鍋爐燃燒調(diào)整講義

第一章低NOx排放技術(shù)電站鍋爐NOX排放控制標(biāo)準(zhǔn)限于成本的考慮，中國火力發(fā)電燃煤鍋爐主要考慮燃燒控制技術(shù)。根據(jù)不同燃煤燃燒時NOX排放控制可以達(dá)到的技術(shù)水平，確定火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?；鹆Πl(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組氮氧化物最高允許排放濃度執(zhí)行表1-3規(guī)定的限值。為了滿足火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的NOX排放要求，國產(chǎn)燃煤鍋爐主要采用低NOX燃燒器和分級燃燒技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)性最好。表2-11火力發(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組氮氧化物最高允許排放濃度單位：mg/m3時段第1時段第2時段第3時段實施時間2005年1月1日2005年1月1日2004年1月1日燃煤鍋爐Vdaf＜10%15001300110010%≤Vdaf≤20%1100650650Vdaf＞20%450燃油鍋爐650400200燃?xì)廨啓C(jī)組燃油150燃?xì)?0第一節(jié)NOx生成機(jī)理燃燒過程中生成的氮氧化物主要是NO和NO2，通常把這兩種氮的氧化物稱為NOx。其中NO占90%以上。國內(nèi)外對煤燃燒過程中NOx的生成機(jī)理做了大量的研究，對NOX的生成機(jī)理及其影響因素都比較清楚了。由于氮的鍵能不同，以及與氮進(jìn)行反應(yīng)的介質(zhì)成分不同，因而NOx的生成有三種不同的機(jī)理：熱力NOx，它是燃燒過程中空氣里的N2在高溫下氧化而生成的氮氧化物，它占總的氮氧化物的（20~50）%；快速NOx，它是燃料中的碳?xì)浠衔顲Hx與空氣中的N2，在過量空氣系數(shù)為（0.7~0.8）時，由預(yù)混燃燒生成，其生成地點不是發(fā)生在火焰面的下游，而是在燃燒初期的火焰面內(nèi)部，而且反應(yīng)時間極短，在實際燃燒裝置中，快速NOx量很少，就煤粉爐而言，小于5%；燃料NOx，它是燃料中所含的氮化合物，在燃燒過程中氧化而生成的氮氧化物，它占總的氮氧化物的75%左右。NOx生成的最大特點就是與煤的燃燒方式、燃燒工況有關(guān)系。NOx生成量強(qiáng)烈地依賴于燃燒的溫度水平，此外與風(fēng)煤比，傳熱和煤種以及煤、空氣和燃燒產(chǎn)物的混合程度有關(guān)。正因為這樣，可以通過改善燃燒方式，改變鍋爐運(yùn)行條件來降低NOx生成量。下面分別簡述3種類型NOx的生成機(jī)理及主要影響因素。1．熱力型NOx熱力型NOx系燃燒過程中空氣中的氮和氧在高溫中生成的NO及NO2總和，其總反應(yīng)方程為：N2+O2=2NONO+1/2O2=NO2這一機(jī)理又稱捷里多維奇（Zeldovich）機(jī)理，依照這一機(jī)理，空氣中的N2在高溫下氧化，熱力型NO并非按上述方程直接生成，系以一組不分支鏈鎖反應(yīng)進(jìn)行。氮原子只能通過N+N2=N+NO產(chǎn)生，而不是由氮分子分解產(chǎn)生。影響熱力氧化氮生成的主要因素是溫度、氧濃度以及在高溫區(qū)的停留時間。其中溫度對熱力NOx生成速率的影響最大，熱力NOx的生成速率與溫度幾乎呈指數(shù)的關(guān)系。氧濃度增大和在高溫區(qū)停留時間的延長，都會使熱力NOx生成量增加。在典型的煤粉火焰中，熱力NOx占總NOx排放量的20%左右。對實際煤粉鍋爐，燃燒溫度的降低，以及溫度分布均勻化，都能有效地降低熱力NOx的生成。由于氧原子與N2反應(yīng)的活化能比氧原子與火焰中可燃成分反應(yīng)的活化能高的多，而且氧原子在火焰中存在時間較短：故火焰不會產(chǎn)生大量的NO，NO的生成反應(yīng)系在燃料中可以燃燒部分基本燒完之后的高溫區(qū)進(jìn)行。由于熱力型NO生成的活化能很高，在1500℃以下幾乎觀測不到NO的生成反應(yīng)，當(dāng)溫度超過1500℃時，溫度每上升100℃，反應(yīng)速度將增加6~7倍。熱力型NOx可占生成總量的25%~30%。NO生成反應(yīng)速度與溫度呈指數(shù)規(guī)律外，還與N2濃度成正比及O2濃度的平方根成正比，并與停留時間有關(guān)。要控制熱力型NOx的生成，則必須降低燃燒溫度；避免產(chǎn)生局部高溫區(qū)；縮短煙氣在高溫區(qū)停留時間以及降低煙氣中氧的濃度。2．燃料型NOx煤中的氮原子與各種碳?xì)浠衔锝Y(jié)合成氮的環(huán)狀或鏈狀化合物，如C5H5N、C6H5NH2等。煤中氮有機(jī)化合物的C-N結(jié)合鍵能較空氣中氮分子的N三N鍵能小得多，在燃燒時容易分解。從氮氧化物生成的角度看，氧更容易首先破壞C-N鍵與氮原子生成NO。煤燃燒時燃料型NOX約為NOX生成總量的75~90%。在一般燃燒條件下，煤中氮有機(jī)化合物先被分解成氰（HCN）、氨（NH3）和CN等中間產(chǎn)物，作為揮發(fā)分而析出，稱為揮發(fā)分N；而殘留在焦碳中的氮，稱為焦碳N。揮發(fā)N要比其它揮發(fā)分析出要晚一些，一般當(dāng)揮發(fā)分析出10~15%時，揮發(fā)分N才開始析出。燃料N轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分N的比例與煤種、析出時的溫度及加熱速度有關(guān)。在揮發(fā)分氮中，HCN與NH3所占比例與多種因素有關(guān)：對于煙煤，HCN比例一般大與NH3，劣質(zhì)煙煤則以NH3為主，無煙煤揮發(fā)分N中HCN與NH3均較少；煤中燃料N以芳香環(huán)結(jié)合時，揮發(fā)分N以HCN為主，燃料N以胺的形式存在時，NH3是主要的熱解初始產(chǎn)物；揮發(fā)分N中HCN及NH3產(chǎn)率隨溫度增高而增加，但溫度超過1000~1100℃時，NH3含量達(dá)到飽和；隨溫度上升，燃料N轉(zhuǎn)化為HCN的比例大與轉(zhuǎn)化為NH3的比例。燃料型NOX的反應(yīng)機(jī)理較熱力型復(fù)雜的多，兩種形態(tài)的氮氧化物HCN及NH3以不同的反應(yīng)途徑生成NO，同時伴隨NO還原為N2的反應(yīng)。HCN氧化為NCO后，可能有兩條反應(yīng)途徑，取決于反應(yīng)條件。在氧化性氣氛中，NCO會進(jìn)一步氧化生成NO；而在還原氣氛中，NCO會反應(yīng)生成NH。NH在氧化氣氛中會進(jìn)一步氧化生成NO，成為NO的生成源，同時，又能與已生成的NO進(jìn)行還原反應(yīng)，使NO還原為N2。NH3可能作為NO的生成源，也可作為NO的還原劑。NH3與OH、O及H反應(yīng)生成NH2，NH2再與OH及O、H反應(yīng)生成NH。NH會被氧化生成NO；而NH也可直接與NO反應(yīng)還原為N2及OH或H2O；NH與OH及O反應(yīng)還可以生成原子N，原子N與NO可反應(yīng)還原生成N2及O。在通常燃燒溫度下，煤粉燃燒時由揮發(fā)分生成的NOX占燃料型NOX的60~80%。而由焦碳生成的NOX則占20~40%。焦碳N生成NOX的情況較復(fù)雜，與氮在焦碳中N—C、N—H之間的結(jié)合狀態(tài)有關(guān)。有人認(rèn)為焦碳N是通過焦碳表面多相反應(yīng)而生成NOX；也有人認(rèn)為焦碳N與揮發(fā)分N一樣，是首先以HCN及CN的狀態(tài)析出后氧化生成NOX的。但研究表明，在氧化性氣氛中，隨著過量空氣的增加，揮發(fā)分NOX增長迅速，明顯超過焦碳NOX的增長。這可能由兩方面原因所致：焦碳N生成NOX的活化能較碳氧反應(yīng)的活化能大，故焦碳NOX是在火焰尾部生成，其所處煙氣的氧濃度較低，再加上因溫度較高，可能焦碳中的灰熔融而使焦碳反應(yīng)表面減少，致使焦碳NOX生成量減少；另一方面，焦碳表面具有還原作用，在碳及煤灰中CaO的催化作用下，可促進(jìn)焦碳NOX還原。3．快速型NOX快速型NOX是弗尼莫爾1971年發(fā)現(xiàn)的。碳?xì)浠衔锶剂先紵谌剂线^濃時，在反應(yīng)區(qū)附近會瞬間快速生成NOX。與熱力型及燃料型不同，快速型NOX是燃料燃燒時產(chǎn)生的烴類等撞擊空氣分子中N2分子而生成CN、HCN等再被氧化成NOX。在碳?xì)浠衔锶紵龝r，特別是富燃料燃燒時，會分析出大量的CH、CH2、CH3、C2等，會破壞N2的分子鏈而生成HCN及CN等，該組分反應(yīng)活化能較低，故反應(yīng)速度較快。HCN、CN與O、OH反應(yīng)生成NCO，NCO被進(jìn)一步氧化后生成NO。有一種觀點認(rèn)為90%的快速型NOX是通過HCN生成的。此外，研究發(fā)現(xiàn)火焰中HCN達(dá)到最高值轉(zhuǎn)入下降階段時，存在大量的氨化物，這些氨化物和氧原子等快速反應(yīng)而生成NO。由前述可見，快速型NOX來源于空氣中的N2，類似于熱力型；但NO的生成機(jī)理卻與燃料型相似，在HCN生成后與燃料型NOX生成途徑基本一致。快速型NOX生成對溫度不敏感，一般情況下，對不含氮的碳?xì)淙剂显谳^低溫度燃燒時，才重點考慮快速型NOX，如內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程，對煤粉燃燒，快速型NOX生成量占總生成量的5%以下。可以看出，NOX生成的最大特點就是與煤的燃燒方式、燃燒工況有關(guān)系。NOX生成量強(qiáng)烈地依賴于燃燒的溫度水平，此外與風(fēng)煤比，傳熱和煤種以及煤、空氣和燃燒產(chǎn)物的混合程度有關(guān)。正因為這樣，可以通過改善燃燒方式，改變鍋爐運(yùn)行條件來降低NOX生成量。4.N的轉(zhuǎn)化率燃料型NOX系由燃料氮生成，但并非全部燃料N在燃燒過程中最終都生成NOX，已生成的NO還會被破壞還原。即便在不加控制的情況下，也只有一部分燃料N最終生成NOX，其余先以NH3形式分解出來，再轉(zhuǎn)化為N2。下圖所示為煤粉火焰中燃料型NO的生成及還原過程。轉(zhuǎn)化率與燃料特性及燃燒條件有關(guān)。（1)與燃料特性的關(guān)系燃料中含氮量增加時，雖然生成燃料型NO，增加，但轉(zhuǎn)化率卻減少：煤的燃料比FC／Vdaf(固定碳與揮發(fā)分之比)越高，NO的轉(zhuǎn)化率越低。圖7．32所示為9種煙煤(％為26．6％～50．2％)燃料中氮含量與轉(zhuǎn)化率CR的分布；圖7．33所示為前述9種煤燃料比與轉(zhuǎn)化率CR的分布。煤的揮發(fā)分升高，生成NO濃度的相對值降低，這是由于揮發(fā)分中烴(CH)成分對NO的還原反應(yīng)所致。燃料中氮含量與轉(zhuǎn)化率CR的分布（2)與過量空氣系數(shù)的關(guān)系幾乎所有試驗都表明：過量空氣系數(shù)越高，NOx的生成濃度和轉(zhuǎn)化率也越高。圖7．36所示為9種煙煤試驗得出的過量空氣系數(shù)對NOx生成量影響曲線；圖7．37所示為過量空氣系數(shù)對不同揮發(fā)分煤種NOx轉(zhuǎn)化率CR的影響。由圖7．37可見，在過量空氣系數(shù)大于1時，揮發(fā)分越高，轉(zhuǎn)化率CR越大；但在小于l時高揮發(fā)分煤的轉(zhuǎn)化率CR反而降低。這是由于揮發(fā)分烴的還原作用以及揮發(fā)分燃燒使氧量降低所致。第二節(jié)低NOx排放燃燒技術(shù)控制NOX方案來源于對其機(jī)理的研究?？刂拼胧┓譃橐淮渭岸未胧?，一次措施指在燃燒過程中采用的措施，系在爐膛內(nèi)實現(xiàn)，為低NOX的燃燒技術(shù)；二次措施為凈化煙氣的脫硝技術(shù)，系在燃燒后對煙氣中加入還原劑及催化劑吸收已生成的NOX。一般一次措施最多只能降低NOX排放值的50%，當(dāng)環(huán)保要求降低到40%以下時，則應(yīng)加二次措施，二次措施與一次措施一般同時采用。低NOX燃燒技術(shù)的要點是抑制NOX的生成，并創(chuàng)造條什使已生成的NOX還原。對煤粉燃燒鍋爐，燃燒溫度在1350℃以下，幾乎沒有熱力型NOX生成，只有當(dāng)燃燒溫度超過1600℃，熱力型NOX可到25％~30％，而快速型NOX僅占5％，故對煤粉燃燒主要是控制燃料型NOX圖7．41為低NOX燃燒技術(shù)的原理簡圖，其要點是對燃料型NOX生成各途徑造成還原性氣氛，控制其生成，促進(jìn)其還原，該圖中用粗黑箭頭表示了以還原性氣氛使燃料N轉(zhuǎn)化為分子氮(N2)的方向。目前對降低氮氧化物生成和排放已有了一些有效燃燒控制的技術(shù)措施，主要有以下幾類。一、低氧燃燒低氧燃燒是控制NOX排放量最簡單的方法。對燃燒器及燃燒系統(tǒng)不需作任何改動，僅在運(yùn)行中控制入爐風(fēng)量，使煤粉燃燒過程盡可能接近理論燃燒空氣量下進(jìn)行。采用低氧燃燒方案可使NOX排放量降低20％～30％。該方案實際應(yīng)用時受條件限制。爐內(nèi)氧量過低，將使飛灰含碳量增加，對難燃及較難燃的煤種更為明顯；另外，還會使排煙CO濃度增加，這都會使鍋爐效率降低。還有一個問題是，對某些鍋爐，低氧燃燒時導(dǎo)致主蒸汽或再熱蒸汽溫度偏低。具體實施時要根據(jù)燃剛煤種，鍋爐效率降低幅度及汽溫等性能確定適宜的爐膛出口(或省煤器處)煙氣氧量控制值。二、空氣分級燃燒技術(shù)將助燃空氣分成多股，使其逐漸與煤粉混合燃燒，這樣就可降低見局部區(qū)域的空氣燃料比，煤在熱分解和著火階段，由于缺氧，因而氮氧化物的生成受到抑制?？諝夥旨壙梢栽谌紵鲀?nèi)實現(xiàn)，也可在鍋爐內(nèi)完成。將完全燃燒所需的85%空氣量引入主燃燒器，使主燃燒器區(qū)域的燃燒在氧氣不足、燃料富集的工況下進(jìn)行。由于氧氣量不足，火焰溫度較低，氮氧化物的生成量就較少，燃料氮生成的中間產(chǎn)物（如NCH，NH3等）也會因此而無法氧化成為NOX。同時，已經(jīng)生成的NOX還可能在還原性氣氛中還原成分子氮（N2），其結(jié)果就減少了NOX的排放量。上部設(shè)置二層頂部燃盡風(fēng)（OFA）噴口，通過它將其余的約15%的空氣送入爐膛，避開了高溫火焰區(qū)，還可以使未燃盡的炭粒燃盡，完成整個燃燒過程。1．實驗研究結(jié)果（和煤種有關(guān)）在燃燒空氣總量不變，而第一級燃燒區(qū)內(nèi)空氣系數(shù)降低時，NOX生成量明顯降低，而且燃料中含氮量越大，NOX生成量也越大。當(dāng)一級燃燒區(qū)內(nèi)空氣系數(shù)小于0．6時，煙氣中HCN、NH3濃度增加，這固然有利于NO的還原：但還會有大量的HCN、NH3進(jìn)入第二級燃燒區(qū)(燃盡區(qū))，在該區(qū)被氧化生成NO，而且焦炭N也在第一級燃燒區(qū)內(nèi)隨過量空氣系數(shù)減少而增加。另外，第一級燃燒區(qū)過低的過量空氣系數(shù)還會使未完全燃燒損失增加，并引起燃燒穩(wěn)定性變差等問題。故第一級燃燒區(qū)空氣系數(shù)一般不宜低于0．7，具體控制數(shù)值要通過試驗確定。一級燃燒區(qū)內(nèi)的空氣系數(shù)0．65<α<1時，該區(qū)溫度升高對NO降低似乎有利，而當(dāng)α>1時溫度升高則會使NO值增加。對該種低揮發(fā)分煙煤，在α為0.85時，不同的停留時間會達(dá)到不同的NO排放值；當(dāng)停留時間增加到4s之后，NO降低則不明顯。而對試驗所剛高揮發(fā)分煙煤，α在0.75～0.85之間，停留時間增加到3s之后，NO的降低則不明顯。第一燃燒區(qū)內(nèi)停留時間由第二級燃燒區(qū)的位置，即燃盡風(fēng)(OverFireAir-OFA)引入位置所決定。當(dāng)α為0.75時，OFA由距燃燒器lm引入，在進(jìn)入燃盡區(qū)后NOX值有所增加，說明在第一級區(qū)域內(nèi)停留時間不足，在進(jìn)入燃盡區(qū)還會生成一定量NOX?？梢奜FA引入位置與α共同決定NOX可降低的程度。2．直流燃燒器四角切圓燃燒系統(tǒng)中分級燃燒的實現(xiàn)容易實現(xiàn)，將部分二次風(fēng)上移。上海鍋爐廠600MW分級燃燒裝置：在主風(fēng)箱上部布置有SOFA（SeparatedOFA，分離燃盡風(fēng)）燃燒器，包括5層可水平擺動的分離燃盡風(fēng)（SOFA）噴嘴。SOFA燃燒器立面布置見圖2-7，SOFA燃燒器角部見圖2-8。采用CCOFA和SOFA實現(xiàn)對燃燒區(qū)域過量空氣系數(shù)的多級控制。圖2-7上郭600MW超臨界鍋爐SOFA燃燒器立面布置3．旋流燃燒器對沖燃燒系統(tǒng)中分級燃燒的實現(xiàn)旋流式煤粉燃燒器也是一種很常用的燃燒設(shè)備，分級燃燒亦可在其上實現(xiàn)，也能取得很好的效果，可以將助燃空氣分為一、二、三次風(fēng)從燃燒器分級噴入，保證較低的NOX排放量。燃盡風(fēng)與主燃燒火焰氣流混合較難，需要采用特別的技術(shù)措施。燃盡風(fēng)采用優(yōu)化的雙氣流結(jié)構(gòu)和布置形式。燃盡風(fēng)風(fēng)口包含兩股獨立的氣流：中央部位的氣流是非旋轉(zhuǎn)的氣流，它直接穿透進(jìn)入爐膛中心；外圈氣流是旋轉(zhuǎn)氣流，用于和靠近爐膛水冷壁的上升煙氣進(jìn)行混合。外圈氣流的旋流強(qiáng)度和兩股氣流之間的分離程度由一個簡單的調(diào)節(jié)桿來控制。調(diào)節(jié)桿的最佳位置在鍋爐試運(yùn)行期間燃燒調(diào)整時設(shè)定。這樣，可通過燃燒調(diào)整，使燃盡風(fēng)沿膛寬度和深度同煙氣充分混合，既可保證水冷壁區(qū)域呈氧化性特性，防止結(jié)渣；同時可保證爐膛中心不缺氧，達(dá)到高燃燒效率。三、煙氣再循環(huán)燃燒技術(shù)將鍋爐尾部煙氣抽出，摻混到一次風(fēng)中，一次風(fēng)因煙氣摻混后其氧濃度降低，同時低溫?zé)煔膺€會使火焰溫度降低，也能使氮氧化物的生成受到抑制。但這一方法會引起煤粉燃燒不穩(wěn)定，甚至滅火。最近有的在燃燒器中采用高溫?zé)煔庠傺h(huán)，這樣既能抑制氮氧化物的生成，又能提高煤粉燃燒的穩(wěn)定性。四、煤粉濃淡分離燃燒技術(shù)將一次風(fēng)輸送的煤粉用離心分離法分為濃度不同的濃、淡粉風(fēng)流。在著火燃燒的初期，空氣燃料比低的濃粉對抑制氮氧化物生成有利。但從整個鍋爐燃燒過程來看，煤粉空氣混合越均勻，燃燒效果越好，將煤粉濃淡分離就對爐內(nèi)后期的煤粉與空氣混合不利，會使飛灰含碳量增加，效率降低。此外，在煤種不同，負(fù)荷不同的條件下，煤粉濃、淡程度難以控制。五、燃料分級（或再燃）燃燒法向爐內(nèi)燃燼區(qū)再送入一股燃料流，使煤粉在氧量不足的條件下熱分解，所生成的中間產(chǎn)物可將NOX還原為N2，也可在燃燒器出口的熱分解區(qū)、著火區(qū)，使已生成的NOX回流，并與熱分解產(chǎn)生的中間產(chǎn)物反應(yīng)使NOX還原。但這種方法往往會使分級送入燃燼區(qū)的煤粉難以燃燼，從而影響燃燒效率。再燃燒法的特點是，將燃燒分成三個區(qū)域：一次燃燒區(qū)是氧化性或稍還原性氣氛（α≥1）；在第二燃燒區(qū)，將二次燃料送入還原性氣氛（α≤1），因而生成碳?xì)浠衔锘鶊F(tuán)，這些基團(tuán)與一次燃燒區(qū)內(nèi)生成的NO反應(yīng)，最終生成N2，這個區(qū)域通常稱為再燃燒區(qū)。二次燃料稱為再燃燃料；最后再送入二次風(fēng)（α≥），使燃料完全燃燒，稱為燃盡區(qū)。六、低NOX煤粉燃燒器在燃煤粉鍋爐NOX排放量的燃燒控制技術(shù)的研究中很重要的一個方面是開發(fā)出高效低NOX排放的燃燒器，為此目的國內(nèi)外開發(fā)出各種高效低NOX排放燃燒器，主要有以下幾類：Babcock雙調(diào)風(fēng)燃燒器。該燃燒器的特點是，通過控制煤粉與空氣的混合，使燃燒從燃燒器的出口開始，將完全燃燒區(qū)調(diào)長。這種延時燃燒的方法可降低火焰溫度峰值來減少NOX排放量。根據(jù)我國南通電廠使用該燃燒器的情況看，在燃用收到基揮發(fā)分為22.8%的晉北煤時，鍋爐效率為93.6%,滿負(fù)荷是NOX排放量為600mg/m3。WR型濃淡偏差燃燒器。直流燃燒器四角布置。切圓燃燒是ABB-GE公司的傳統(tǒng)燃燒方式，這種燃燒器因氣流在爐膛內(nèi)形成一個較強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的整體火焰，對燃燒穩(wěn)定，強(qiáng)化后期混合，保證燃料完全燃燒十分有利。此外，四角燃燒時，爐內(nèi)火焰充滿情況較好，水冷壁傳熱均勻，燃燒中心的火焰峰值溫度和最大熱流密度較低，有利于減少NOX的排放。第三節(jié)高效低NOx燃燒優(yōu)化一、現(xiàn)代采用分級燃燒的系統(tǒng)主要是控制分級風(fēng)的風(fēng)率、高度（多層布置時）；主燃燒區(qū)的配風(fēng)優(yōu)化。二、無分級燃燒布置的高效低NOx燃燒優(yōu)化根據(jù)試驗結(jié)果，可分析實際鍋爐各種運(yùn)行因素對鍋爐效率和NOx的影響規(guī)律如下。2.4.1爐膛氧量對NOx排放和效率的影響試驗在100MW負(fù)荷進(jìn)行，二次風(fēng)采用縮腰配風(fēng)，一次風(fēng)風(fēng)速控制在28m/s左右。過量空氣系數(shù)是通過改變二次風(fēng)總風(fēng)門，控制二次風(fēng)總風(fēng)壓來調(diào)整的，用爐膛出口煙氣含氧量來控制，各對應(yīng)試驗工況爐內(nèi)一、二、三次風(fēng)風(fēng)量的分配如圖2-2所示。試驗過剩空氣系數(shù)對NOx排放量和鍋爐效率影響試驗結(jié)果見表2-2。圖2-2不同爐膛出口氧量時爐內(nèi)風(fēng)分配表2-6過?？諝庀禂?shù)(爐膛氧量)對NOx排放和效率的影響變化參數(shù)運(yùn)行參數(shù)過剩空氣系數(shù)低中高機(jī)組負(fù)荷(MW)103100101爐膛出口氧量(%)3.75.556.9排煙損失(%)6.196.67.71機(jī)械未完全損失(%)2.372.662.47鍋爐效率(%)90.8390.1289.21NOx排放(mg/m3)7009301018鍋爐效率隨著氧量的增加而下降。造成鍋爐效率下降的主要原因是排煙溫度和體積的增加使排煙熱損失加大。由于爐膛氧量沒有在很低的水平進(jìn)行試驗，所以灰渣含碳量變化不大，機(jī)械未完全燃燒熱損失變化不明顯，試驗數(shù)據(jù)中機(jī)械未完全燃燒熱損失的變化基本上可以認(rèn)為是試驗誤差范圍的變化。由于該鍋爐再熱蒸汽調(diào)溫設(shè)備煙道擋板失去作用，需利用爐膛氧量控制汽溫，造成了鍋爐效率的下降和NOx排放量上升趨勢。2.4.2二次風(fēng)配風(fēng)方式對NOx和效率的影響在100MW負(fù)荷下，用二次風(fēng)總風(fēng)門調(diào)整爐膛氧量，保持入爐總風(fēng)量不變(用爐膛出口剩余氧量控制)，一次風(fēng)風(fēng)門開度不變，控制一次風(fēng)速約為28m/s，2套制粉系統(tǒng)運(yùn)行，各試驗工況爐內(nèi)一、二、三次風(fēng)風(fēng)量的分配如圖2-3所示。二次風(fēng)配風(fēng)方式對NOx排放量和鍋爐效率影響試驗結(jié)果見表2-3。圖2-3不同二次風(fēng)配風(fēng)方式爐內(nèi)風(fēng)分配表2-3二次風(fēng)配風(fēng)方式對NOx排放和效率的影響變化參數(shù)運(yùn)行參數(shù)二次風(fēng)配風(fēng)方式縮腰型倒寶塔型均勻型鼓形正寶塔型機(jī)組負(fù)荷(MW)9610199.499.2100爐膛出口氧量(%)7.06.06.35.356.45排煙損失(%)7.527.197.327.437.5機(jī)械未完全損失(%)1.151.851.211.651.43鍋爐效率(%)90.6790.3490.8490.2990.44NOx排放(mg/m3)7868268688861045從表2-3中可以看出，在NOx排放方面，采用縮腰型配風(fēng)和倒寶塔配風(fēng)方式最低，均勻配風(fēng)和鼓形配風(fēng)次之，正寶塔配風(fēng)最高。從正寶塔配風(fēng)、均勻配風(fēng)到倒寶塔配風(fēng)，空氣中心上移，爐內(nèi)空氣分級程度增大，使主燃燒器區(qū)域的氧濃度降低，既能降低主燃燒區(qū)域的火焰溫度，又能抑制燃料氮形成的中間產(chǎn)物與氧的化合，因而降低了NOx的排放量。縮腰配風(fēng)NOx排放量最低，低于的倒寶塔配風(fēng)，這是因為縮腰配風(fēng)不僅象倒寶塔配風(fēng)一樣使上二次風(fēng)噴口的風(fēng)量加大，主燃燒器區(qū)域的氧濃度降低，而且讓部分中間二次風(fēng)噴口風(fēng)量轉(zhuǎn)移到下二次風(fēng)噴口，使一次風(fēng)與二次風(fēng)的混合推遲，造成燃燒初期氧量供應(yīng)的下降，限制了NOx的生成量。在鍋爐效率方面，倒寶塔和鼓形配風(fēng)機(jī)械未完全燃燒熱損失最大，效率最低?？s腰配風(fēng)機(jī)械未完全燃燒熱損失最小，雖然由于氧量較大使排煙熱損失較大，但如果將氧量控制在較小，鍋爐效率應(yīng)較高，考慮到爐膛氧量有不同，鍋爐效率的變化不明顯。綜合鍋爐效率和NOx的排放量以縮腰配風(fēng)最佳。值得注意的是該鍋爐縮腰配風(fēng)NOx的排放量較倒寶塔配風(fēng)為低，原因可能是倒寶塔配風(fēng)中距離一次風(fēng)噴口較近的中二次風(fēng)風(fēng)量和次下二次風(fēng)風(fēng)量相對較大，在煤粉氣流燃燒初期，二次風(fēng)摻入量較多；而縮腰配風(fēng)時，下部風(fēng)量主要集中在離一次風(fēng)噴口較遠(yuǎn)的下二次風(fēng)噴口，導(dǎo)致在煤粉氣流燃燒初期，二次風(fēng)摻入量較少，使NOx的排放量最少。由于本鍋爐燃燒器二次風(fēng)口的布置中有兩層下二次風(fēng)口，占整個二次風(fēng)口的一半，故即使是每個二次風(fēng)風(fēng)口風(fēng)量基本相同的均勻配風(fēng)和鼓形配風(fēng)，整體上也具有正寶塔配風(fēng)的特性，而倒寶塔配風(fēng)的特性不明顯。在125MW進(jìn)行了縮腰和均勻兩種配風(fēng)形式的NOx排放試驗，保持入爐總風(fēng)量不變(用爐膛出口剩余氧量控制)，一次風(fēng)風(fēng)門開度不變，控制一次風(fēng)速約為28m/s，2套制粉系統(tǒng)運(yùn)行，各試驗工況爐內(nèi)一、二、三次風(fēng)風(fēng)量的分配如圖2-4所示。125MW負(fù)荷時，二次風(fēng)配風(fēng)方式對NOx排放量和鍋爐效率影響結(jié)果見表2-4。圖-4125MW負(fù)荷二次風(fēng)縮腰、均勻配風(fēng)各風(fēng)口風(fēng)率表2-8125MW二次風(fēng)配風(fēng)方式對NOx排放和效率的影響變化參數(shù)運(yùn)行參數(shù)二次風(fēng)配風(fēng)方式均勻型縮腰型機(jī)組負(fù)荷(MW)122123爐膛出口氧量(%)5.35.65排煙損失(%)7.267.12機(jī)械未完全損失(%)2.261.96鍋爐效率(%)89.9790.41NOx排放(mg/m3)971945從表2-4中可以看出，雖然縮腰配風(fēng)NOx排放量較低，均勻配風(fēng)NOx排放量稍高，但差別已較小。這是因為在滿負(fù)荷時，風(fēng)量大，即使縮腰配風(fēng)時中間二次風(fēng)風(fēng)門開度也較大（見圖2-4），使均勻配風(fēng)和縮腰配風(fēng)爐內(nèi)風(fēng)的分配的差別變小，NOx排放量差別變小。隨著鍋爐負(fù)荷的增加，入爐風(fēng)量加大，燃燒器各風(fēng)口風(fēng)量的差別減小，使得爐內(nèi)各種配風(fēng)的差別變小，NOx排放量差別變小。在負(fù)荷高時，通過配風(fēng)的方法減少NOx排放量的效果相對有限；在負(fù)荷低時，入爐總風(fēng)量減少，爐內(nèi)風(fēng)分配的變化可以很大，相應(yīng)的NOx排放量的變化也較大。說明在鍋爐負(fù)荷較低時通過配風(fēng)的調(diào)整可以在NOx排放量的控制方面取得更大的成效。滿負(fù)荷時，均勻配風(fēng)機(jī)械未完全燃燒熱損失和排煙熱損失均稍高，鍋爐效率較低，縮腰配風(fēng)雖然氧量較大，但排煙熱損失和機(jī)械未完全燃燒熱損失卻稍低，故鍋爐效率較高。2.4.3一次風(fēng)速對NOx排放和效率的影響在100MW負(fù)荷下，保持入爐總風(fēng)量（控制爐膛出口氧量）及二次風(fēng)門、三次風(fēng)門不變，只改變一次風(fēng)總風(fēng)壓來調(diào)整一次風(fēng)風(fēng)速進(jìn)行試驗，二次風(fēng)配風(fēng)方式為縮腰配風(fēng)。設(shè)計試驗一次風(fēng)風(fēng)速為26m/s、28m/s、30m/s，結(jié)果為12個一次風(fēng)風(fēng)管風(fēng)速的平均值，各試驗工況爐內(nèi)一、二、三次風(fēng)風(fēng)量的分配如圖2-5所示。一次風(fēng)風(fēng)速NOx排放量和鍋爐效率影響試驗結(jié)果見表2-5。圖2-5不同一次風(fēng)風(fēng)速時爐內(nèi)風(fēng)分配表2-9一次風(fēng)速對NOx排放和效率的影響變化參數(shù)運(yùn)行參數(shù)一次風(fēng)速(m/s)低(26.61)中(27.64)高(31.03)機(jī)組負(fù)荷(MW)10010097.4爐膛出口氧量(%)5.555.86.35排煙損失(%)6.67.027.16機(jī)械未完全損失(%)2.662.642.33鍋爐效率(%)90.1289.7289.87NOx排放(mg/m3)9309531068從表2-5中可以看出，隨著一次風(fēng)風(fēng)速的增加鍋爐NOx排放量相應(yīng)增加。一次風(fēng)風(fēng)速的降低，會導(dǎo)致煤粉氣流著火提前，著火提前，相當(dāng)于與二次風(fēng)的混合延遲；一次風(fēng)風(fēng)量減少，使一次風(fēng)的煤粉濃度相應(yīng)增加，均有利于在著火的初期燃燒階段，氧濃度下降，NOx生成量減少。一次風(fēng)速增加使燃燒初期氧量增加，燃燒初期氧濃度上升，爐內(nèi)風(fēng)與粉的混合更快，空氣分級程度下降，NOx生成量增加；由于一次風(fēng)率小，對空氣在爐內(nèi)的分配影響小，對NOx生成的影響較小。隨著一次風(fēng)風(fēng)速的增加，機(jī)械未完全燃燒熱損失稍有下降，排煙熱損失稍有上升，考慮到爐膛氧量增加的原因，鍋爐的效率變化很小，可以認(rèn)為在試驗誤差范圍。由于爐膛氧量不能控制的非常準(zhǔn)確，隨著一次風(fēng)風(fēng)速的增加，爐膛出口氧量有少量的增加，因此，部分NOx排放量的增加和鍋爐效率的降低是由于爐膛氧量增加造成的。2.4.4不同負(fù)荷對NOx排放的影響試驗是在相同二次風(fēng)配風(fēng)方式(縮腰型)、一次風(fēng)速條件，盡量相同的總?cè)霠t風(fēng)量下進(jìn)行的。在較低負(fù)荷下采用2套制粉系統(tǒng)運(yùn)行的方式?jīng)]有實際意義，在80MW負(fù)荷制粉系統(tǒng)的運(yùn)行采用1套投入，各試驗工況爐內(nèi)一、二、三次風(fēng)風(fēng)量的分配如圖2-6和圖2-7所示。第一次試驗不同負(fù)荷下，NOx排放量和鍋爐效率影響試驗結(jié)果見表2-6。圖2-680MW負(fù)荷縮腰配風(fēng)各風(fēng)口風(fēng)率圖2-790~125MW負(fù)荷縮腰配風(fēng)各風(fēng)口風(fēng)率表2-6不同負(fù)荷對NOx排放和效率的影響變化參數(shù)運(yùn)行參數(shù)鍋爐負(fù)荷（MW）8191.1100123制粉系統(tǒng)投運(yùn)套數(shù)1222爐膛出口氧量(%)6.56.35.85.65排煙損失(%)6.266.887.027.12機(jī)械未完全損失(%)2.753.132.641.96鍋爐效率(%)90.2289.389.7290.41NOx排放(mg/m3)1090889953945從圖2-6和2-7中可見，除80MW負(fù)荷由于只有一套制粉系統(tǒng)運(yùn)行，三次風(fēng)率很低，僅為19%外，隨著鍋爐負(fù)荷的增加，三次風(fēng)率逐漸下降，鍋爐負(fù)荷由90MW上升至125MW時，三次風(fēng)率由34%降為25%。三次風(fēng)率的下降使空氣分級程度降低了，主燃燒區(qū)氧量增加，燃料型NOx生成量增加；燃料量的增加使?fàn)t內(nèi)的熱負(fù)荷增加，熱力型NOx生成量增加；一次風(fēng)率下降使煤粉濃度增加，燃燒初期NOx生成量減少。隨負(fù)荷的增加，一般爐內(nèi)風(fēng)分配趨向均勻，空氣分級程度下降的影響更大，所以NOx生成量總的結(jié)果是增加的。從表2-6中可以看出，隨著負(fù)荷的變化，NOx排放量的變化比較復(fù)雜，總的來說，在制粉系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)量相同時（90MW~125MW），隨著負(fù)荷的降低，NOx排放量是減少的。隨著鍋爐負(fù)荷的增加，飛灰含碳量下降，氧量稍有減少，鍋爐效率稍有上升。80MW由于只有一套制粉系統(tǒng)運(yùn)行，三次風(fēng)風(fēng)量大大下降，爐內(nèi)整體空氣分級程度降低，NOx生成量顯著增加，但排煙溫度低，排煙熱損失小，鍋爐效率較高。實際上，隨著鍋爐負(fù)荷的增加，一次風(fēng)、三次風(fēng)風(fēng)量不變，二次風(fēng)量增加，煤粉量增加，使一次風(fēng)、三次風(fēng)率下降，雖然采用相同的二次風(fēng)配風(fēng)方式，爐內(nèi)風(fēng)的分配已經(jīng)發(fā)生了變化，且一次風(fēng)煤粉濃度也發(fā)生了變化。2.4.5制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式對NOx的影響在100MW負(fù)荷下、二次風(fēng)配風(fēng)采用縮腰方式，控制入爐總風(fēng)煉不變，改變制粉系統(tǒng)投運(yùn)套數(shù)分別為1套、2套，各試驗工況爐內(nèi)一、二、三次風(fēng)風(fēng)量的分配如圖2-8所示。不同制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式下，NOx排放量和鍋爐效率影響試驗結(jié)果見表2-7。圖2-8不同制粉系統(tǒng)運(yùn)行方式時爐內(nèi)配風(fēng)表2-7制粉系統(tǒng)運(yùn)行對NOx排放和效率的影響變化參數(shù)運(yùn)行參數(shù)制粉系統(tǒng)投運(yùn)套數(shù)一套兩套鍋爐負(fù)荷(MW)100100爐膛出口氧量(%)5.75.8排煙損失(%)6.377.02機(jī)械未完全損失(%)3.422.64鍋爐效率(%)89.5889.72NOx排放(mg/m3)1028953從表2-7可以看出，制粉系統(tǒng)投停對NOx的排放有明顯的影響，當(dāng)制粉系統(tǒng)投運(yùn)2套時，雖然氧量稍大，但NOx排放量明顯變小。這是因為制粉系統(tǒng)投運(yùn)時，制粉乏氣由布置于燃燒器最上部的三次風(fēng)噴口送入爐內(nèi)，類似分級風(fēng)的作用，制粉系統(tǒng)投運(yùn)套數(shù)增加，三次風(fēng)風(fēng)量增大，空氣分級程度越大，NOx排放量降低。隨著制粉系統(tǒng)投運(yùn)套數(shù)的增加，火焰中心上移，排煙溫度上升，排煙損失增加，但飛灰含碳量明顯減少，結(jié)果鍋爐效率反而稍有上升。2.4.5煤粉分配對NOx排放量的影響在第三次試驗中進(jìn)行了煤粉分配對NOx排放量影響的試驗。試驗在100MW負(fù)荷、二次風(fēng)配風(fēng)采用縮腰方式、磨煤機(jī)投運(yùn)套數(shù)2套、一次風(fēng)風(fēng)速不變和入爐總風(fēng)量不變下進(jìn)行。各試驗工況爐內(nèi)一、二、三次風(fēng)風(fēng)量的分配如圖2-9所示，不同煤粉分配方式下鍋爐NOx排放量和鍋爐效率的試驗結(jié)果見表2-8。從表2-8中可以看出，上多下少的煤粉分配方式NOx排放較高，均勻配粉和上少下多煤粉分配方式較低。由于爐膛氧量有差別，考慮到氧量的影響，均勻配粉和上少下多煤粉分配方式NOx排放量和鍋爐效率基本相同。因為上多下少的配粉方式使煤粉中心上移，離上部二次風(fēng)風(fēng)口和三次風(fēng)風(fēng)口距離減小，空氣分級程度下降，NOx生成量增加。上多下少的煤粉分配方式鍋爐效率較低。這是由于上多下少的配粉方式使煤粉中心上移，火焰中心上移，排煙溫度上升，排煙熱損失加大，而且機(jī)械未完全燃燒熱損失增加，使鍋爐效率下降。圖2-9不同配粉方式時爐內(nèi)配風(fēng)表2-8不同配粉方式對NOx排放和效率的影響變化參數(shù)運(yùn)行參數(shù)煤粉分配方式均勻配粉上多下少上少下多機(jī)組負(fù)荷(MW)101.8100.399.6制粉系統(tǒng)投運(yùn)套數(shù)222爐膛出口氧量(%)4.85.65.1上層給粉機(jī)平均轉(zhuǎn)速(rpm)7731146612中層給粉機(jī)平均轉(zhuǎn)速(rpm)779640709下層給粉機(jī)平均轉(zhuǎn)速(rpm)8165801043排煙損失(%)6.726.956.60機(jī)械未完全損失(%)2.642.922.67鍋爐效率(%)90.2689.5290.12NOx排放(mg/m3)7158237402.4.6改變下層二次風(fēng)對NOx排放量的影響試驗分別在100MW、縮腰配風(fēng)、2套制粉系統(tǒng)運(yùn)行和90MW、縮腰配風(fēng)、1套制粉系統(tǒng)運(yùn)行下進(jìn)行。對應(yīng)工況的配風(fēng)如圖2-10、2-11所示。試驗結(jié)果見表2-9。圖2-10100MW增、減下二次風(fēng)爐內(nèi)配風(fēng)圖2-1190MW增、減下二次風(fēng)爐內(nèi)配風(fēng)表2-9不同下二次風(fēng)對NOx排放和效率的影響變化參數(shù)運(yùn)行參數(shù)下二次風(fēng)風(fēng)量增風(fēng)量減風(fēng)量增風(fēng)量減風(fēng)量鍋爐負(fù)荷（MW）102.510290.489.2制粉系統(tǒng)投運(yùn)套數(shù)2211爐膛出口氧量(%)4.894.345.645.56排煙損失(%)6.706.616.827.01機(jī)械未完全損失(%)2.712.823.074.06鍋爐效率(%)90.090.089.488.2NOx排放(mg/m3)851768871838從表2-9可以看出，在100MW和90MW時增加下層二次風(fēng)風(fēng)量，NOx排放量均會增加，因為增加下二次風(fēng)將減少上部二次風(fēng)風(fēng)量，使風(fēng)中心下移，燃燒主要階段氧量更充分，生成的NOx更多。在100MW時NOx排放量由768mg/m3增加到851mg/m3中的一部分是由于爐膛總氧量增加造成的。在100MW時減少下二次風(fēng)量時，轉(zhuǎn)移的二次風(fēng)量部分通過中二次風(fēng)進(jìn)入爐膛，上二次風(fēng)增加的風(fēng)量不很多，燃燒條件變化不大，鍋爐效率基本不變，部分原因是由于爐膛氧量稍小。在90MW時，下二次風(fēng)減少量全部轉(zhuǎn)移到上二次風(fēng)，并關(guān)閉了中二次風(fēng)，使風(fēng)量中心大大上移，雖然使NOx排放量下降，但是同時造成不完全燃燒大大增加，鍋爐效率嚴(yán)重下降，影響鍋爐經(jīng)濟(jì)性，在運(yùn)行中不可取。2.4.7改變次下層二次風(fēng)對NOx排放量的影響試驗分別在100MW、縮腰配風(fēng)、2套制粉系統(tǒng)運(yùn)行和125MW、縮腰配風(fēng)、2套制粉系統(tǒng)運(yùn)行下進(jìn)行。對應(yīng)工況的配風(fēng)如圖2-12、2-13所示。試驗結(jié)果見表2-10。圖2-12100MW增、減次下二次風(fēng)爐內(nèi)配風(fēng)圖2-13125MW增、減次下二次風(fēng)爐內(nèi)配風(fēng)表2-10不同次下二次風(fēng)對NOx排放和效率的影響變化參數(shù)運(yùn)行參數(shù)次下二次風(fēng)風(fēng)量增風(fēng)量減風(fēng)量增風(fēng)量減風(fēng)量鍋爐負(fù)荷（MW）102.5101.8123.7123制粉系統(tǒng)投運(yùn)套數(shù)2222爐膛出口氧量(%)4.654.84.003.86排煙損失(%)6.66.76.686.46機(jī)械未完全損失(%)2.62.54.384.31鍋爐效率(%)90.290.388.488.7NOx排放(mg/m3)741715829776從圖2-12、2-13和表2-10可以看出，增加次下二次風(fēng)口風(fēng)量均會造成NOx排放量的增加。在100MW時，次下二次風(fēng)風(fēng)量的變化范圍較小，減次下二次風(fēng)風(fēng)量時，轉(zhuǎn)移的風(fēng)量分別送入下二次風(fēng)和上二次風(fēng)，NOx排放量下降的同時不會造成鍋爐效率的降低。在125MW負(fù)荷時，中二次風(fēng)風(fēng)量關(guān)閉，機(jī)械未完全燃燒熱損失較大，特別是在次下二次風(fēng)量過大時，機(jī)械未完全燃燒熱損失達(dá)到4.38，造成鍋爐效率嚴(yán)重下降。從圖2-11、2-13及表2-9、2-10的結(jié)果可以看出，中二次風(fēng)不宜完全關(guān)閉，此時由于燃燒區(qū)嚴(yán)重缺氧，NOx排放下降不多，而機(jī)械未完全燃燒急劇增加，鍋爐效率低。2.5小結(jié)通過對420t/h鍋爐效率和NOx排放特性試驗結(jié)果的分析，可以得到如下主要結(jié)論：（1）隨著入爐氧量的增加，NOx排放量呈明顯上升趨勢，特別是在氧量較低時增加速度較快。鍋爐效率隨著氧量的增加而下降，造成鍋爐效率下降的主要原因是排煙溫度和體積的增加使排煙熱損失加大，而未完全燃燒熱損失變化不大。（2）采用縮腰型配風(fēng)和倒寶塔配風(fēng)方式最低，均勻配風(fēng)和鼓形配風(fēng)次之，正寶塔配風(fēng)最高。在鍋爐效率方面，倒寶塔和正寶塔配風(fēng)飛灰含碳量較大，機(jī)械未完全燃燒熱損失較大，正寶塔配風(fēng)鍋爐效率較低，縮腰配風(fēng)鍋爐效率較高。（3）隨著一次風(fēng)風(fēng)速的增加NOx排放量有相應(yīng)的增加，由于一次風(fēng)率小，對空氣在爐內(nèi)的分配影響小，對NOx生成量的影響較小。（4）隨著負(fù)荷的變化，NOx排放量的變化比較復(fù)雜，總的來說，隨著負(fù)荷的降低，NOx排放量是減少的。隨著鍋爐負(fù)荷的增加，雖然采用相同的二次風(fēng)配風(fēng)方式，爐內(nèi)風(fēng)的分配已經(jīng)發(fā)生了變化，一次風(fēng)煤粉濃度也發(fā)生了變化。鍋爐負(fù)荷對NOx排放量的影響，需考慮各方面的變化，不能一概而論。隨著鍋爐負(fù)荷的增加，飛灰含碳量下降，氧量下降，鍋爐效率稍有上升。在滿負(fù)荷高時，通過配風(fēng)的方法減少NOx排放量的效果有限；在負(fù)荷低時，配風(fēng)的變化可以很大，相應(yīng)的NOx排放量的變化也較大。說明在鍋爐負(fù)荷較低時通過配風(fēng)的調(diào)整可以在NOx排放量的控制方面取得更大的成效。（5）制粉系統(tǒng)投停對NOx的排放有明顯的影響，當(dāng)制粉系統(tǒng)投運(yùn)2套時，NOx排放量明顯變小；火焰中心上移，排煙溫度上升，排煙損失增加。（6）上多下少的煤粉分配方式NOx排放較高，均勻配粉和上少下多煤粉分配方式較低；上多下少的配粉方式使煤粉中心上移，火焰中心上移，排煙溫度上升，排煙熱損失加大，使鍋爐效率下降。煤粉分配對NOx排放量和鍋爐效率的影響較小。（7）下二次風(fēng)和次下二次風(fēng)的增減對NOx排放量的影響符合一般規(guī)律，即風(fēng)量上移NOx排放量下降，但是中二次風(fēng)不宜完全關(guān)閉，否則燃燒不完全大增，鍋爐效率嚴(yán)重下降。在燃煤粉鍋爐切圓燃燒系統(tǒng)中，高效低NOx排放的最佳運(yùn)行模式是：較低的爐膛氧量（爐膛出口氧量3~4%）和一次風(fēng)速；二次風(fēng)采用縮腰配風(fēng)方式，中二次風(fēng)保留少量的風(fēng)量；煤粉分配采用下多上少，相對集中。三、分級燃燒的利弊。降低NOX排放主燃燒區(qū)缺氧，還原性氣氛，灰熔點下降，容易結(jié)渣和腐蝕。容易出現(xiàn)燃燒不完全，飛灰含碳量增加。應(yīng)對措施：在靠近水冷壁處形成氣幕，防止結(jié)渣和腐蝕；用配風(fēng)的優(yōu)化來保證燃盡。第二章鍋爐燃燒調(diào)整技術(shù)煤粉燃燒過程的要求著火穩(wěn)定燃燒完全煤種適應(yīng)性好不結(jié)渣、腐蝕小NOＸ排放低直流燃燒器切圓布置燃燒系統(tǒng)燃燒優(yōu)化一、優(yōu)化燃燒運(yùn)行特性1．經(jīng)濟(jì)性方面（1）煤粉的燃盡程度（2）過量空氣系數(shù)（3）煤粉細(xì)度（4）煤種和負(fù)荷適應(yīng)性（包括低負(fù)荷燃燒的穩(wěn)定性）2．安全性方面（1）爐內(nèi)結(jié)渣和積灰的的控制（2）受熱面磨損和腐蝕的控制（3）四管爆漏的控制（4）防止燃燒器長期運(yùn)行時的過熱和燒壞二、爐膛內(nèi)的流動特性1．四角切圓燃燒的主要特點1）四角射流著火后相交，相互點燃，使煤粉著火穩(wěn)定，是煤粉著火穩(wěn)定性較好的爐型。2）由于四股射流在爐膛內(nèi)相交后強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，湍流的熱量、質(zhì)量和動量交換十分強(qiáng)烈，故能加速著火后燃料的燃盡程度。3）四角切向射流有強(qiáng)烈的湍流擴(kuò)散和良好的爐內(nèi)空氣動力結(jié)構(gòu)，爐膛充滿系數(shù)較好，爐內(nèi)熱負(fù)荷均勻。4）切圓燃燒時每角均由多個一、二次風(fēng)噴嘴所組成，負(fù)荷變化時調(diào)節(jié)靈活，對煤種適應(yīng)性強(qiáng)，控制和調(diào)節(jié)手段也較多。5）爐膛結(jié)構(gòu)簡單，便于大容量鍋爐的布置。6）采用擺動式直流燃燒器時，運(yùn)行中改變上、下擺動角度即可改變爐膛出口煙溫，達(dá)到調(diào)節(jié)過熱蒸汽的溫度的目的。7）便于實現(xiàn)分段送風(fēng)，組織分段燃燒，從而抑制NOx的排放等。8）殘余扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致水平煙道熱偏差大。9）一次風(fēng)容易偏斜沖墻。10）四角風(fēng)粉的均勻性難以保證，火焰容易偏斜。2．表征爐內(nèi)過程的重要參數(shù)假想切圓；實際切圓；切圓放大倍數(shù)；爐內(nèi)氣流充滿程度；切圓的不圓度；爐膛出口殘余扭轉(zhuǎn)；水平煙道中速度不均勻系數(shù)；燃燒器高寬比；爐內(nèi)氣流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度；爐膛容積熱負(fù)荷；爐膛截面熱負(fù)荷；燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷；煤粉在爐內(nèi)平均停留時間。3．爐內(nèi)實際切圓的變化規(guī)律及其影響因素爐內(nèi)實際切圓比假想切圓大是由于燃燒器射流在爐內(nèi)發(fā)生偏轉(zhuǎn)引起的。造成爐內(nèi)氣流偏轉(zhuǎn)的原因主要有兩個：一是爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)氣流對射流的橫向撞擊，另一個是射流兩側(cè)補(bǔ)氣條件不同形成的壓力差。對偏轉(zhuǎn)進(jìn)行研究時，還需要考慮射流自身的抗偏轉(zhuǎn)能力和射流的初始位置。4．實際切圓大小對爐內(nèi)運(yùn)行的影響爐內(nèi)切圓大，對爐內(nèi)燃燒肯定是有利的，但是容易造成火焰沖墻，引起水冷壁的結(jié)渣。切圓大的好處：（1）火焰中心接近一次風(fēng)噴口，煤粉著火條件好。（2）旋轉(zhuǎn)動量大，混合作用好。問題：（1）火焰容易沖墻（2）高揮發(fā)份的燃料，噴口容易燒壞（3）爐膛出口參與扭轉(zhuǎn)大，形成出口速度場、溫度場不均，熱偏差大。三、結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響1．假想切圓直徑通過實際切圓直徑的變化體現(xiàn)。假想切圓直徑增大，實際切圓直徑增大。2．燃燒器高寬比燃燒器高寬比大的切圓放大系數(shù)比高寬比小的切圓放大倍數(shù)大。3．加鈍體的影響鈍體使射流的擴(kuò)展角加大，實際切圓直徑加大。冷態(tài)實驗表明增大20~25%。4．周界風(fēng)的影響周界風(fēng)的作用：（1）冷卻一次風(fēng)噴口，防止燒壞；（2）煤質(zhì)和負(fù)荷變化時，調(diào)節(jié)著火點；對著火不利。增大射流剛性。四、運(yùn)行參數(shù)的影響1．燃燒器出口速度改變（負(fù)荷改變）的影響負(fù)荷下降，總風(fēng)量減少，一、二次風(fēng)速普遍降低。爐膛溫度下降，爐內(nèi)燃燒穩(wěn)定性邊差。隨著風(fēng)速的增加，實際切圓直徑明顯減少，減少幅度與燃燒器高寬比有關(guān)，高寬比小，減少幅度大。2．一次風(fēng)、二次風(fēng)動量變化的影響增加一次風(fēng)動量，保持二、三次風(fēng)動量，一次風(fēng)實際切圓直徑減少；增加二次風(fēng)動量，實際切圓增大。3．停運(yùn)部分燃燒器的影響停運(yùn)部分燃燒器一般是因為負(fù)荷降低或爐內(nèi)結(jié)渣。（1）停用上部一、二次風(fēng)最常用的方法，此時中、下部一次風(fēng)相對集中，對穩(wěn)定著火有利，火焰行程較長，停留時間多，有利于燃盡，但汽溫較低。（2）停用中部一次風(fēng)燃料分散，不利于穩(wěn)定燃燒；有利于提高汽溫。（3）停下部一、二次風(fēng)火焰集中，有利于穩(wěn)定燃燒；有利于提高汽溫；停留時間稍少，燃盡不利。相對較好的一種運(yùn)行方式，特別是對于欠溫的鍋爐。燃燒器高寬比較大的鍋爐，中部一次風(fēng)偏斜最大，停用部分中間二次風(fēng)，拉開噴口間距，改善補(bǔ)氣條件，可以使實際切圓明顯減小，對防止結(jié)渣有利。4．四角風(fēng)粉不均的影響對于四角切圓燃燒系統(tǒng)的鍋爐，保證四角風(fēng)粉分配的均勻是取得安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提。如果四角風(fēng)粉分配不均，容易產(chǎn)生爐內(nèi)結(jié)渣，熱負(fù)荷分配不均勻，風(fēng)粉混合效果差，飛灰含碳量增大。（1）1角風(fēng)速低時：1角射流偏轉(zhuǎn)大，貼盡墻壁，2角射流偏轉(zhuǎn)減小，3角射流偏轉(zhuǎn)加大，形成兩側(cè)沖墻，特別是左側(cè)（1角后方）（2）1、2角射流風(fēng)速降低：2角射流對3角射流的推力作用小，使3角射流對4角射流推力大，使4角射流偏轉(zhuǎn)大，1角射流偏轉(zhuǎn)并不很大。使前后墻容易受火焰沖刷，由于3角射流風(fēng)速未降低，火焰中心向前墻偏的可能性加大。（3）1、3角射流風(fēng)速下降：2、4角射流偏轉(zhuǎn)少，1、3角射流偏轉(zhuǎn)大，兩側(cè)墻容易受到火焰沖刷。（4）1角射流上翹：2角射流偏轉(zhuǎn)減小，3角射流偏轉(zhuǎn)加大，4角射流偏轉(zhuǎn)小，是上部火焰貼后墻，下部火焰中心偏向右側(cè)。（5）缺角運(yùn)行時：爐內(nèi)燃燒火焰中心嚴(yán)重偏斜，切圓中心沿爐膛高度做偏心螺旋運(yùn)動。保證風(fēng)粉均勻性的方法：（1）一次風(fēng)管道流動阻力相同（長度或節(jié)流，采用節(jié)流方法，由于磨損的影響，需要經(jīng)常標(biāo)定）（2）煤粉分配均勻：1）給粉機(jī)：轉(zhuǎn)速和工作特性；最好進(jìn)行標(biāo)定，以了解各給粉機(jī)的差異。2）直吹：煤粉分配器的特性；一般高風(fēng)速，攜帶能力強(qiáng)，煤粉在制粉系統(tǒng)輸送氣流中的濃度分布趨于均勻，分配的均勻性好。五、著火穩(wěn)定1．著火穩(wěn)定的研究傳統(tǒng)影響著火因素的理論：燃料特性（揮發(fā)分、煤粉細(xì)度、灰分、水分）、一次風(fēng)特性（風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)溫）、二次風(fēng)混入的時間、爐膛熱力特性（燃燒器區(qū)域熱負(fù)荷、截面熱負(fù)荷、燃燒溫度）。70年代的研究：對流換熱對煤粉氣流獲得著火熱的意義。各種煤粉燃燒器：鈍體、大速差、多功能、穩(wěn)燃腔燃燒器。提出了“三高”理論。傳統(tǒng)的直流燃燒器：均等配風(fēng)（相間和側(cè)二次風(fēng)）、分級配風(fēng)（一次風(fēng)集中布置）。80年代300ＭＷ引進(jìn)型鍋爐燃燒器：ＷＲ（寬調(diào)節(jié)比擺動燃燒器）直流燃燒器，波形鈍體、彎頭形濃淡分離裝置、噴口擺動。技術(shù)特點為：1）波形擴(kuò)錐的內(nèi)鈍體產(chǎn)生回流區(qū)；2）彎頭型濃淡分離器形成一次風(fēng)的濃淡分離，造成一股濃相煤粉氣流；3）燃燒器噴口可以上下擺動，可以調(diào)節(jié)再熱汽溫；4）一次風(fēng)噴口四周設(shè)有周界風(fēng)；5）可抽出的一次風(fēng)管結(jié)構(gòu)，有利于檢修、更換。90年代，濃淡燃燒理論，各種煤粉濃縮裝置的研究，百葉窗、撞擊塊。主要著火穩(wěn)定技術(shù)：爐膛：合適的截面熱負(fù)荷，衛(wèi)燃帶（容易造成結(jié)渣）燃燒器：熱煙氣的回流，直流燃燒器采用鈍體、旋流燃燒器調(diào)整旋流強(qiáng)度等；煤粉濃縮技術(shù)；將濃煤粉與熱回流配合，造成高煤粉濃度與高溫區(qū)的重合。2．ＷＲ（寬調(diào)節(jié)比擺動燃燒器）適應(yīng)中國國情的改進(jìn)進(jìn)一步提高穩(wěn)燃能力，需要提高濃淡分離效果。但是彎頭后加裝百葉窗的效果：不能得到累積的分離效果，相對位置不合適時，反而效果降低，而阻力大大增加。周界風(fēng)的可調(diào)，提高煤種和負(fù)荷的適應(yīng)性。六、燃燒優(yōu)化燃燒調(diào)整的目的是保證燃燒的穩(wěn)定性，提高燃燒的經(jīng)濟(jì)性，同時使?fàn)t膛熱負(fù)荷分配均勻，減少熱偏差，保證鍋爐機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)正常。根據(jù)煤質(zhì)，確定適宜的一、二次風(fēng)及周界風(fēng)的配比，組織良好的爐內(nèi)燃燒工況。經(jīng)常檢查爐內(nèi)燃燒工況，觀察煤粉的著火情況，正常燃燒時爐膛火焰呈明亮的金黃色，具有良好的火焰充滿度，火焰居中。正常運(yùn)行中保持省煤器出口含氧量在正常范圍。及時調(diào)整送、引風(fēng)量，保持爐膛力在正常范圍。根據(jù)爐前煤的分析，及時了解煤質(zhì)變化，并采取相應(yīng)的措施。一次風(fēng)的調(diào)節(jié)，必須大于滿足最低一次風(fēng)速，以保證管道中不沉積煤粉，冷風(fēng)量調(diào)整根據(jù)給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速而定，磨煤機(jī)出口的熱風(fēng)溫度應(yīng)由熱風(fēng)門開度而定。二次風(fēng)的調(diào)節(jié)，根據(jù)滿足省煤器出口最佳空氣系數(shù)及輔助風(fēng)、燃料風(fēng)和頂部二次風(fēng)的分配進(jìn)行。改變鍋爐負(fù)荷時、應(yīng)注意風(fēng)煤比的的匹配，當(dāng)負(fù)荷變化不大時，可調(diào)整給煤機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)整幅度不宜過大，以防一次風(fēng)管的堵塞，并盡量減少對燃燒的影響。當(dāng)負(fù)荷變化幅度大時，應(yīng)啟、停磨煤機(jī)。燃燒調(diào)整時，應(yīng)注意各段過熱器蒸汽和再熱器蒸汽工質(zhì)溫度的變化，以防管壁超溫，注意爐膛結(jié)渣情況，定期進(jìn)行水冷壁吹灰，如發(fā)現(xiàn)結(jié)渣應(yīng)及時消除，當(dāng)結(jié)渣嚴(yán)重時，應(yīng)降低鍋爐負(fù)荷。當(dāng)燃燒不穩(wěn)定時，應(yīng)停止水冷壁吹灰及打焦。低負(fù)荷時，如鍋爐燃燒不穩(wěn)定，應(yīng)及時投入油槍，穩(wěn)定燃燒。調(diào)整粗粉分離器的擋板開度，保持合理的煤粉細(xì)度。低負(fù)荷時要少投燃燒器，保持較高的煤粉濃度。高負(fù)荷時，要多投燃燒器，使?fàn)t內(nèi)熱負(fù)荷均勻，燃燒穩(wěn)定。經(jīng)常檢查燃燒器的工作狀況及時除渣。高負(fù)荷時，在保證氣溫符合要求的情況下，燃燒器不要向上擺動，防至止火焰中心上移太多，使?fàn)t膛出口煙溫過高，造成結(jié)渣。鍋爐正常運(yùn)行中盡量按推薦的層數(shù)和相鄰層磨煤機(jī)運(yùn)行。鍋爐燃燒器至少需有兩層相鄰噴嘴在運(yùn)行，若少于兩層噴嘴，應(yīng)有油噴嘴助燃。鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行中盡量投下層主燃燒器。若鍋爐負(fù)荷過低且又必須投上兩層噴嘴時，可以投入油槍，以穩(wěn)定燃燒。燃燒器投、停的原則：（1）穩(wěn)定燃燒停用燃燒器時，經(jīng)濟(jì)性次要；（2）一般停上、投下，降低火焰中心位置，有利燃盡；（3）一般不允許缺角運(yùn)行；（4）燃燒器切換時，先投備用燃燒器；（5）全面考慮燃燒、汽溫等方面的影響。七、切向燃燒系統(tǒng)爐膛出口煙溫、汽溫差分析及控制：煙氣到達(dá)爐膛出口處仍存在殘余扭轉(zhuǎn)和氣固兩相流中顆粒在爐膛出口截面的不對稱分布，使出口截面的煙溫、煙速發(fā)生偏斜。煙氣逆時針旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)煙溫、煙速偏高，左側(cè)偏低，200MW以下鍋爐不嚴(yán)重，300MW以上鍋爐嚴(yán)重，成為國內(nèi)關(guān)注的重點。1．現(xiàn)象1）上爐膛及水平煙道中，沿寬度存在左、右側(cè)煙氣溫度偏差。一般在出口截面中、下部，平均偏差為100℃左右，左、右側(cè)最大煙氣溫度偏差在150~200℃范圍。帶有三次風(fēng)的鍋爐，偏差更大。本廠1號爐測點的意義：兩爐膛的煙溫差，非殘余扭轉(zhuǎn)的效果。2）工質(zhì)溫度溫升存在偏差。逆時針旋轉(zhuǎn)鍋爐，爐膛上部輻射受熱面內(nèi)工質(zhì)溫升左高右低；爐膛出口之后的對流受熱面右高左低。如鍋爐汽水系統(tǒng)布置不合理，使溫升偏差迭加，造成過大的熱偏差，引起管子爆管。2．原因出口殘余扭轉(zhuǎn)和殘余煤粉焦顆粒不對稱分布；進(jìn)、出口集箱上大口徑三通產(chǎn)生的三通效應(yīng)。3．設(shè)計措施1）采用頂部燃盡風(fēng)乃至上層輔助風(fēng)的反切方案，一次風(fēng)或部分二次風(fēng)的反切方案。（反切動量小，效果不明顯，反切動量過大，整體作反向運(yùn)動。很難保證各種運(yùn)行工況都得到好的效果）2）控制流量分配偏差，避開“三通效應(yīng)”（開孔位置限制，引入、引出管布置方式和根數(shù)）；或根據(jù)熱負(fù)荷的大小進(jìn)行流量分配。（節(jié)流孔板）3）不同鋼材等級。4）改進(jìn)屏的結(jié)構(gòu)。4．運(yùn)行措施影響煙溫偏差的因素有：(1)一、二次風(fēng)率配比；(2)過剩空氣量；(3)上二次風(fēng)投運(yùn)方式；(4)磨煤機(jī)投運(yùn)方式；(5)煤粉細(xì)度；(6)燃燒器擺動角度。上述影響兩側(cè)煙溫偏差的因素因鍋爐結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀況、煤質(zhì)變化情況等會有所不同，因此必須在運(yùn)行中摸索出自己的經(jīng)驗。經(jīng)過一段時間的摸索，可以得到調(diào)整兩側(cè)煙溫偏差的適當(dāng)方法。八、提高煤種適應(yīng)性的技術(shù)手段鑒于國內(nèi)煤炭市場的緊張和混亂，在盡量保證電站燃煤質(zhì)量穩(wěn)定的同時，要求鍋爐燃燒系統(tǒng)對煤質(zhì)和負(fù)荷變化的適應(yīng)范圍不斷加大。在鍋爐燃燒系統(tǒng)的設(shè)計和使用中，也更多地采用增強(qiáng)鍋爐燃燒系統(tǒng)對負(fù)荷和燃煤適應(yīng)性的技術(shù)措施。這些技術(shù)措施主要是周界風(fēng)的使用、煤粉濃縮的可調(diào)和回流加熱量的可調(diào)等。（１）周界風(fēng)周界風(fēng)是指在直流燃燒器一次風(fēng)噴口四周布置的少量二次風(fēng)。周界風(fēng)的作用：（1）冷卻一次風(fēng)噴口；（2）補(bǔ)充氧；（3）托住煤粉；（4）利用差速造成卷吸和回流（如風(fēng)速不合適，則有相反作用）；（5）可作為變煤種、變負(fù)荷的調(diào)節(jié)手段；（6）加速一、二次風(fēng)的混合過程。周界風(fēng)的主要作用是冷卻一次風(fēng)噴口，推遲一次風(fēng)的著火點，防止其在煤質(zhì)好，鍋爐負(fù)荷高的時候燒損；同時可以增強(qiáng)一次風(fēng)的剛性，防止一次風(fēng)的偏斜，防止火焰沖墻及結(jié)渣。調(diào)節(jié)周界風(fēng)，在煤質(zhì)較差、低負(fù)荷時關(guān)小周界風(fēng)，以保證煤粉的穩(wěn)定著火；在煤質(zhì)較好、高負(fù)荷時開大周界風(fēng)，加強(qiáng)一次風(fēng)噴口的冷卻，增加一次風(fēng)的剛性，推遲著火，以保證噴口的安全，并防止結(jié)渣。旋流燃燒器二次風(fēng)象周界風(fēng)一樣布置在一次風(fēng)的外圈，類似的目的可以通過與一次風(fēng)最近的內(nèi)二次風(fēng)的調(diào)節(jié)達(dá)到。減少內(nèi)二次風(fēng)可以強(qiáng)化著火，保證低負(fù)荷穩(wěn)定著火和燃燒；煤質(zhì)好、負(fù)荷高時，增加內(nèi)二次風(fēng)量，推遲著火，保證噴口不被燒壞。（２）煤粉濃度的調(diào)整現(xiàn)代煤粉燃燒器普遍采用煤粉濃縮技術(shù)，利用濃煤粉著火快的特性，強(qiáng)化著火。將煤粉濃縮器做成可調(diào)，根據(jù)煤質(zhì)情況和負(fù)荷調(diào)整一次風(fēng)濃相煤粉濃度。在低負(fù)荷、差煤質(zhì)時，強(qiáng)化煤粉濃縮，強(qiáng)化著火；在高負(fù)荷、好煤質(zhì)時，減弱煤粉濃縮，推遲著火，保護(hù)噴口。（３）熱煙氣回流加熱的調(diào)整強(qiáng)化對高溫?zé)煔獾木砦菍崿F(xiàn)快速穩(wěn)定著火的主要技術(shù)措施之一。調(diào)整對高溫?zé)煔獾木砦彩菂f(xié)調(diào)低負(fù)荷穩(wěn)燃和高負(fù)荷噴口安全保護(hù)的方法之一。在采用鈍體獲得高溫?zé)煔饣亓鞯闹绷魅紵髦校梢栽阝g體中布置少量的調(diào)節(jié)風(fēng)，在煤質(zhì)好、負(fù)荷高，有燒壞噴口的危險時，通入少量的調(diào)節(jié)風(fēng)，以破壞鈍體后的回流區(qū)，減少高溫?zé)煔獾木砦瑴p緩新煤粉的加熱速度，推遲一次風(fēng)煤粉著火，保護(hù)噴口的安全。旋流燃燒器可以通過控制旋流強(qiáng)度，控制中心回流區(qū)的大小，控制高溫?zé)煔獾木砦_(dá)到控制著火點，協(xié)調(diào)著火和噴口安全的矛盾。（４）一次風(fēng)速的調(diào)節(jié)運(yùn)行人員可以通過一次風(fēng)速的調(diào)整來適應(yīng)鍋爐燃料和負(fù)荷的變化。減小一次風(fēng)速，同時也降低了一次風(fēng)量，有利于著火的穩(wěn)定；增加一次風(fēng)速，可以推遲煤粉的著火，保證噴口的安全。雖然鍋爐的燃燒系統(tǒng)在一定的范圍內(nèi)可以調(diào)整，以適應(yīng)煤質(zhì)和負(fù)荷的變化對穩(wěn)定著火和燃燒器安全及防止結(jié)渣的要求，但是其調(diào)節(jié)范圍是有限的，不能無限制。當(dāng)煤質(zhì)變化范圍太大時，必然帶來鍋爐使用中的一系列問題。做好煤質(zhì)控制，盡量接近設(shè)計煤種，對鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著重要的意義。第二節(jié)燃燒故障事例1．焦渣爆炸2．景德鎮(zhèn)電廠125MW機(jī)組汽溫左高右低可能的原因3．某300MW機(jī)組負(fù)壓和汽溫的疑問4．平圩電廠水冷壁橫裂與燃燒的關(guān)系5．油槍燃燒熄火的問題第三章劣質(zhì)煤燃燒技術(shù)（如何進(jìn)行低負(fù)荷下的燃燒調(diào)整）劣質(zhì)煤燃燒中的問題一般劣質(zhì)煤主要是指高灰分、低熱值的煙煤，高水分、高灰分和低熱值的褐煤。有時侯將低揮發(fā)分的無煙煤也稱為劣質(zhì)煤。劣質(zhì)煙煤雖然揮發(fā)分較高，但是由于灰分含量高，使得煤中揮發(fā)分被灰分所包圍，析出阻力增加，揮發(fā)分的析出速度慢、析出初溫高?；曳衷黾舆€使?fàn)t內(nèi)火焰溫度降低，這主要是因為灰分高，可燃物份額減少，煤的熱值降低，同時加熱灰分增加了熱量的消耗。由于著火的推遲和爐內(nèi)燃燒溫度的下降，使得爐內(nèi)燃燒不易穩(wěn)定?；曳指哌€導(dǎo)致煤的燃盡性能變差，固體不完全燃燒損失常隨灰分的增加而增加，另外還導(dǎo)致煙道中受熱面的磨損和爐內(nèi)結(jié)渣等問題。無煙煤不但揮發(fā)分含量低，而且析出溫度高。其揮發(fā)分燃燒釋放的熱量不足以加熱混合物使其達(dá)到著火。無煙煤反應(yīng)能力也低，燃盡困難。如果無煙煤灰分高、熱值低、灰熔點低，則更增加了燃燒的困難。褐煤是炭化程度最低的煤種，可燃基揮發(fā)分高。一般的褐煤著火和燃盡較容易。但是褐煤一般高灰分，且灰熔點，容易結(jié)渣。煤的著火和燃燒特性評價指標(biāo)：揮發(fā)分、發(fā)熱量、碳?xì)浔然蛱寂c揮發(fā)分的比值等。一般認(rèn)為，揮發(fā)分為煤的主要特性指標(biāo)，但是實踐表明，單一采用揮發(fā)分指標(biāo)來判斷煤的著火與燃燒性能是不夠準(zhǔn)確的，因為，它沒有考慮到揮發(fā)分的組分與其發(fā)熱量的影響。研究表明，如果煤中揮發(fā)分多、灰分少，則揮發(fā)分很快大量釋出，對著火與燃燒有利；反之，則不然。如果釋放特性相同，但揮發(fā)分組分不同，則揮發(fā)分中含氫和碳的多，則揮發(fā)分熱值高，對著火有利。影響劣質(zhì)煤著火特性的因素：1．揮發(fā)分在實際煤粉燃燒條件下，細(xì)煤粉被快速加熱而著火，接著揮發(fā)分大量釋放，并被點燃。揮發(fā)分燃燒產(chǎn)生大量的熱量，升高顆粒周圍氣體的溫度。