工業(yè)鍋爐4章燃燒設(shè)備

第四章燃燒原理及燃燒設(shè)備4.1燃料燃燒的基本概念4.2層燃爐4.3煤粉爐§4.1燃料燃燒的基本概念第四章鍋爐燃燒是個(gè)復(fù)雜的化學(xué)—物理過(guò)程，其影響因素很多。

一、燃燒設(shè)備的分類1.層燃爐——固體燃料被層鋪在爐排上進(jìn)行層狀燃燒的爐子，如：手燒爐、鏈條爐、拋煤機(jī)爐等；2.室燃爐——燃料呈霧狀細(xì)顆粒隨空氣噴入爐內(nèi)呈懸浮狀燃燒的爐子，如：煤粉爐、油爐、氣爐等；

3.沸騰爐——燃料被氣流托起攜帶呈上下翻滾沸騰狀燃燒的爐如：流化床、鼓泡床、循環(huán)流化床、增壓流化床等；

§4.1燃料燃燒的基本概念

著火前的熱力準(zhǔn)備階段；

揮發(fā)份著火與焦炭的燃燒階段；灰渣形成及燃盡階段。二、固體燃料的燃燒過(guò)程1.燃料燃燒的幾個(gè)階段：2.燃料完全燃燒的必備條件

保持一定的高溫環(huán)境；供給足夠而適度的空氣量，并確保燃料與空氣有良好的接觸和充分混合的氛圍；燃料要有一定的燃燒時(shí)間及燃燒空間；及時(shí)排出低溫燃燒產(chǎn)物（如：低溫?zé)煔夂突以?。第四章?.1燃料燃燒的基本概念三、燃料的燃燒反應(yīng)速度鍋爐燃燒過(guò)程是個(gè)復(fù)雜的化學(xué)—物理過(guò)程，燃燒速度取決于化學(xué)條件和物理?xiàng)l件。反應(yīng)速度——單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物消耗或產(chǎn)物生成的摩爾數(shù)，mol/(m3?s)。1.

化學(xué)條件：燃料氧化反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速度，其影響因素有：溫度、反應(yīng)物質(zhì)的濃度及反應(yīng)空間的壓力等；在鍋爐燃燒技術(shù)中，其影響因素主要是溫度。2.物理?xiàng)l件：燃燒空氣與燃料的相對(duì)速度，氣流擴(kuò)散速度及熱量傳遞速度等；在鍋爐燃燒技術(shù)中，起主要作用的是氣流擴(kuò)散速度，包括氧氣向碳粒表面的擴(kuò)散和燃燒產(chǎn)物的反向擴(kuò)散。第四章§4.1燃料燃燒的基本概念影響反應(yīng)速度的因素：

反應(yīng)物質(zhì)（燃料）的特性，E降低，反應(yīng)速度提高；

溫度，溫度提高，分子平均動(dòng)能增加，碰撞機(jī)會(huì)增加。

濃度：提高，碰撞機(jī)會(huì)增加

壓力：提高，單位體積分子數(shù)增加，碰撞機(jī)會(huì)增加

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其中溫度是最重要的燃燒反應(yīng)影響因素，

1.溫度對(duì)燃燒速度的影響遵循阿累尼烏斯定律：

式中：K——表征化學(xué)反應(yīng)速度的常數(shù)；

K0——頻率因子；

R——通用氣體常數(shù)，R＝8.314kJ/(mol.K)；

E——化學(xué)反應(yīng)活化能，

T─絕對(duì)溫度，K。第四章§4.1燃料燃燒的基本概念2.氣流擴(kuò)散能力對(duì)燃燒速度的影響氣流擴(kuò)散能力決定于氧氣濃度，遵循如下關(guān)系式：M——表征氣流擴(kuò)散速度的量；

Dk——擴(kuò)散速度常數(shù)，主要取決于氣流速度；Cql，Cjt、——?dú)饬骱徒固勘砻娴难鯕鉂舛取囟群蜌饬鲾U(kuò)散速度在燃料燃燒不同區(qū)段有著不同的影響。由此燃料的燃燒過(guò)程可以分成三種不同的燃燒區(qū)域：

燃燒速度取決于溫度亦即取決于化學(xué)反應(yīng)速度的工況，動(dòng)力燃燒工況所在的燃燒區(qū)域?yàn)閯?dòng)力燃燒區(qū)動(dòng)力燃燒區(qū)：擴(kuò)散燃燒區(qū)：過(guò)渡燃燒區(qū)：燃燒速度取決于氣流的擴(kuò)散速度的工況，擴(kuò)散燃燒工況所在的燃燒區(qū)域?yàn)閿U(kuò)散燃燒區(qū)動(dòng)力燃燒區(qū)及擴(kuò)散燃燒區(qū)之間的區(qū)域?yàn)檫^(guò)度燃燒區(qū)

第四章§4.1燃料燃燒的基本概念層燃爐燃燒d＝15～25mm的煤塊時(shí)，溫度只需達(dá)到1000～1100℃左右，燃燒即處于擴(kuò)散燃燒區(qū)，在保證火床穩(wěn)定的情況下，必須加強(qiáng)送風(fēng)，提高空氣與焦炭顆粒之間的相對(duì)速度即可。煤粉爐，由于煤粉顆粒很小(d＝100μm)，溫度達(dá)到1700℃以上，燃燒才能進(jìn)入擴(kuò)散燃燒區(qū)。只有在燃燒中心區(qū)的粗顆粒煤粉才能處于擴(kuò)散燃燒區(qū)，在燃燒中心以外，特別是在爐膛出口處，煤粉均處于過(guò)度燃燒區(qū)甚至動(dòng)力燃燒區(qū)中燃燒。所以，強(qiáng)化燃燒必須同時(shí)提高爐膛溫度和加強(qiáng)燃料與空氣的混合。第四章§4.2層燃爐

一、手燒爐：加煤、撥火和除渣由人工完成(<1t/h)爐排長(zhǎng)度不超過(guò)2.2m,一般為鑄鐵板狀爐排20%~40%大塊高揮發(fā)分的煙煤褐煤條狀爐排8%~12%低揮發(fā)分、低灰熔點(diǎn)的煤勤、快、少、勻第四章二、人工操作層燃爐（手燒爐）1.手燒爐的構(gòu)造和工作特性（1）構(gòu)造，見(jiàn)圖4-1（2）工作特性影響因素：煤粒度（20-30mm）煤層厚度(100-150mm)2.手燒爐的燃燒特點(diǎn)（1）雙面引火（2）燃燒工況的周期性3.改善手燒爐燃燒的措施（1）減小燃燒層厚度變化；根據(jù)煤種調(diào)整周期（2）周期前期引入二次風(fēng)（3）改進(jìn)爐排4.手燒爐的發(fā)展（1）明火反燒手燒爐優(yōu)點(diǎn)：400-700mm；消除黑煙；減少粉塵；降低周期性影響（2）雙層爐排手燒爐§4.2層燃爐

二、鏈條爐

1．鏈條爐的構(gòu)造

爐排重力煤斗運(yùn)動(dòng)爐排的有效長(zhǎng)度冷卻煤閘門送風(fēng)除渣板（老鷹鐵）升降控制渣斗燃燒1）鏈條爐排有效長(zhǎng)度：煤閘門到除渣板的爐排長(zhǎng)度，實(shí)際參與燃燒的爐排有效面積的深度。2）防焦箱：縱向安裝在爐膛兩側(cè)，一般嵌入爐墻，一般貼近運(yùn)動(dòng)著的爐排，主要作用有：

保護(hù)爐墻防止側(cè)墻粘渣結(jié)瘤，確保爐排上煤的橫向均布

第四章2.鏈條爐排爐（1）鏈條爐的構(gòu)造（2）鏈條爐排的結(jié)構(gòu)型式1）鱗片式鏈條爐排2）鏈帶式鏈條爐排（3）鏈條爐的燃燒過(guò)程特點(diǎn)：?jiǎn)蚊嬉?，無(wú)周期性；四階段燃燒，有傾角；爐排末端，焦炭在上下灰層中燃燒；空氣需求量沿爐排前后少，中間大。（4）煤的性質(zhì)對(duì)鏈條爐的影響煤的粒度：堆積，通風(fēng)阻力煤的粘結(jié)性：通風(fēng)水分：與著火燃盡的關(guān)系灰分：灰熔點(diǎn)（5）鏈條爐的燃燒調(diào)節(jié)

出力主要取決于燃料層厚度、送風(fēng)量和爐排速度。燃料層厚度的調(diào)節(jié)：100～150mm給料速度送風(fēng)量調(diào)節(jié)：對(duì)適應(yīng)負(fù)荷的變動(dòng)最為靈敏當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，總是先調(diào)節(jié)送風(fēng)量，隨即調(diào)節(jié)爐排速度與之配合

（6）改善鏈條爐燃燒的措施1）分區(qū)配風(fēng)分區(qū)配風(fēng)；增加二次風(fēng)2）爐拱作用：保護(hù)煤閘門；引燃新煤；強(qiáng)化氣流擾動(dòng)。后拱3）二次風(fēng)介質(zhì)：蒸汽、空氣等。位置：前后墻、后拱等。作用：強(qiáng)化擾動(dòng)；加速引燃；提高燃燒效率；消煙除塵；防積灰結(jié)渣。三、機(jī)械化層燃爐加