鍋爐原理考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)課件

鍋爐原理復(fù)習(xí)BOILERS郭麗霞鍋爐原理復(fù)習(xí)BOILERS郭麗霞1一、鍋爐簡介鍋爐是一種動(dòng)力設(shè)備。如果要給鍋爐下一個(gè)科學(xué)的定義，那么應(yīng)該表述為：鍋爐是一種將燃料燃燒，使其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⒋藷崮軅鬟f給水（也可能是其它工質(zhì)），使工質(zhì)變?yōu)榫哂幸欢▔毫蜏囟鹊恼羝驘崴脑O(shè)備。

一、鍋爐簡介2

現(xiàn)代大型自然循環(huán)高壓鍋爐所具有的主要部件及其作用如下：（1）爐膛。保證燃料燃盡并使出口煙氣溫度冷卻到對流受熱面能安全工作的數(shù)值。（2）燃燒設(shè)備。將燃料和燃燒所需空氣送入爐膛并使燃料著火穩(wěn)定，燃燒良好。（3）鍋筒。自然循環(huán)鍋爐各受熱面的閉合件，將鍋爐各受熱面聯(lián)結(jié)在一起，并和水冷壁，下降管等組成水循環(huán)回路。鍋筒內(nèi)儲存汽水，可適應(yīng)負(fù)荷變化，內(nèi)部設(shè)有汽水分離裝置等以保證汽水品質(zhì)，直流鍋爐無鍋筒。（4）水冷壁。是鍋爐的主要輻射受熱面、吸收爐膛輻射熱加熱工質(zhì),并用以保護(hù)爐墻。后水冷壁管的拉稀部分稱為凝渣管用以防止過熱器結(jié)渣。（5）過熱器。將飽和蒸汽加熱到額定過熱蒸汽溫度。生產(chǎn)飽和蒸汽的蒸汽鍋爐和熱水鍋爐無過熱器。

3（6）再熱器。將汽輪機(jī)高壓缸排汽加熱到較高溫度，然后再送到汽輪機(jī)中壓缸膨脹作功。用于大型電站鍋爐以提高電站熱效率。（7）省煤器。利用鍋爐尾部煙氣的熱量加熱給水，以降低排煙溫度，節(jié)約燃料。（8）空氣預(yù)熱器。加熱燃燒用的空氣，以加強(qiáng)著火和燃燒；吸收煙氣余熱，降低排煙溫度，提高鍋爐效率；為煤粉鍋爐制粉系統(tǒng)提供干燥劑。（9）爐墻。是鍋爐的保護(hù)外殼，起密封和保溫作用。小型鍋爐中的重型爐墻也可起支承鍋爐部件的作用。（10）構(gòu)架。支承和固定鍋爐各部件，并保持其相對位置。（6）再熱器。將汽輪機(jī)高壓缸排汽加熱到較高溫度，然后再送到汽4鍋爐的分類1按鍋爐用途分類電站鍋爐(發(fā)電)、工業(yè)鍋爐(工業(yè)生產(chǎn)工藝用汽或供暖)、熱水鍋爐(民用采暖或供熱)。2按鍋爐容量分類按時(shí)代和技術(shù)進(jìn)步，鍋爐機(jī)組容量以大、中、小的排序和分類在不斷演變，目前300MW以上的機(jī)組配置的鍋爐為大容量鍋爐。二、鍋爐的分類方法鍋爐的分類1按鍋爐用途分類二、鍋爐的分類方法5鍋爐的分類3按蒸汽參數(shù)（壓力）分類低壓(P<2.5ＭPa)、中壓(P

3.9ＭPa)、高壓(P

10.8ＭPa)、超高壓(P

14.7ＭPa)、亞臨界壓力(P

15.7～19.6

ＭPa)、超臨界（超過22.1MPa）及超超臨界壓力(P

25～40ＭPa)。4按排渣方式分類固態(tài)排渣鍋爐、液態(tài)排渣鍋爐。5按爐膛壓力分類負(fù)壓（微負(fù)壓）鍋爐、正壓（微正壓）鍋爐、增壓鍋爐。鍋爐的分類3按蒸汽參數(shù)（壓力）分類6鍋爐的分類6按燃燒方式分類①火床爐、②煤粉爐、③旋風(fēng)爐、④流化床鍋爐。7按蒸發(fā)受熱面循環(huán)方式分類①自然循環(huán)、②控制循環(huán)、③直流鍋爐、④低倍率或復(fù)合循環(huán)鍋爐鍋爐的分類6按燃燒方式分類7鍋爐原理考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)ppt課件88按所用燃料或能源分為固體燃料鍋爐、液體燃料鍋爐、氣體燃料鍋爐、余熱鍋爐、原子能鍋爐和廢料鍋爐。9按排渣方式分為固態(tài)排渣鍋爐和液態(tài)排渣鍋爐。10按鍋筒數(shù)目分為單鍋筒和雙鍋筒鍋爐。11按整體外形（本體布置型式）分為倒U型（Π形布置）、塔型、箱型、T型、U型、N型、L型、D型、A型等。

8按所用燃料或能源9三、鍋爐的描述

產(chǎn)生蒸汽的鍋爐需要用如下四個(gè)參數(shù)來描述：（1）蒸發(fā)量，t/h,kg/s（2）出口蒸汽壓力，MPa（3）出口蒸汽溫度，℃（4）給水溫度，℃三、鍋爐的描述10我國電站鍋爐型號由三部分組成。鍋爐的容量、參數(shù)和型號我國電站鍋爐型號由三部分組成。鍋爐的容量、參數(shù)和型號11

鍋爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)通常用經(jīng)濟(jì)性、可靠性及機(jī)動(dòng)性3項(xiàng)指標(biāo)來表示。鍋爐的性能指標(biāo)

12（1）經(jīng)濟(jì)性鍋爐的經(jīng)濟(jì)性主要指熱效率、成本、煤耗和廠用電量等。（2）鍋爐可靠性鍋爐可靠性常用連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，事故率以及可用率來表示。

(3)機(jī)動(dòng)性要求鍋爐運(yùn)行有更大的靈活性和可調(diào)性。在電站負(fù)荷方面，除基本負(fù)荷、調(diào)峰負(fù)荷外，還應(yīng)具有承擔(dān)最低負(fù)荷的能力。（1）經(jīng)濟(jì)性131、煤的元素分析

C+H+O+N+S+A+M=100%四、煤的成分分析1、煤的元素分析C+H+O+N+S+A+M142、煤的工業(yè)分析在實(shí)驗(yàn)室條件下的煤樣，通過分析得出水分、揮發(fā)分、固定碳和灰分這四種成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)稱為工業(yè)分析。2、煤的工業(yè)分析15圖3-1煤的成分圖解元素分析成分和工業(yè)分析成分的關(guān)系

圖3-1煤的成分圖解元素分析成分和工業(yè)分析成分的關(guān)系163、煤的成分的計(jì)算基準(zhǔn)根據(jù)煤存在的條件和根據(jù)需要而規(guī)定的“成分組合”稱為分析基準(zhǔn)，常用下列四種基準(zhǔn)來表示：(1)收到基以收到狀態(tài)的燃料為基準(zhǔn)計(jì)算燃料中全部成分的組合稱為收到基。以下角標(biāo)ar表示。

(2)空氣干燥基煤樣在實(shí)驗(yàn)室一定溫度條件下，自然干燥失去外在水分，其余的成分組合便是空氣干燥基。以下角標(biāo)ad表示。(3)干燥基以假想無水狀態(tài)的燃料為基準(zhǔn)，以下角標(biāo)d表示。(4)干燥無灰基以假想無水、無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)以下角標(biāo)daf表示。3、煤的成分的計(jì)算基準(zhǔn)根據(jù)煤存在的條件和根據(jù)需17

換算公式為：式中——按新基準(zhǔn)計(jì)算的同一成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%；——按原基準(zhǔn)計(jì)算的某一成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%；——換算系數(shù)換算公式為：式中——按新基準(zhǔn)計(jì)算的同18鍋爐原理考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)ppt課件194、煤的發(fā)熱量

煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤在完全燃燒時(shí)放出的全部熱量。煤的發(fā)熱量常用三種規(guī)定值表示：彈筒發(fā)熱量；高位發(fā)熱量；低位發(fā)熱量。4、煤的發(fā)熱量煤的發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤在完全20鍋爐原理考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)ppt課件21按照規(guī)定，收到基低位發(fā)熱量為29310KJ/kg的煤為標(biāo)準(zhǔn)煤。規(guī)定把相對于每4187kJ

(即1000kcal)發(fā)熱量所含的收到基水分、灰分和硫分，分別稱為折算水分、折算灰分和折算硫分。按照規(guī)定，收到基低位發(fā)熱量為29310KJ/kg225、煤灰的熔融性煤燃燒后殘存的煤灰不是一種純凈的物質(zhì)，它沒有固定的熔點(diǎn)，即沒有固態(tài)和液態(tài)共存的界限溫度。當(dāng)它受熱時(shí)，由固態(tài)逐漸向液態(tài)轉(zhuǎn)化，沒有明顯的界限溫度，這種轉(zhuǎn)化的特性就是熔融性。

5、煤灰的熔融性23鍋爐原理考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)ppt課件24五、煤的分類

我國煤的分類方法是采用表征煤化程度的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf作為分類指標(biāo)并將煤分為：褐煤、煙煤、貧煤和無煙煤。一般Vdaf≤10%的煤為無煙煤，Vdaf>37%為褐煤，10%<Vdaf<20%是貧煤，20%≤Vdaf≤37%為煙煤。五、煤的分類25煤的熱重分析：通過熱重分析法測定的煤的微分熱重曲線DTG也稱為燃燒分布曲線，它表示煤樣失重率（燃燒速度）隨溫度變化的規(guī)律，是對煤的著火、燃燒性能進(jìn)行綜合判別的依據(jù)。不同的煤種當(dāng)燃燒分布曲線相似時(shí)，它們在鍋爐中燃燒時(shí)的情況也基本相似。煤的熱重分析：26鍋爐原理考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)ppt課件27下圖為幾種煤的燃燒分布曲線。圖中曲線從左到右的第一小峰B是水分析出峰，第二峰D是燃燒峰。燃燒峰所圍的面積對應(yīng)于煤的可燃質(zhì)份額。當(dāng)峰值偏向低溫區(qū)而且峰值較高，說明煤的反應(yīng)能強(qiáng)，并容易著火燃燒。而燃燒峰的后段越陡燃盡性能越好。下圖為幾種煤的燃燒分布曲線。圖中曲線從左到右的第一小28六、燃料燃燒計(jì)算1kg固體及液體燃料完全燃燒并且燃燒產(chǎn)物(煙氣)中無自由氧存在時(shí)，所需要的空氣量(指干空氣)稱為理論空氣需要量，簡稱理論空氣量，并以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(m3／kg)或(kg／kg)來表示。六、燃料燃燒計(jì)算1kg固體及液體燃料完全燃燒并29理論空氣量=①+②+③－燃料自身所含氧量的折算量理論空氣量=①+②+③30按空氣中氧的容積成分為21%計(jì)算，則1kg燃料燃燒所需的理論空氣量V0為

按空氣中氧的容積成分為21%計(jì)算，則31在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，為使燃料燃盡，實(shí)際供給的空氣量總是要大于理論空氣量，超過的部分稱為過量空氣量。實(shí)際空氣量Vk與理論空V0之比，即

稱為過量空氣系數(shù)（

用于煙氣量計(jì)算，

用于空氣量計(jì)算）。鍋爐原理考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)ppt課件32當(dāng)只供給理論空氣量時(shí)，燃料完全燃燒后產(chǎn)生的煙氣量稱為理論煙氣量。當(dāng)只供給理論空氣量時(shí)，燃料完全燃燒后產(chǎn)生的煙33鍋爐原理考試復(fù)習(xí)重點(diǎn)ppt課件34完全燃燒時(shí)：

實(shí)際煙氣量=理論煙氣量+過量空氣量+隨同過量空氣帶入的水蒸氣量完全燃燒時(shí)：實(shí)際煙氣量=理論煙氣量+過量空氣量35此式稱為不完全燃燒方程式

系數(shù)β稱為燃料的特性系數(shù)，它只取決于燃料中C、H、O、N、S，而與M和A無關(guān)。完全燃燒時(shí)，CO＝0此式稱為不完全燃燒方程式系數(shù)β稱為燃料的特性系數(shù)36

要進(jìn)行鍋爐受熱面的傳熱計(jì)算，必須知道如何計(jì)算空氣和煙氣的焓。在這里空氣和煙氣的焓是指在定壓條件下，將1kg燃料所需的空氣量或所產(chǎn)生的煙氣量從0℃加熱到t℃（空氣）或

℃（煙氣）時(shí)所需的熱量，單位為kJ/kg。要進(jìn)行鍋爐受熱面的傳熱計(jì)算，必須知道如何計(jì)算37

實(shí)際燃燒產(chǎn)物是多種氣體的混合物，其焓值等于理論煙氣焓、過量空氣焓和飛灰焓之和：飛灰焓相對較小，只有當(dāng)才考慮。實(shí)際燃燒產(chǎn)物是多種氣體的混合物，其焓值等于理論38七、鍋爐的熱平衡鍋爐熱平衡是指在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，鍋爐輸入熱量與輸出熱量及各項(xiàng)熱損失之間的熱量平衡。熱平衡是以1kg固體或液體燃料為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算的。通過熱平衡可知鍋爐的有效利用熱量、各項(xiàng)熱損失，從而計(jì)算鍋爐熱效率和燃料消耗量。七、鍋爐的熱平衡鍋爐熱平衡是指在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下39熱平衡方程式：–—鍋爐輸入熱量；–—鍋爐有效利用的熱量；–—排煙熱損失；–—化學(xué)不完全燃燒熱損失；–—固體不完全燃燒熱損失；–—鍋爐散熱損失；–—其他熱損失。熱平衡方程式：–—鍋爐輸入熱量；–—鍋爐有效利用的熱量；40鍋爐有效利用熱是指水和蒸汽流經(jīng)各受熱面時(shí)吸收的熱量。、從鍋爐范圍以外輸入鍋爐的熱量，不包括鍋爐范圍內(nèi)循環(huán)的熱量，通常有如下幾項(xiàng)：鍋爐有效利用熱是指水和蒸汽流經(jīng)各受熱面時(shí)吸收的41爐膛出口過量空氣系數(shù)對q2、q3、q4有直接的影響。當(dāng)αl″增加時(shí)，q2+q3+q4先減少后增加，有一個(gè)最小值，與此最小值對應(yīng)的爐膛出口過量空氣系數(shù)稱為最佳過量空氣系數(shù)。爐膛出口過量空氣系數(shù)對q2、q3、q4有直接的影響。42和分別表示留在篩子上和通過篩孔的煤粉質(zhì)量。篩余量越大，越大，則煤粉越粗，上式中角標(biāo)x表示篩子的編號或篩孔的尺寸。八、煤粉制備及系統(tǒng)和分別表示留在篩子上和通43在實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)選擇使機(jī)械不完全燃燒熱損失和制粉能耗之和最小的煤粉細(xì)度，即最佳煤粉細(xì)度或經(jīng)濟(jì)煤粉細(xì)度。在實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)選擇使機(jī)械不完全燃燒熱損失和制粉44發(fā)電廠使用的磨煤機(jī)大致分為以下三種。1、低速磨煤機(jī)：轉(zhuǎn)動(dòng)速度為15～25r/min，目前常用的是雙進(jìn)雙出的鋼球筒式磨煤機(jī)、單進(jìn)單出的鋼球筒式磨煤機(jī)。2、中速磨煤機(jī)：轉(zhuǎn)動(dòng)速度為50～300r/min，目前常用的是MPS中速磨煤機(jī)、RP（或HP）中速磨煤機(jī)、MBF中速磨煤機(jī)。3、高速磨煤機(jī)：工作轉(zhuǎn)速高達(dá)750～1500r/min，目前常用的是風(fēng)扇式磨煤機(jī)。發(fā)電廠使用的磨煤機(jī)大致分為以下三種。45各種磨煤機(jī)的性能比較各種磨煤機(jī)的性能比較46

制粉系統(tǒng)可以分為直吹式系統(tǒng)和中間儲倉式系統(tǒng)兩大類。

直吹式制粉系統(tǒng)：磨煤機(jī)中磨成煤粉后直接將氣粉混合物送入鍋爐去燃燒的制粉系統(tǒng)。

中間儲倉式制粉系統(tǒng)：將磨制成的煤粉儲存在煤粉倉中，再用排粉機(jī)送入鍋爐去燃燒，這樣的系統(tǒng)，稱為中間儲倉式制粉系統(tǒng)。

制粉系統(tǒng)可以分為直吹式系統(tǒng)和中間儲倉式系統(tǒng)兩大類。47中間儲倉式和直吹式制粉系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：

中間儲倉式制粉系統(tǒng)需要有煤粉倉、細(xì)粉分離器、排粉風(fēng)機(jī)、給粉機(jī)等設(shè)備，系統(tǒng)復(fù)雜龐大，因而建設(shè)初投資大。由于系統(tǒng)的設(shè)備多，管道長，容易在系統(tǒng)中產(chǎn)生煤粉沉積，增加了煤粉爆炸的危險(xiǎn)性。系統(tǒng)中需設(shè)置許多防爆裝置。系統(tǒng)中負(fù)壓較大，漏風(fēng)量大，致使輸粉電耗增大，鍋爐效率降低。中間儲倉式和直吹式制粉系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：48在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機(jī)磨制的煤粉全部直接送入爐膛內(nèi)燃燒。因此具有系統(tǒng)簡單、設(shè)備部件少、輸粉管道阻力小、運(yùn)行電耗低、鋼材消耗省、占有空間小、投資少和爆炸危險(xiǎn)性小等優(yōu)點(diǎn)。

在直吹式制粉系統(tǒng)中，磨煤機(jī)磨制的煤粉全部直接送49當(dāng)鍋爐負(fù)荷變動(dòng)或燃燒器所需煤粉增減時(shí)，儲倉式系統(tǒng)只要調(diào)節(jié)給粉機(jī)就可以適應(yīng)需要，既方便又靈敏。而直吹式系統(tǒng)要從改變給煤量開始，經(jīng)過整個(gè)系統(tǒng)才能改變煤粉量，因而惰性較大。此外，直吹式系統(tǒng)的一次風(fēng)管是在分離器之后分支通往各個(gè)燃燒器的，燃料量和空氣量的調(diào)節(jié)手段都設(shè)置在磨煤機(jī)之前，同一臺磨煤機(jī)供給煤粉的各個(gè)燃燒器之間，容易出現(xiàn)風(fēng)粉不均現(xiàn)象。當(dāng)鍋爐負(fù)荷變動(dòng)或燃燒器所需煤粉增減時(shí)，儲倉式50

儲倉式制粉系統(tǒng)中，因?yàn)殄仩t和磨煤機(jī)之間有煤粉倉，所以磨煤機(jī)的運(yùn)行出力不必與鍋爐隨時(shí)配合，即磨煤機(jī)出力不受鍋爐負(fù)荷變動(dòng)的影響，磨煤機(jī)可以一直維持在經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行。即使磨煤設(shè)備發(fā)生故障，煤粉倉內(nèi)積存的煤粉仍可供應(yīng)鍋爐需要，同時(shí)，可以經(jīng)過螺旋輸粉機(jī)調(diào)運(yùn)其它制粉系統(tǒng)的煤粉到發(fā)生事故的煤粉倉去，使鍋爐繼續(xù)運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性。在直吹式系統(tǒng)中，磨煤機(jī)的工作直接影響鍋爐的運(yùn)行工況，鍋爐機(jī)組的可靠性相對低些。儲倉式制粉系統(tǒng)中，因?yàn)殄仩t和磨煤機(jī)之間有煤粉倉，51負(fù)壓直吹式系統(tǒng)中，燃燒需要的全部煤粉都要經(jīng)過排粉機(jī)，因此它磨損較快，發(fā)生振動(dòng)和需要檢修的可能性就大。而在儲倉式系統(tǒng)中，只有少量細(xì)煤粉的乏氣流經(jīng)排粉機(jī)，所以它磨損較輕，工作比較安全。負(fù)壓直吹式系統(tǒng)中，燃燒需要的全部煤粉都要經(jīng)過排粉52直吹式制粉系統(tǒng)：中速磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)風(fēng)扇磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)：風(fēng)扇磨煤機(jī)適用于水分較高的褐煤，常用熱風(fēng)和高溫爐煙混合物作干燥劑，這種系統(tǒng)稱為二介質(zhì)直吹式系統(tǒng)。

而采用熱風(fēng)、高溫爐煙和低溫爐煙混合物作干燥劑的系統(tǒng)稱為三介質(zhì)直吹式系統(tǒng)。直吹式制粉系統(tǒng)：中速磨煤機(jī)直吹式制粉系統(tǒng)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)直吹式53中間儲倉式制粉系統(tǒng)：鋼球磨煤機(jī)乏氣送粉中間儲倉式制粉系統(tǒng)鋼球磨煤機(jī)熱風(fēng)送粉中間儲倉式制粉系統(tǒng)中間儲倉式制粉系統(tǒng)：鋼球磨煤機(jī)乏氣送粉中間儲倉式制粉系統(tǒng)鋼球54九、燃燒設(shè)備燃燒是燃料中的可燃物質(zhì)與氧氣發(fā)生劇烈的、伴隨發(fā)光發(fā)熱的一種化學(xué)反應(yīng)。整個(gè)燃燒過程包括化學(xué)反應(yīng)的放熱過程、物質(zhì)間的相互運(yùn)動(dòng)、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、能量相互轉(zhuǎn)化等一系列的物理、化學(xué)過程。

九、燃燒設(shè)備55碳的多相燃燒特點(diǎn)：

多相燃燒中，由于燃料與氧化劑的相態(tài)不同，在碳表面上發(fā)生的多相反應(yīng)由下列幾個(gè)連續(xù)的階段組成：(1)參與燃燒反應(yīng)的氣體分子(氧)向碳粒表面的轉(zhuǎn)移與擴(kuò)散；(2)氣體分子(氧)被吸附在碳粒表面上；(3)被吸附的氣體分子(氧)在碳表面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成燃燒產(chǎn)物；碳的多相燃燒特點(diǎn)：56(4)燃燒產(chǎn)物從碳表面上解吸附；(5)燃燒產(chǎn)物離開碳表面，擴(kuò)散到周圍環(huán)境中。(4)燃燒產(chǎn)物從碳表面上解吸附；57燃燒反應(yīng)的這五個(gè)階段是連續(xù)進(jìn)行的，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)都會影響全局。因此，反應(yīng)過程中最慢的那個(gè)階段，決定了燃燒反應(yīng)的速度。在上述五個(gè)階段中，吸附階段(2)和解吸附階段(4)進(jìn)行得最快，燃燒產(chǎn)物離開碳表面、擴(kuò)散出去的階段(5)也較快，比較慢而最主要的是氧向碳粒表面的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散階段(1)和氧在碳表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的階段(3)這兩個(gè)階段。燃燒反應(yīng)的這五個(gè)階段是連續(xù)進(jìn)行的，其中任何一個(gè)58碳的多相燃燒反應(yīng)的燃燒區(qū)域：根據(jù)燃燒條件的不同，可以將多相燃燒分成動(dòng)力燃燒區(qū)域、擴(kuò)散燃燒區(qū)域和過渡燃燒區(qū)域等三種燃燒區(qū)域（工況）。

碳的多相燃燒反應(yīng)的燃燒區(qū)域：59當(dāng)燃燒反應(yīng)的溫度不高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度不快，此時(shí)氧的供應(yīng)速度遠(yuǎn)大于化學(xué)反應(yīng)中氧的消耗速度，亦即擴(kuò)散能力遠(yuǎn)大于化學(xué)反應(yīng)能力，這時(shí)燃燒工況所處區(qū)域稱為動(dòng)力燃燒區(qū)域。動(dòng)力燃燒區(qū)域發(fā)生在低溫區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，提升溫度是強(qiáng)化燃燒反應(yīng)的有效措施。當(dāng)燃燒反應(yīng)的溫度不高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度不快，此時(shí)60如果影響燃燒過程進(jìn)行速度的主要因素是擴(kuò)散，也就是說，此時(shí)燃燒反應(yīng)的溫度已經(jīng)很高，化學(xué)反應(yīng)能力遠(yuǎn)大于擴(kuò)散能力，這時(shí)的燃燒區(qū)域稱為擴(kuò)散燃燒區(qū)域。要加強(qiáng)這個(gè)區(qū)域的燃燒就要強(qiáng)化碳粒與氧的擾動(dòng)混合。

如果影響燃燒過程進(jìn)行速度的主要因素是擴(kuò)散，也就61燃燒器是煤粉鍋爐的主要燃燒設(shè)備，其作用是保證燃料和燃燒用空氣在進(jìn)入爐膛時(shí)能充分混合、及時(shí)著火和穩(wěn)定燃燒。燃燒器燃燒器62送入燃燒器的空氣，一般都不是一次集中送入的，而是按對著火、燃燒有利而合理組織、分批送入的。按作用不同，一般將送入燃燒器的空氣分為三種，即一次風(fēng)、二次風(fēng)和三次風(fēng)。送入燃燒器的空氣，一般都不是一次集中送入的，而63

攜帶煤粉送入燃燒器的空氣稱為一次風(fēng)，其主要作用是輸送煤粉和滿足燃燒初期對氧氣的需要，一次風(fēng)數(shù)量一般較少。煤粉氣流著火后再送入的空氣稱為二次風(fēng)。二次風(fēng)補(bǔ)充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣，并主要起擾動(dòng)、混合作用。攜帶煤粉送入燃燒器的空氣稱為一次風(fēng)，其主要作用64當(dāng)煤粉制備系統(tǒng)采用中間儲倉式熱風(fēng)送粉時(shí)，在磨煤機(jī)內(nèi)干燥原煤后排出的乏氣，其中含有10％～15％的細(xì)小煤粉，可將這股乏氣由單獨(dú)的噴口送入爐膛燃燒，這股乏氣稱為三次風(fēng)。當(dāng)煤粉制備系統(tǒng)采用中間儲倉式熱風(fēng)送粉時(shí)，在磨煤65煤粉燃燒器按其出口氣流特性可分為兩大類：(1)直流燃燒器。其出口氣流為直流射流或直流射流組的燃燒器；(2)旋流燃燒器。其出口氣流為旋轉(zhuǎn)射流的燃燒器。煤粉燃燒器按其出口氣流特性可分為兩大類：66(a)—前墻布置；(b)—兩面墻對沖或交錯(cuò)布置；(b-1)—兩面墻交錯(cuò)布置；(b-2)—兩面墻對沖布置；(c)—半開式爐膛對沖布置；(d)—爐底布置；(e)—爐頂布置旋流燃燒器的布置方式(a)—前墻布置；(b)—兩面墻對沖或交錯(cuò)布置；67(a)正四角布置；(b)正八角布置；(c)大切角正四角布置；(d)同向大小雙切圓方式；(e)正反雙切圓方式；(f)兩角相切，兩角對沖方式；(g)雙室爐膛切圓方式；(h)大切角雙室爐膛方式切圓燃燒方式直流燃燒器的布置方式(a)正四角布置；(b)正八角布置；(c)大切角正四角布置68直流燃燒器布置在爐膛四角，每個(gè)角的燃燒器出口氣流的幾何軸線均切于爐膛中心的假想圓，故稱四角布置切圓燃燒方式。這種燃燒方式，由于四角射流著火后相交，相互點(diǎn)燃，有利于穩(wěn)定著火。四股氣流相切于假想圓后，使氣流在爐內(nèi)強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，有利于燃料與空氣的擾動(dòng)混合，而且火焰在爐內(nèi)的充滿程度較好。直流燃燒器布置在爐膛四角，每個(gè)角的燃燒器出口氣69但實(shí)際中從燃燒器噴射出來的氣流總會某種程度上偏離氣流的設(shè)計(jì)方向，即偏離了噴口的幾何軸線。一般說來，氣流相切的假想切圓的直徑要比設(shè)計(jì)值大，偏離嚴(yán)重時(shí)就會引起爐內(nèi)火焰的沖墻貼壁，從而使水冷壁結(jié)渣。這就是所謂的氣流偏斜現(xiàn)象。事實(shí)上，導(dǎo)致爐內(nèi)氣流偏斜的原因有許多。但實(shí)際中從燃燒器噴射出來的氣流總會某種程度上偏70切圓燃燒方式爐內(nèi)氣流的偏斜切圓燃燒方式爐內(nèi)氣流的偏斜71引起燃燒器出口氣流偏斜的主要原因是：(1)

鄰角氣流的撞擊是氣流偏斜的主要原因。射流自燃燒器噴口射出后，由于受到上游鄰角氣流的直接撞擊，撞擊點(diǎn)愈接近噴口，射流偏斜就愈大；撞擊動(dòng)量愈大，氣流偏斜就愈嚴(yán)重。(2)射流偏斜還受射流兩側(cè)“補(bǔ)氣”條件的影響。如果射流兩側(cè)的補(bǔ)氣條件不同，就會在射流兩側(cè)形成壓差,在壓力差的作用下，射流被迫向爐墻偏斜，甚至迫使氣流貼墻，引起結(jié)渣。引起燃燒器出口氣流偏斜的主要原因是：72(3)燃燒器的高寬比(hr/b)對射流彎曲變形影響較大。燃燒器的高寬比值愈大，射流形狀愈高而薄，其“剛性”就愈差，因而，射流愈容易彎曲變形。(3)燃燒器的高寬比(hr/b)對射流彎曲變形影響較大。73根據(jù)燃煤特性不同，切圓燃燒方式的直流燃燒器的一、二次風(fēng)噴口的排列方式，可以分為均等配風(fēng)和分級配風(fēng)兩種。根據(jù)燃煤特性不同，切圓燃燒方式的直流燃燒器的74

(a)均等配風(fēng)方式；(b)分級配風(fēng)方式(a)均等配風(fēng)方式；(b)分級配風(fēng)方式75在大、中型煤粉鍋爐四角布置切圓燃燒方式直流燃燒器的一次風(fēng)噴口中，有時(shí)還布置有一個(gè)狹長形的二次風(fēng)噴口，因其形狀和布置位置不同而分別稱為周界風(fēng)，夾心風(fēng)和十字風(fēng)。在大、中型煤粉鍋爐四角布置切圓燃燒方式直流76(a)周界風(fēng)；(b)夾心風(fēng)；(c)十字風(fēng)一次風(fēng)噴口中布置的二次風(fēng)(a)周界風(fēng)；(b)夾心風(fēng)；(c)十字風(fēng)77在煤粉鍋爐設(shè)計(jì)、運(yùn)行中必須注意的爐膛熱負(fù)荷有以下幾種：

(1)爐膛容積熱負(fù)荷

單位時(shí)間送入爐膛單位容積中的平均熱量(以燃料的收到基低位發(fā)熱量計(jì)算)稱為爐膛容積熱負(fù)荷，用表示。十、煤粉爐的爐膛在煤粉鍋爐設(shè)計(jì)、運(yùn)行中必須注意的爐膛熱負(fù)78

(2)爐膛截面熱負(fù)荷按燃燒器區(qū)域爐膛單位截面來計(jì)算，單位時(shí)間送入爐膛的平均熱量稱為爐膛截面熱負(fù)荷。選定了，決定了爐膛容積后，還必須把爐膛的形狀和尺寸決定恰當(dāng)，才能達(dá)到預(yù)期的燃燒效果。(2)爐膛截面熱負(fù)荷選定了79按照燃燒器區(qū)域爐膛單位爐壁面積來計(jì)算，單位時(shí)間送入爐膛的平均熱量稱為燃燒器區(qū)域爐壁熱負(fù)荷。(3)燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷按照燃燒器區(qū)域爐膛單位爐壁面積來計(jì)算，單位時(shí)間送80式中——燃燒器區(qū)域爐膛周長，m；——燃燒器區(qū)域的高度，m。與一樣，反映了燃燒器區(qū)域的溫度水平。但還能反映火焰的分散或集中情況。愈大，說明火焰愈集中，燃燒器區(qū)域的溫度水平就愈高，這對燃料的穩(wěn)定著火有利，但卻容易造成燃燒器區(qū)域的壁面結(jié)渣。式中——燃燒器區(qū)域爐膛周長，m；——燃燒器區(qū)域的高度，m。81(4)爐膛壁面熱負(fù)荷爐膛壁面熱負(fù)荷是單位時(shí)間內(nèi)單位爐膛壁面吸收的平均熱量，也稱爐壁熱流密度，可按下式計(jì)算：式中——計(jì)算燃料消耗量，kg／s；

——爐膛輻射吸熱量，kJ／kg；——爐膛水冷壁面積，m2。(4)爐膛壁面熱負(fù)荷式中——計(jì)算燃料消耗量，kg／s；82十一、過熱器和再熱器

工質(zhì)在鍋爐中的吸熱是通過布置各種受熱面來完成的。由于受熱面所處的煙溫區(qū)域不同，受熱面所起的作用也不同。水冷壁、凝渣管和對流管束在蒸汽鍋爐中也稱蒸發(fā)受熱面。十一、過熱器和再熱器工質(zhì)在鍋爐中的吸熱是通過83水冷壁的基本作用為：

（1）吸收爐膛內(nèi)火焰的熱量。由于爐內(nèi)火焰溫度較高，且煙速很低，因此這種吸熱主要通過輻射方式來進(jìn)行，在爐膛出口處將煙氣的溫度冷卻到足夠低的程度。（2）保護(hù)爐墻。由于水冷壁的存在，使得火焰只能部分或完全不接觸爐墻，從而起到保護(hù)作用。水冷壁的基本作用為：84對于不易著火的燃料，為使燃料迅速著火和穩(wěn)定燃燒，或在旋風(fēng)爐及液態(tài)排渣爐中為了獲得較高的溫度，常常需要把一部分水冷壁管表面遮蓋起來，以減少該部位的吸熱量，這部分水冷壁表面稱為衛(wèi)燃帶。對于不易著火的燃料，為使燃料迅速著火和穩(wěn)定燃燒85較大容量的鍋爐一般做成平爐項(xiàng)，爐頂由頂棚管過熱器組成。但一般在爐膛后墻水冷壁上部接近爐膛出口處設(shè)有折焰（煙）角。這樣做的目的是：提高爐膛內(nèi)的充滿程度，避免渦流與死角，提高爐膛輻射受熱面的利用程度，改善屏式過熱器及對流過熱器的沖刷條件，防止上部煙氣短路。增加水平連接煙道長度，在不增加鍋爐深度下，可布置更多的對流受熱面。較大容量的鍋爐一般做成平爐項(xiàng)，爐頂由頂棚管86過熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)

過熱器的作用是將鍋爐的飽和蒸汽進(jìn)一步加熱到所需過熱蒸汽溫度。對于電站鍋爐，過熱器是必需的受熱面；對于工業(yè)鍋爐，有無過熱器取決于生產(chǎn)工藝是否需要；對于生活采暖鍋爐，則一般無過熱器。過熱器一般按傳熱方式來分類。主要可分為輻射式、半輻射式和對流式過熱器三種。過熱器及再熱器的作用及結(jié)構(gòu)87

1一鍋筒；2一二行程在爐膛壁上的輻射式過熱器；3—爐膛出口處屏式過熱器；4—立式對流過熱器；5—臥式對流過熱器；6—頂棚過熱器；7—噴水減溫器；8—過熱蒸汽出口集箱；9—懸吊管進(jìn)口集箱；10—懸吊管出口集箱；11—過熱器懸吊管；12—支撐擱條：13—水平過熱器蛇形管；14—燃燒器過熱器的基本結(jié)構(gòu)示例1一鍋筒；88（1）煙氣側(cè)對汽溫進(jìn)行調(diào)節(jié)原理是，從煙氣側(cè)改變過熱器或再熱器的傳熱特性，影響蒸汽的焓增，改變汽溫。

汽溫的調(diào)節(jié)方法（1）煙氣側(cè)對汽溫進(jìn)行調(diào)節(jié)汽溫的調(diào)節(jié)方法89實(shí)現(xiàn)的途徑有：①改變通過過熱器的煙氣流量，即試圖改變傳熱系數(shù)K；②改變煙溫，即試圖改變溫壓。這種調(diào)節(jié)方法的特點(diǎn)主要有：①蒸汽溫度可以升高，也可以降