，下部著火爐膛火焰中心溫度變化不負(fù)荷變化時(shí)，下部著火爐膛火焰中心溫度變化不大大適用于無(wú)煙煤等低揮發(fā)分煤的燃燒適用于無(wú)煙煤等低揮發(fā)分煤的燃燒n二、型火焰鍋爐的燃燒器 5050的空氣和少量（約占的空氣和少量（約占10102020）煤粉組成的低濃度煤粉氣流）煤粉組成的低濃度煤粉氣流從從旋風(fēng)分離器上部的抽氣管通過(guò)燃燒器乏氣噴嘴送入爐膛旋風(fēng)分離器上部的抽氣管通過(guò)燃燒器乏氣噴

14、嘴送入爐膛（三次風(fēng)）（三次風(fēng)） 5050的空氣和的空氣和80%以上的煤粉形成的高濃度煤粉氣流以上的煤粉形成的高濃度煤粉氣流從旋風(fēng)分離從旋風(fēng)分離器下部流出，然后垂直向下通過(guò)主燃燒器進(jìn)入爐膛器下部流出，然后垂直向下通過(guò)主燃燒器進(jìn)入爐膛（一次風(fēng)）（一次風(fēng)） 調(diào)節(jié)乏氣量是適應(yīng)煤種變化的一種手段調(diào)節(jié)乏氣量是適應(yīng)煤種變化的一種手段 煤質(zhì)變差，開大乏氣調(diào)節(jié)擋板，抽出的乏氣量增加，煤粉濃度隨之增加，煤質(zhì)變差，開大乏氣調(diào)節(jié)擋板，抽出的乏氣量增加，煤粉濃度隨之增加，有利于煤粉氣流的著火，燃燒有利于煤粉氣流的著火，燃燒 主燃燒器兩側(cè)有高速主燃燒器兩側(cè)有高速二次風(fēng)二次風(fēng)氣流同時(shí)噴入氣流同時(shí)噴入循環(huán)流化床燃煤鍋爐n循環(huán)流化床（CFB）一開始就是因適應(yīng)了當(dāng)今資源綜合利用、環(huán)保要求日益嚴(yán)格的發(fā)展趨勢(shì)，從而得到快速發(fā)展，CFB具有清潔燃燒、高效、燃料適應(yīng)性廣、調(diào)節(jié)特性好等特點(diǎn)。近二十年，CFB技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，容量等級(jí)從當(dāng)初的20t/h發(fā)展到現(xiàn)在的1025t/h，成為我國(guó)清潔燃燒領(lǐng)域中發(fā)展最迅速、工程運(yùn)用最多的技術(shù)！n循環(huán)流化床(CFB)燃燒技術(shù)是一項(xiàng)近二十年發(fā)展起來(lái)的清潔煤燃燒技術(shù)。它具有燃料適應(yīng)性廣