1、燃烧设备燃烧设备第1页/共105页第一节第一节 概述概述 锅炉的两大基本组成：锅炉的两大基本组成：燃料燃烧是一种复杂的物理化学过程，它既需燃料燃烧是一种复杂的物理化学过程，它既需要提供温度和浓度条件，又需要一定的时间和要提供温度和浓度条件，又需要一定的时间和空间条件空间条件 炉子（锅炉的燃烧设备）应该为燃料的良好燃炉子（锅炉的燃烧设备）应该为燃料的良好燃烧提供和创造这些物理、化学条件，使最大限烧提供和创造这些物理、化学条件，使最大限度地将化学能换化为热能，同时尽可能兼顾到度地将化学能换化为热能，同时尽可能兼顾到炉内辐射换热的要求炉内辐射换热的要求汽锅（吸热）汽锅（吸热）炉子（放热）炉子（放热）
2、第2页/共105页 按照燃烧方式的不同，可分为三类按照燃烧方式的不同，可分为三类1.层燃炉（火床炉）层燃炉（火床炉）燃料层铺在炉排上燃烧的炉子，炉排与炉膛合称燃料层铺在炉排上燃烧的炉子，炉排与炉膛合称为燃烧设备为燃烧设备 A)手烧层燃炉手烧层燃炉 固定炉排固定炉排 加煤、拨火、除渣都是人工进行，燃烧过加煤、拨火、除渣都是人工进行，燃烧过程呈周期性，但燃烧效率低，燃料层蓄热大，燃烧较程呈周期性，但燃烧效率低，燃料层蓄热大，燃烧较稳定稳定 1t/h以下才用以下才用 B)机械化层燃炉机械化层燃炉 链条炉链条炉 往复炉排炉往复炉排炉 振动炉排炉振动炉排炉 风力风力-机械抛煤机炉机械抛煤机炉 加煤、拨火
3、、除渣三道工序部分或全部由机械操作，加煤、拨火、除渣三道工序部分或全部由机械操作，劳动强度减轻，锅炉效率提高。劳动强度减轻，锅炉效率提高。第3页/共105页油雾与空气充分混合后，在炉膛中呈悬浮状燃烧。链条炉是“单面引火”，最上层的燃料首先点燃，灰渣也首先在表面形成。煤经炉门铺撒在炉排上形成燃料层，空气经灰坑穿过炉排的通风空隙进入炉内参与燃烧反应(2)燃烧阶段：油气与空气的混合气体的浓度达到一定数值，并被加热到一定温度，遇明火着火燃烧。N2O破坏臭氧层，对人的神经系统有干扰作用燃烧工况的周期性（加煤的周期性)-周期性冒黑烟前3个阶段是一个物理过程，是保证稳定着火、充分燃尽的必要条件，特别是雾化和
4、混合，其好坏直接影响到燃烧的进程和燃烧的效率。这个阶段中，燃料不但不能释放出热量，而且还要吸收热量。（1）预热干燥阶段。继而焦炭燃烧，需要的空气量逐渐减少。煤粉炉燃烧设备主要由炉膛、燃烧器和煤粉制备系统三大部分组成随着空气流速的增大，固体颗粒开始膨胀，当气流对煤粒的推力恰好等于煤粒的重力，床层颗粒完全由空气流托曳，不再受布风板支持。太远又会因气流速度衰减，与油气混合的强烈程度减弱，以至火炬拖长，燃烧不良随着空气流速的增大，固体颗粒开始膨胀，当气流对煤粒的推力恰好等于煤粒的重力，床层颗粒完全由空气流托曳，不再受布风板支持。问题：满负荷困难，磨损大2.室燃炉（悬燃炉）室燃炉（悬燃炉）燃料（固、液、
5、气）随空气（蒸汽）燃料（固、液、气）随空气（蒸汽）等气流喷入燃烧室内，呈悬浮状燃烧等气流喷入燃烧室内，呈悬浮状燃烧煤粉炉煤粉炉 煤粉喷燃器煤粉喷燃器燃油炉燃油炉 油喷嘴和调风器油喷嘴和调风器燃气炉燃气炉 气体喷燃器气体喷燃器第4页/共105页煤粉炉煤粉炉 炉膛内储存燃料量少，炉膛内储存燃料量少，2030g/m3 蓄热能力小，远不及层燃炉蓄热能力小，远不及层燃炉 启动容易，但也容易在低负荷时熄火，启动容易，但也容易在低负荷时熄火，燃烧稳定性差燃烧稳定性差 由于空气和燃料充分接触，不完全燃烧由于空气和燃料充分接触，不完全燃烧损失小损失小,所以锅炉效率高所以锅炉效率高 国内作为供热锅炉的不多，大于国
6、内作为供热锅炉的不多，大于30t/h的大容量锅炉中才被采用的大容量锅炉中才被采用第5页/共105页3.沸腾炉（流化床炉）沸腾炉（流化床炉）燃料由螺旋推进器送入燃烧室燃料由螺旋推进器送入燃烧室 炉排上均匀布置进风装置，空气由下而上进入燃烧室，炉排上均匀布置进风装置，空气由下而上进入燃烧室，对燃料颗粒产生向上的托力，依靠所受重力下降，因对燃料颗粒产生向上的托力，依靠所受重力下降，因而在炉内上下翻腾燃烧。（即吹动上升，又不吹走）而在炉内上下翻腾燃烧。（即吹动上升，又不吹走）空气和燃料颗粒混合均匀，炉内停留时间较长，热损空气和燃料颗粒混合均匀，炉内停留时间较长，热损失小，燃烧稳定、安全。失小，燃烧稳定
7、、安全。可烧劣质煤，如煤矸石（可燃成分少，可烧劣质煤，如煤矸石（可燃成分少，Qydw低）并用低）并用以脱硫、减小以脱硫、减小NOx颇为有效。颇为有效。产生飞灰多，影响环境产生飞灰多，影响环境 水冷壁受到燃料颗粒、飞灰颗粒冲刷，需加耐磨涂料。水冷壁受到燃料颗粒、飞灰颗粒冲刷，需加耐磨涂料。第6页/共105页第7页/共105页煤的燃烧过程煤的燃烧过程 （1）预热干燥阶段。煤受热升温后，煤中水分预热干燥阶段。煤受热升温后，煤中水分蒸发出来。这个阶段中，燃料不但不能释放出热量，蒸发出来。这个阶段中，燃料不但不能释放出热量，而且还要吸收热量。而且还要吸收热量。（2）挥发分析出并着火阶段。煤中所含的高挥发
8、分析出并着火阶段。煤中所含的高分子碳氢化合物吸热而升温到一定程度会发生分解，分子碳氢化合物吸热而升温到一定程度会发生分解，析出可燃气体，即挥发分。挥发一旦析出会马上着析出可燃气体，即挥发分。挥发一旦析出会马上着火。火。（3）燃烧阶段。包括挥发分和焦炭的燃烧。燃烧阶段。包括挥发分和焦炭的燃烧。挥发分燃烧后，放出大量的热量，为焦炭燃烧提供挥发分燃烧后，放出大量的热量，为焦炭燃烧提供温度条件。焦炭燃烧阶段需要大量的氧气以满足燃温度条件。焦炭燃烧阶段需要大量的氧气以满足燃烧的需要，这样就能放出大量热量，使温度急剧上烧的需要，这样就能放出大量热量，使温度急剧上升，以保证燃料燃烧反应所需要的温度条件。升，
9、以保证燃料燃烧反应所需要的温度条件。（4）燃尽阶段。是残余焦炭的最后燃尽，成燃尽阶段。是残余焦炭的最后燃尽，成为灰渣的阶段。由于残余的焦炭常被灰分和烟气所为灰渣的阶段。由于残余的焦炭常被灰分和烟气所包围，空气很难与之接触，故燃尽阶段的燃烧反应包围，空气很难与之接触，故燃尽阶段的燃烧反应进行得十分缓慢，容易造成不完全燃烧损失。进行得十分缓慢，容易造成不完全燃烧损失。第8页/共105页 组织良好燃烧过程的标志就是尽可能地使燃料组织良好燃烧过程的标志就是尽可能地使燃料燃烧完全，得到最高的燃烧效率。为了完全燃燃烧完全，得到最高的燃烧效率。为了完全燃烧，需要满足以下条件：烧，需要满足以下条件：供应充足而
10、又适量的空气供应充足而又适量的空气 这是燃料完全燃烧的必要条件。最佳的炉这是燃料完全燃烧的必要条件。最佳的炉膛出口过量空气系数值是使膛出口过量空气系数值是使()之和为最小值时之和为最小值时的。的。保持适当高的炉内温度保持适当高的炉内温度 炉温高，着火快，燃烧速度快，燃烧也易炉温高，着火快，燃烧速度快，燃烧也易趋于完全。但过高的炉温会引起炉内结渣、破趋于完全。但过高的炉温会引起炉内结渣、破坏锅内工质的水循环等。试验证明，比较适宜坏锅内工质的水循环等。试验证明，比较适宜的炉温为的炉温为10002000。第9页/共105页 保证空气和燃料混合良好保证空气和燃料混合良好 燃料燃烧速度主要取决于燃料的化
11、学反应燃料燃烧速度主要取决于燃料的化学反应速度和氧气向燃料表面的扩散速度。燃料与空速度和氧气向燃料表面的扩散速度。燃料与空气混合充分有利于燃烧完全。气混合充分有利于燃烧完全。确保足够的停留时间确保足够的停留时间 燃料燃尽需要一定的时间，因此要确保燃料在燃料燃尽需要一定的时间，因此要确保燃料在炉内有足够的停留时间。燃料在炉内的停留时炉内有足够的停留时间。燃料在炉内的停留时间是指从燃料自燃烧器出口一直到炉膛出口这间是指从燃料自燃烧器出口一直到炉膛出口这段行程所经历的时间。燃料在炉内的停留时间段行程所经历的时间。燃料在炉内的停留时间主要取决于炉膛容积、炉膛截面积、炉膛高度主要取决于炉膛容积、炉膛截面
12、积、炉膛高度及烟气在炉内的流动速度等。及烟气在炉内的流动速度等。第10页/共105页燃烧质量的评价 主要评价的是：燃烧的稳定性、防结渣性和经主要评价的是：燃烧的稳定性、防结渣性和经济性，前面两种事称为燃烧的可靠性。济性，前面两种事称为燃烧的可靠性。可靠性：锅炉运行时炉膛不应发生压力波动、可靠性：锅炉运行时炉膛不应发生压力波动、熄火、爆燃等现象，要保证负荷变化时燃烧的熄火、爆燃等现象，要保证负荷变化时燃烧的稳定。也要防止在炉膛受热面上有严重的结渣稳定。也要防止在炉膛受热面上有严重的结渣等现象。等现象。经济性：用锅炉运行时的燃烧效率及锅炉效率经济性：用锅炉运行时的燃烧效率及锅炉效率来表征。来表征。
13、第11页/共105页 燃烧设备的任务燃烧设备的任务,是要为燃料的良好燃烧创造是要为燃料的良好燃烧创造客观条件。针对不同燃料在燃烧过程中所具有客观条件。针对不同燃料在燃烧过程中所具有的特性的特性,采用相应的燃烧方式、燃烧设备和炉采用相应的燃烧方式、燃烧设备和炉内改善燃烧的措施，以使燃料尽可能烧好燃烬。内改善燃烧的措施，以使燃料尽可能烧好燃烬。燃烧设备本身还应充分考虑到运行的安全可靠、燃烧设备本身还应充分考虑到运行的安全可靠、结构简单、合理，操作、检修方便以用造价和结构简单、合理，操作、检修方便以用造价和运行费用低廉等方面的要求。运行费用低廉等方面的要求。第12页/共105页第二节第二节 人工操作
14、层燃炉人工操作层燃炉 一、手烧炉的结构和工作特性一、手烧炉的结构和工作特性手烧炉：加煤、拨火和除渣由人工完成手烧炉：加煤、拨火和除渣由人工完成 (100t/h的锅炉的锅炉 国内国内 最大为最大为40t/h 最小为最小为0.51.0t/h(一一)链条炉的构造链条炉的构造 煤在炉排上的燃烧过程煤在炉排上的燃烧过程 煤闸门煤闸门 除渣板（老鹰铁）的作用除渣板（老鹰铁）的作用:使灰渣在炉排上略有停滞而延使灰渣在炉排上略有停滞而延长它在炉内停留时间，降低炉渣焓碳量；减少炉排后端漏长它在炉内停留时间，降低炉渣焓碳量；减少炉排后端漏风风 炉排有效长度：炉排有效长度：链条炉的燃烧面积链条炉的燃烧面积 炉排腹中
15、风仓炉排腹中风仓 防渣箱（兼作侧水冷壁下集箱）防渣箱（兼作侧水冷壁下集箱）本节课内容0329第25页/共105页第26页/共105页（二）链条炉排的结构型式第27页/共105页第28页/共105页（三）链条炉燃烧过程分析（三）链条炉燃烧过程分析 煤自煤斗滑落在冷炉排上，而不是如手烧炉那样铺煤自煤斗滑落在冷炉排上，而不是如手烧炉那样铺撒在炽热的燃烧层上撒在炽热的燃烧层上 主要依靠炉膛中的火焰和高温炉墙、炉拱的辐射热，主要依靠炉膛中的火焰和高温炉墙、炉拱的辐射热，自上而下地着火、燃烧，自上而下地着火、燃烧，“单面引火单面引火”燃烧各阶段在炉排长度方向上相继进行燃烧各阶段在炉排长度方向上相继进行,不
16、存在周不存在周期性期性.燃料层的导热性很差，从上往下的燃烧传播速度为燃料层的导热性很差，从上往下的燃烧传播速度为0.20.5m/h，而炉排移动速度为，而炉排移动速度为220m/h,它它们的合速度决定了一个倾斜的火焰传播面们的合速度决定了一个倾斜的火焰传播面 同一煤种有一确定的温度，即挥发分开始析出温度，同一煤种有一确定的温度，即挥发分开始析出温度，图上表示为图上表示为O1K线，现左侧为线，现左侧为区，新煤区区，新煤区第29页/共105页区域1为新燃料的烘干和加热区域。过了O1K以后，燃料放出挥发物，挥发物着火燃烧。由于对于一定的燃料，挥发分开始析出的温度基本上是一定的，所以开始析出挥发物的O1
17、K实际上就代表一个等温面。从O2L开始，燃料层进入焦炭燃烧区3。该区域的温度很高，燃烧猛烈，是燃料燃烧的主要区域。由于燃料层的厚度一般超过氧化区的高度，因此，沿燃料层高度方向又可划分成氧化区3a和还原区3b。从炉排下面上来的空气中的氧气在氧化区中被迅速耗尽。燃烧产物中的CO2和H2O上升进入还原区后，立即与炽热的焦碳发生还原反应，生成CO。O1KO2L为“”区，挥发分析出、燃烧区,析放出全部挥发物，挥发物在燃料层间空隙着火燃烧，燃料层温度急速上升，到O2L 线挥发物析放殆尽，温度达11001200，这一过程时间短，O1KO2L 线距离近 燃尽阶段。燃料层燃尽形成灰渣，并随炉排移动而倾入渣斗。链
18、条炉排的燃料层中，由于燃料是从上部引燃的，因此在燃料层上面先形成灰渣，同时由于空气从燃料层下面送入，故紧靠炉排面的燃料层也较早形成灰渣。因此，在炉排尾部未燃尽的焦炭层夹在灰渣中间(4区)，这对于多灰分燃料的燃烧是不利的。第30页/共105页 链条炉燃烧过程与烟气成分示图链条炉燃烧过程与烟气成分示图在O1点以前，燃料层被加热烘干，因此燃料层的空气中氧气的浓度基本不变。从O1点以后，由于挥发分析出、着火，随即焦炭也开始燃烧，所以炉排上部气体中CO2的成分不断增加，氧气成分相应减少，直到耗尽为零，与此相对应的是出现了第一个CO2最高点。其后，随着主要燃烧阶段中还原区的出现和加厚，气体中CO和H2成分
19、不断增多，CO2成分逐渐减少，缺氧情况相当严重，以至挥发分中的可燃气体成分CH4等也无法燃尽。当CO和H2成分达到最大值后，随着燃料层部分烧成灰渣，还原区厚度减薄，该二成分又逐渐下降。当还原区消失时(此时燃料还在进行氧化反应)，出现了第二个CO2最高点。灰渣不断增多，焦炭层厚度愈来愈薄，所需O2量减少，因此燃料层上气体中O2成分不断增高。第31页/共105页挥发分析出、燃烧区挥发分析出、燃烧区 O1KO2L为为“”区，挥发分析出、燃区，挥发分析出、燃烧区烧区 析放出全部挥发物，挥发物在燃料层间空析放出全部挥发物，挥发物在燃料层间空隙着火燃烧，燃料层温度急速上升，到隙着火燃烧，燃料层温度急速上升
20、，到O2L线挥发物析放殆尽，温度达线挥发物析放殆尽，温度达11001200，这一过程时间短，这一过程时间短，O1KO2L线距离近线距离近 自自O1点开始，挥发物析出并着火燃烧，点开始，挥发物析出并着火燃烧，O2 浓度下降，浓度下降，CO2浓度增高浓度增高第32页/共105页氧化区氧化区 O2LO3MO4M焦炭氧化区焦炭氧化区a，还原区，还原区b。从从O2H线开始焦炭着火燃烧，温度上升至更高，是煤的主线开始焦炭着火燃烧，温度上升至更高，是煤的主要燃烧阶段要燃烧阶段 在氧化区中，焦炭生成大量在氧化区中，焦炭生成大量CO2和少量和少量CO，放出大量热，放出大量热量，层间温度急速上升量，层间温度急速上
21、升 随着反应的积蓄，烟气中氧的浓度不断下降，直至接近随着反应的积蓄，烟气中氧的浓度不断下降，直至接近零值，而生成的零值，而生成的CO2不断增多。不断增多。当当CO2浓度和温度增至最大值的地方，即为氧化区和还原浓度和温度增至最大值的地方，即为氧化区和还原区的分界线，此处过量空气系数区的分界线，此处过量空气系数=1，CO2浓度出现了第浓度出现了第一个峰值一个峰值 在氧化区中，由于温度沿燃烧层高度方向迅速升高，碳在氧化区中，由于温度沿燃烧层高度方向迅速升高，碳的氧化速度很快。此时，即便增大风量，氧的供应仍然的氧化速度很快。此时，即便增大风量，氧的供应仍然远不够氧化反应的需要，以至氧化层的厚度保持不变
22、远不够氧化反应的需要，以至氧化层的厚度保持不变第33页/共105页还原区还原区 在氧化区的右上方，氧气几乎耗尽的气流与灼在氧化区的右上方，氧气几乎耗尽的气流与灼热焦炭起还原反应热焦炭起还原反应 CO2+CCO(吸热吸热)沿还原区高度方向，沿还原区高度方向，CO2浓度渐降，浓度渐降，CO浓度浓度不断升高不断升高 燃烧产物中的水蒸气进入还原区也被炽热焦炭燃烧产物中的水蒸气进入还原区也被炽热焦炭还原，还原，H2也渐有增加，甚至连挥发物中的也渐有增加，甚至连挥发物中的CH4等可燃气体也无法燃尽等可燃气体也无法燃尽 由于是吸热反应，所以层间温度有所下降。由于是吸热反应，所以层间温度有所下降。第34页/共
23、105页关于燃烧层厚度问题关于燃烧层厚度问题 氧化区、还原区的厚度取决于氧化、还氧化区、还原区的厚度取决于氧化、还原的速度和煤粒的大小原的速度和煤粒的大小 煤粒小，化学反应面积大，反应速度快，煤粒小，化学反应面积大，反应速度快，很快就耗尽很快就耗尽O2，所以煤粒氧化区厚度小。，所以煤粒氧化区厚度小。氧化区厚度为煤粒直径的氧化区厚度为煤粒直径的35倍。倍。还原区厚度大于氧化区厚度，因为还原区还原区厚度大于氧化区厚度，因为还原区温度降低，还原反应较慢所致。还原区厚温度降低，还原反应较慢所致。还原区厚度约为氧化区厚度的度约为氧化区厚度的4-6倍倍第35页/共105页 燃烧层厚度一般都超过氧化区的高度
24、（厚度），燃烧层厚度一般都超过氧化区的高度（厚度），即总有还原区即总有还原区 如果没有还原区，燃烧层很薄，未必合理：如果没有还原区，燃烧层很薄，未必合理：燃烧层过薄，易引起炉排的通风不均匀，甚至造成燃烧层过薄，易引起炉排的通风不均匀，甚至造成“火口火口”。燃烧层过薄，蓄热量就小，不易保证燃料层的高温，燃烧层过薄，蓄热量就小，不易保证燃料层的高温，也不利于稳定着火和燃烧也不利于稳定着火和燃烧 合理的燃烧层厚度，应使炉内可燃气体含量最少，合理的燃烧层厚度，应使炉内可燃气体含量最少，同时，过量空气系数同时，过量空气系数达到合理的数值达到合理的数值第36页/共105页灰渣形成区灰渣形成区 当当CO、H
25、2浓度达到最大值后，由于燃烧层部浓度达到最大值后，由于燃烧层部分燃尽成灰，还原层渐薄，分燃尽成灰，还原层渐薄，CO、H2浓度又逐浓度又逐渐下降。渐下降。当还原区消失时，当还原区消失时，CO2浓度由达到了一个新的浓度由达到了一个新的高度，此时氧化区尚存未尽。高度，此时氧化区尚存未尽。O4M线右侧为线右侧为区，灰渣形成区区，灰渣形成区 链条炉是链条炉是“单面引火单面引火”，最上层的燃料首先点，最上层的燃料首先点燃，灰渣也首先在表面形成。另外，空气由下燃，灰渣也首先在表面形成。另外，空气由下面进入，最低层的燃料燃尽也较快，较早形成面进入，最低层的燃料燃尽也较快，较早形成灰渣。炉排末端焦炭的燃尽夹在上
26、下灰渣层中。灰渣。炉排末端焦炭的燃尽夹在上下灰渣层中。多灰分燃料多灰分燃料O5点向后延伸点向后延伸q4第37页/共105页（四）、煤的性质对链条炉燃烧的影响（四）、煤的性质对链条炉燃烧的影响 单面引火单面引火着火条件差着火条件差 煤种适应范围较窄煤种适应范围较窄 对煤质变化敏感对煤质变化敏感 煤的水分煤的水分 过高，增加了预热干燥阶段，过高，增加了预热干燥阶段，qhz4q2 过少，应加水，尤其是细末多的，否则过少，应加水，尤其是细末多的，否则qlm4 粘结性较强的煤粘结性较强的煤加水减弱焦结加水减弱焦结 高挥发的煤高挥发的煤加水缓和挥发物析出速度，有加水缓和挥发物析出速度，有利燃烬利燃烬 适度
27、加水适度加水 Mar=810%第38页/共105页 煤的灰分煤的灰分 灰分高，裹夹作用愈甚，灰分高，裹夹作用愈甚，qhz4 灰分过低，炉排过热，工作条件变差灰分过低，炉排过热，工作条件变差 灰熔点较低，溶渣堵塞炉排通风空隙，恶化燃烧。灰熔点较低，溶渣堵塞炉排通风空隙，恶化燃烧。Ad 30%,t3(灰的流动温度灰的流动温度)1200 挥发分挥发分着火难易着火难易 挥发分低的贫煤和无烟煤，挥发分低的贫煤和无烟煤，着火点高，着火点高，Cgd高，高，易造成易造成qhz4 挥发分高的煤，如烟煤，在卧式快装锅炉中炉膛挥发分高的煤，如烟煤，在卧式快装锅炉中炉膛容积热负荷较高，容积热负荷较高，q3第39页/共
28、105页 焦结性焦结性 粘结性强，表面板结，通风受阻，需加强拨火，粘结性强，表面板结，通风受阻，需加强拨火，又破坏了燃烧稳定又破坏了燃烧稳定 燃用贫煤、无烟煤等弱粘结和不粘结的煤，受燃用贫煤、无烟煤等弱粘结和不粘结的煤，受热时易形成细屑碎末，热时易形成细屑碎末，qlm4 、qfh4 煤的颗粒度煤的颗粒度 燃用未经筛选的统煤燃用未经筛选的统煤 粒度大小不一，细末嵌于块煤间，水蒸气不易散逸，粒度大小不一，细末嵌于块煤间，水蒸气不易散逸，延缓燃烧过程延缓燃烧过程 通风阻力大通风阻力大 细末多处形成火口细末多处形成火口 粒度大小过于悬殊，会引起煤斗中的机械分离，粗粒度大小过于悬殊，会引起煤斗中的机械分
29、离，粗粒大块跑边，细粒碎末居中，两侧和中间燃烧层密粒大块跑边，细粒碎末居中，两侧和中间燃烧层密实程度不匀，导致两侧穿风早燃尽，中间却是实程度不匀，导致两侧穿风早燃尽，中间却是“火火龙龙”一条，一条，“红火红火”落渣斗，落渣斗，qhz4第40页/共105页（五）、链条炉的送风特性（五）、链条炉的送风特性 分区送风分区送风 沿炉排长度方向燃烧所需空气量各不相同沿炉排长度方向燃烧所需空气量各不相同 在煤的热力准备阶段基本上不需要在煤的热力准备阶段基本上不需要O2 在灰渣形成阶段基本上也不需要在灰渣形成阶段基本上也不需要O2 空气需要量最大的区段空气需要量最大的区段 在炉排中段挥发物和在炉排中段挥发物
30、和焦炭的燃烧区域焦炭的燃烧区域1-无分段送风时空气供应量；2-燃烧所需空气量；3-焦炭燃烧所需空气置；4-挥发分燃烧所需空气量；5-有分段送风时按需分配空气供应量若采用统仓送若采用统仓送风方式风方式前后过多，前后过多，中间严重中间严重不足不足q3q2采用采用“两端少、中间多两端少、中间多”的分段配风方式的分段配风方式几个相互隔开、独立的小风室几个相互隔开、独立的小风室每个风室各自装有调节风门每个风室各自装有调节风门第41页/共105页进一步保证可燃气体在炉进一步保证可燃气体在炉膛中燃烧的措施膛中燃烧的措施 增大中段风量，无法消除还原区的出现，增大中段风量，无法消除还原区的出现，燃烧产物中依然存
31、在有许多可燃气体燃烧产物中依然存在有许多可燃气体 措施：措施：改变炉膛形状：在前、后炉墙下部砌筑凸改变炉膛形状：在前、后炉墙下部砌筑凸向炉膛的炉拱向炉膛的炉拱 吹送高速的二次风吹送高速的二次风第42页/共105页第43页/共105页（六）、链条炉的炉膛布置形式（六）、链条炉的炉膛布置形式 1）炉拱）炉拱 炉膛下部直接遮掩炉排面的那部分顶面、隔炉膛下部直接遮掩炉排面的那部分顶面、隔墙墙 功能综述功能综述 加快新煤引燃加快新煤引燃 促进炉膛内可燃气体和空气的混合作用，增大燃促进炉膛内可燃气体和空气的混合作用，增大燃烧的完善程度烧的完善程度第44页/共105页 功能分述功能分述 a.辐射作用辐射作用
32、 接受来自火焰和高温烟气的辐射热接受来自火焰和高温烟气的辐射热积蓄、再辐射积蓄、再辐射 b.对流放热对流放热 后拱造成烟气的高速向前喷射，在炉排头部产生强烈的紊流后拱造成烟气的高速向前喷射，在炉排头部产生强烈的紊流和冲刷，大大强化了烟气对新燃料和前拱的对流放热和冲刷，大大强化了烟气对新燃料和前拱的对流放热 c.接触传热作用接触传热作用 由后拱到向前端的灼热烟气中夹带的炽热焦炭粒和灰粒，会由后拱到向前端的灼热烟气中夹带的炽热焦炭粒和灰粒，会在烟气有水平运动转而向上运动的拐弯处，由于重力作用而在烟气有水平运动转而向上运动的拐弯处，由于重力作用而分离下来，散落在尚未着火的新燃料上。分离下来，散落在尚
33、未着火的新燃料上。d.喉口扰动作用喉口扰动作用 前后拱形成喉口，使烟气、空气产生强烈的扰动，对气体混前后拱形成喉口，使烟气、空气产生强烈的扰动，对气体混合、可燃气体燃尽有重要作用合、可燃气体燃尽有重要作用第45页/共105页后拱后拱 应保证喷射出的烟气有一定的动量（包应保证喷射出的烟气有一定的动量（包括烟气量和烟气喷出速度）括烟气量和烟气喷出速度）后拱遮掩炉排的长度（烟气量）后拱遮掩炉排的长度（烟气量）后拱喷出端的高度（烟气喷出速度）后拱喷出端的高度（烟气喷出速度）燃用无烟煤的锅炉后拱倾角一般为燃用无烟煤的锅炉后拱倾角一般为80100,覆盖长度覆盖长度50%第46页/共105页前拱前拱 下部为
34、引燃拱，距炉排高下部为引燃拱，距炉排高300400mm，用于，用于加快新燃料的引燃，且保护煤闸门不受高温烧加快新燃料的引燃，且保护煤闸门不受高温烧损。损。前拱要有足够开敞度，利于后拱的辐射热传入，前拱要有足够开敞度，利于后拱的辐射热传入，积蓄热量和再辐射，以利引燃。且有利于气态积蓄热量和再辐射，以利引燃。且有利于气态部分燃料燃烧。部分燃料燃烧。过去用的低而长的前拱已被淘汰。过去用的低而长的前拱已被淘汰。前拱与后拱组成喉口，造成气流被扰动，喉口前拱与后拱组成喉口，造成气流被扰动，喉口烟速以烟速以710m/s为宜。为宜。第47页/共105页不同燃料的炉拱构造不同燃料的炉拱构造 a.燃用挥发分较高、
35、发热量较高的烟煤燃用挥发分较高、发热量较高的烟煤 这种煤易着火，火焰比较高这种煤易着火，火焰比较高 新煤完全可以依靠火焰的直接辐射而获得新煤完全可以依靠火焰的直接辐射而获得充足的热量来达到引燃充足的热量来达到引燃 采用短而高的引燃拱，后拱遮掩长度也不采用短而高的引燃拱，后拱遮掩长度也不太长，几乎无拱，故称太长，几乎无拱，故称“开式炉膛开式炉膛”第48页/共105页 b.燃用一般烟煤燃用一般烟煤 斜直线拱或称斜面式引燃拱斜直线拱或称斜面式引燃拱 有效和比较集中地将热量再辐射到新煤层上，有效和比较集中地将热量再辐射到新煤层上，引燃效果好，是目前采用最多的形式引燃效果好，是目前采用最多的形式 抛物线
36、引燃拱抛物线引燃拱 结构复杂，砌筑困难结构复杂，砌筑困难 拱对新煤的加热主要是通过辐射吸热后的再辐拱对新煤的加热主要是通过辐射吸热后的再辐射，并不是热量的反射，因而选用抛物线式引射，并不是热量的反射，因而选用抛物线式引燃拱是没有必要的燃拱是没有必要的第49页/共105页 c.燃用挥发分低的无烟煤燃用挥发分低的无烟煤 无烟煤的着火温度高，约无烟煤的着火温度高，约700左右左右 焦炭燃烧时间长，故燃烧高温区位于炉排焦炭燃烧时间长，故燃烧高温区位于炉排后半部，采用低而长的后拱（倾角为后半部，采用低而长的后拱（倾角为80100），覆盖面即），覆盖面即5070%。既有后部。既有后部蓄热作用，亦起到高温烟
37、气导流喷射作用蓄热作用，亦起到高温烟气导流喷射作用 不同燃料不同燃料不同形状的炉拱不同形状的炉拱 无烟煤主要问题是着火无烟煤主要问题是着火 烟煤主要是促使空气和可燃气体混合扰动烟煤主要是促使空气和可燃气体混合扰动第50页/共105页第51页/共105页采用短而高的引燃拱，采用短而高的引燃拱，后拱遮掩长度也不太后拱遮掩长度也不太长，几乎无拱，故称长，几乎无拱，故称“开式炉膛开式炉膛”第52页/共105页第53页/共105页2）二次风）二次风 定义：在燃烧层上方借喷嘴送入炉膛的高速气流。定义：在燃烧层上方借喷嘴送入炉膛的高速气流。习惯上将从炉排下送入的空气称为一次风习惯上将从炉排下送入的空气称为一
38、次风 功能：功能：a.扰动炉内气流，使可燃气体与空气强烈混合，燃烧扰动炉内气流，使可燃气体与空气强烈混合，燃烧较为完全，减小化学不完全燃烧热损失，减小炉膛出较为完全，减小化学不完全燃烧热损失，减小炉膛出口过量空气系数口过量空气系数”l b.布置于后拱的二次风能将炉内的高温烟气引至炉排布置于后拱的二次风能将炉内的高温烟气引至炉排前部，对煤层的引燃有一定的作用前部，对煤层的引燃有一定的作用 c.利用两股二次风的对吹，可以在炉膛内组织起烟气利用两股二次风的对吹，可以在炉膛内组织起烟气的旋涡流动，减小飞灰损失的旋涡流动，减小飞灰损失qfh4。可以延长飞煤在炉膛中的行程，增加燃烧时间可以延长飞煤在炉膛中
39、的行程，增加燃烧时间 由于气流的旋涡分离作用，使部分颗粒较大的飞煤甩回炉排，由于气流的旋涡分离作用，使部分颗粒较大的飞煤甩回炉排，减小飞煤的逸出量减小飞煤的逸出量第54页/共105页 d.二次风布置得当，可以提高炉膛内的火焰充满度，二次风布置得当，可以提高炉膛内的火焰充满度，减小四角涡流区，防止炉内局部积灰结渣，保证过炉减小四角涡流区，防止炉内局部积灰结渣，保证过炉正常运行正常运行 e.空气作工质的二次风可提供一部分氧气助燃空气作工质的二次风可提供一部分氧气助燃 除空气外，还可利用不助燃的蒸汽、烟气作工质。除空气外，还可利用不助燃的蒸汽、烟气作工质。一次风维持层状燃烧、冷却炉排，占总风量的一次
40、风维持层状燃烧、冷却炉排，占总风量的8595%，二次风只占总风量的，二次风只占总风量的515%，但应，但应有一定的出口动量流量，以产生足够的扰动有一定的出口动量流量，以产生足够的扰动 二次风初速度高达二次风初速度高达5080m/s，相应的风压达，相应的风压达200400mmH2O,保证射流长度为保证射流长度为1.52.5m。第55页/共105页二次风的布置二次风的布置 炉膛深度不大的炉子，一般前墙或后墙的单面布置炉膛深度不大的炉子，一般前墙或后墙的单面布置 前墙布置（适合于烟煤）前墙布置（适合于烟煤）向下倾斜向下倾斜100250，在链条炉排前部，挥发物逸出，被，在链条炉排前部，挥发物逸出，被二
41、次风吹向中后部，气态可燃物燃烬程度高。二次风吹向中后部，气态可燃物燃烬程度高。后墙布置（适合于无烟煤后墙布置（适合于无烟煤）将高温烟气适当地压向火床的前部，帮助点燃将高温烟气适当地压向火床的前部，帮助点燃 对吹布置对吹布置 前后墙都布置前后墙都布置 利用前后喷嘴布置的高度差和不同喷射方利用前后喷嘴布置的高度差和不同喷射方向，造成一股强有力的切圆旋转气流，有利于扰动和延向，造成一股强有力的切圆旋转气流，有利于扰动和延长烟气、飞煤的路程长度长烟气、飞煤的路程长度 四角切向布置四角切向布置 主要用于抛煤机炉子，其扰动和封锁作用更强于对吹布主要用于抛煤机炉子，其扰动和封锁作用更强于对吹布置置第56页/
42、共105页 喷嘴高度喷嘴高度 应尽量靠近炉排，但不能破坏燃烧层的正应尽量靠近炉排，但不能破坏燃烧层的正常燃烧。一般离开炉排常燃烧。一般离开炉排 0.6m,2.0m 喷嘴形状和尺寸喷嘴形状和尺寸 圆形：圆形：d=4060mm 矩形：短边约为矩形：短边约为820mm，长边，长边/短边短边=68，易于布置，便于装置在水冷壁之间易于布置，便于装置在水冷壁之间第57页/共105页往复推动炉排炉往复推动炉排炉 往复推动炉排炉是利用炉排的往复运动来实现机往复推动炉排炉是利用炉排的往复运动来实现机械给煤、排渣的燃烧设备。按炉排布置可分为倾斜式械给煤、排渣的燃烧设备。按炉排布置可分为倾斜式往复推动炉排炉和水平往
43、复推动炉排炉。往复推动炉排炉和水平往复推动炉排炉。倾斜式往复推动炉排炉的整个炉排由相间布置的倾斜式往复推动炉排炉的整个炉排由相间布置的固定和可动炉排片组成。其缺点是炉体较高，增加了固定和可动炉排片组成。其缺点是炉体较高，增加了锅炉房的高度。水平往复推动炉排的结构与倾斜式的锅炉房的高度。水平往复推动炉排的结构与倾斜式的相同。但其框架是水平的，炉排片略往上翘。相同。但其框架是水平的，炉排片略往上翘。第58页/共105页 倾斜式往复炉结构简图1-活动炉排片；2-固定炉排片；3-支撑棒；4-炉拱；5-燃尽炉排；6-渣斗；7-固定粱；8-活动框；9-滚轮；10-电动机；l1-推拉杆；12-偏心轮 由于炉
44、排片的往复运动，部分新煤被推饲到已燃着的煤的上部，已燃着的煤也会被带回到尚未燃烧的煤的底部，因此往复推饲炉中煤的着火条件好，基本上属于“双面着火”。活动炉排片的往复运动，可击碎焦块。所以，这种炉子的煤种适应性强，可以燃用粘结性强的煤，也可燃用水分高，灰分多、发热量低的劣质煤。炉排片的头部与炽热的焦炭接触，易烧坏，倾斜炉排的密封困难，漏风及漏煤较为严重。另外，炉排倾斜，炉体高大，对负荷变化的适应性也较差。第59页/共105页 往复推动炉排炉的燃烧特性基本上和链条炉相同，往复推动炉排炉的燃烧特性基本上和链条炉相同，即着火性能差，炉内应配置拱和二次风。煤在炉排上即着火性能差，炉内应配置拱和二次风。煤
45、在炉排上的燃烧过程也是沿长度分布的。因此，炉排也才采用的燃烧过程也是沿长度分布的。因此，炉排也才采用分区送风。分区送风。往复推动炉排炉还具有结构简单、制造方便、往复推动炉排炉还具有结构简单、制造方便、金属耗量小、耗电量少及消烟除尘效果较好等优点。金属耗量小、耗电量少及消烟除尘效果较好等优点。其最大的缺点是炉排冷却性能较差，主燃烧区炉排其最大的缺点是炉排冷却性能较差，主燃烧区炉排因温度高容易烧坏，水平往复炉排炉尤应注意。因此，因温度高容易烧坏，水平往复炉排炉尤应注意。因此，往复推动炉排炉不宜燃用优质煤。往复推动炉排炉不宜燃用优质煤。目前我国生产的往复推动炉排炉容量多在目前我国生产的往复推动炉排炉
46、容量多在6t/h以下。以下。第60页/共105页抛煤机炉 将抛煤机和翻转炉排或链条炉排配合起来使用的将抛煤机和翻转炉排或链条炉排配合起来使用的燃烧设备称为抛煤机炉。配备翻转炉排的抛煤机主要燃烧设备称为抛煤机炉。配备翻转炉排的抛煤机主要用用610t/h锅炉，这类锅炉锅炉，这类锅炉50年代在我国使用的很年代在我国使用的很多，现在已逐步被淘汰。多，现在已逐步被淘汰。抛煤机按抛煤方式可分为：机械抛煤、风力抛煤、抛煤机按抛煤方式可分为：机械抛煤、风力抛煤、风力机械抛煤。风力机械抛煤。机械抛煤机是利用旋转的叶轮将煤抛撒到炉膛中；机械抛煤机是利用旋转的叶轮将煤抛撒到炉膛中；风力抛煤机是利用空气流（风力）将煤
47、吹撒到炉膛中；风力抛煤机是利用空气流（风力）将煤吹撒到炉膛中；而风力机械抛煤机是通过机械抛撒和风力吹撒结合在而风力机械抛煤机是通过机械抛撒和风力吹撒结合在一起将煤抛进炉膛内。一起将煤抛进炉膛内。风力抛煤机由电动机通过减速机构驱动，通过偏心轮、风力抛煤机由电动机通过减速机构驱动，通过偏心轮、曲柄连杆机构和摇杆使给煤板做往复运动，从而把从曲柄连杆机构和摇杆使给煤板做往复运动，从而把从煤斗下来的煤推给转子，经转动的钢制叶片抛出。煤斗下来的煤推给转子，经转动的钢制叶片抛出。第61页/共105页抛煤机工作原理图a)，b)机械抛煤机；c)风力抛煤机；d)风力-机械抛煤机1-给煤装置；2-击煤装置；3-倾斜
48、板；4-风力播煤装置同时采用了风力和机械播煤，燃料在火床上的颗粒度分布较为均匀 第62页/共105页抛煤机链条炉1-风力机械抛煤机；2-前部二次风；3-后部二次风；4-链条炉排；5-飞灰复燃装置 燃料由抛煤机播散在整个炉排面上，炉排移动仅仅是为了出渣。由抛煤机播散的煤粒总是盖在正在燃烧或将燃尽的焦炭层上，下部引燃作用十分强烈，着火条件优越，而且煤粒经过炉内分选，落在炉排每个断面上的煤的粒度组成比较一致，因此炉排的热强度高，能适应的煤种范围也比较广。燃烧的燃料层较薄，而且比较均匀地分布在炉排面上，因此沿炉排长度方向各横断面上的燃烧情况是相似的，火床上面的气体成分也比较均匀，化学不完全燃烧损失一般
49、很小。同时由于煤层薄，燃烧又很猛烈，因此炉子的热惯性小，调节灵敏。第63页/共105页第四节第四节 室燃炉和沸腾炉室燃炉和沸腾炉题纲题纲:1.层燃炉和室燃炉的区别？层燃炉和室燃炉的区别？2.煤粉炉的工作过程？煤粉炉的工作过程？3.燃油炉为什么要先雾化？为什么有时会燃油炉为什么要先雾化？为什么有时会冒黑烟？冒黑烟？4.燃油炉的燃烧过程？燃油炉的燃烧过程？5为什么沸腾炉能够燃烧劣质煤？为什么沸腾炉能够燃烧劣质煤？6循环流化床的特点？循环流化床的特点？第64页/共105页燃烧方式燃烧方式 按反应物所处的形态是否相同，燃料的燃烧可分为均按反应物所处的形态是否相同，燃料的燃烧可分为均相燃烧和非均相燃烧。
50、气体燃料的燃烧是均相燃烧，相燃烧和非均相燃烧。气体燃料的燃烧是均相燃烧，液体与固体燃料的燃烧属非均相燃烧。液体与固体燃料的燃烧属非均相燃烧。均相燃烧可概括为两个基本过程，一是燃料与氧化剂均相燃烧可概括为两个基本过程，一是燃料与氧化剂分子之间的的相互扩散过程，二是混合物发生化学反分子之间的的相互扩散过程，二是混合物发生化学反应的过程。前者是物理过程，后者是化学过程。如果应的过程。前者是物理过程，后者是化学过程。如果物理过程长，燃烧时间主要取决于扩散时间，这种燃物理过程长，燃烧时间主要取决于扩散时间，这种燃烧称为烧称为“扩散燃烧扩散燃烧”。当燃烧时间主要取决于化学反。当燃烧时间主要取决于化学反应速
