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1、电厂锅炉原理及设备电厂锅炉原理及设备11/24/202211/24/2022第五章第五章 煤粉燃烧理论基础及燃烧设备煤粉燃烧理论基础及燃烧设备n n第一节第一节第一节第一节燃烧的基本理论燃烧的基本理论燃烧的基本理论燃烧的基本理论n n第二节第二节第二节第二节煤粉气流的着火和燃烧煤粉气流的着火和燃烧煤粉气流的着火和燃烧煤粉气流的着火和燃烧n n第三节第三节第三节第三节煤粉燃烧器及点火设备煤粉燃烧器及点火设备煤粉燃烧器及点火设备煤粉燃烧器及点火设备n n第四节第四节第四节第四节煤粉炉的炉膛及其特性煤粉炉的炉膛及其特性煤粉炉的炉膛及其特性煤粉炉的炉膛及其特性n n第五节第五节第五节第五节燃烧调整实验
2、方法燃烧调整实验方法燃烧调整实验方法燃烧调整实验方法11/24/202211/24/2022第一节第一节 燃烧的基本理论燃烧的基本理论n n燃烧概念燃烧概念燃烧概念燃烧概念 燃料与氧化剂进行的发热与发光的高速化学反应燃料与氧化剂进行的发热与发光的高速化学反应燃料与氧化剂进行的发热与发光的高速化学反应燃料与氧化剂进行的发热与发光的高速化学反应 单相（均相）反应单相（均相）反应单相（均相）反应单相（均相）反应多相（异相）燃烧多相（异相）燃烧多相（异相）燃烧多相（异相）燃烧11/24/202211/24/2022不同状态物质的燃烧不同状态物质的燃烧n n自然界里的一切物质，在一定温度和压力下，都以一
3、定状态（固态、自然界里的一切物质，在一定温度和压力下，都以一定状态（固态、自然界里的一切物质，在一定温度和压力下，都以一定状态（固态、自然界里的一切物质，在一定温度和压力下，都以一定状态（固态、液态、气态）存在。这三种状态的物质燃烧过程是不同的。固体和液液态、气态）存在。这三种状态的物质燃烧过程是不同的。固体和液液态、气态）存在。这三种状态的物质燃烧过程是不同的。固体和液液态、气态）存在。这三种状态的物质燃烧过程是不同的。固体和液体发生燃烧，需要经过分解和蒸发，生成气体，然后由这些气体成分体发生燃烧，需要经过分解和蒸发，生成气体，然后由这些气体成分体发生燃烧，需要经过分解和蒸发，生成气体，然后
4、由这些气体成分体发生燃烧，需要经过分解和蒸发，生成气体，然后由这些气体成分与氧化剂作用发生燃烧。气体物质不需要经过蒸发，可以直接燃烧。与氧化剂作用发生燃烧。气体物质不需要经过蒸发，可以直接燃烧。与氧化剂作用发生燃烧。气体物质不需要经过蒸发，可以直接燃烧。与氧化剂作用发生燃烧。气体物质不需要经过蒸发，可以直接燃烧。11/24/202211/24/2022一、化学反应速度一、化学反应速度 n n化学计量方程式化学计量方程式化学计量方程式化学计量方程式n n化学反应速度的表示化学反应速度的表示化学反应速度的表示化学反应速度的表示1 1）反应物消耗的速度）反应物消耗的速度）反应物消耗的速度）反应物消耗
5、的速度 或或或或 生成物浓度增加的速度生成物浓度增加的速度生成物浓度增加的速度生成物浓度增加的速度 2 2）单位：）单位：）单位：）单位：mol/mmol/m3 3s s 3 3）影响反应速度的因素）影响反应速度的因素）影响反应速度的因素）影响反应速度的因素 （1 1）原始反应物的性质）原始反应物的性质）原始反应物的性质）原始反应物的性质 （2 2）反应系统的条件：反应物浓度、温度、压力、是否有催化反应或连锁反应）反应系统的条件：反应物浓度、温度、压力、是否有催化反应或连锁反应）反应系统的条件：反应物浓度、温度、压力、是否有催化反应或连锁反应）反应系统的条件：反应物浓度、温度、压力、是否有催化
6、反应或连锁反应11/24/202211/24/20221C对对的影响的影响1 1）化学反应本质）化学反应本质）化学反应本质）化学反应本质 一定条件下，不同反应物分子彼此碰撞一定条件下，不同反应物分子彼此碰撞一定条件下，不同反应物分子彼此碰撞一定条件下，不同反应物分子彼此碰撞单位单位单位单位t t内内内内碰撞次数碰撞次数碰撞次数碰撞次数单位单位单位单位V V内反应物分子数（物质内反应物分子数（物质内反应物分子数（物质内反应物分子数（物质C C）2 2）与与与与C C的关系的关系的关系的关系质量作用定律质量作用定律质量作用定律质量作用定律 （1 1）均相反应）均相反应）均相反应）均相反应一定一定一
7、定一定T T下，下，下，下，与参加化学反应的各反应物与参加化学反应的各反应物与参加化学反应的各反应物与参加化学反应的各反应物的的的的C C成正比，各反应物浓度项方次取相应成正比，各反应物浓度项方次取相应成正比，各反应物浓度项方次取相应成正比，各反应物浓度项方次取相应的反应系数的反应系数的反应系数的反应系数 （2 2）多相燃烧）多相燃烧）多相燃烧）多相燃烧单位单位单位单位t t内炭粒表面上内炭粒表面上内炭粒表面上内炭粒表面上OO浓度的变化浓度的变化浓度的变化浓度的变化 B B 3 3）结论：若）结论：若）结论：若）结论：若T T、V V一定，反应物一定，反应物一定，反应物一定，反应物CC 11/
8、24/202211/24/2022甲烷燃烧甲烷燃烧11/24/202211/24/20222T对对的影响的影响1 1）反应速度常数）反应速度常数）反应速度常数）反应速度常数k k（若反应物（若反应物（若反应物（若反应物C C不随不随不随不随t t变化）变化）变化）变化）ArrheniusArrhenius定律定律定律定律2 2）（1 1）若）若）若）若C C不变，不变，不变，不变，与与与与T T成指数关系：成指数关系：成指数关系：成指数关系：TT （2 2）现象解释：活化分子的碰撞才是反应的有效碰撞）现象解释：活化分子的碰撞才是反应的有效碰撞）现象解释：活化分子的碰撞才是反应的有效碰撞）现象解
9、释：活化分子的碰撞才是反应的有效碰撞 （3 3）T T一定，一定，一定，一定，EE 3 3）实际炉内燃烧：）实际炉内燃烧：）实际炉内燃烧：）实际炉内燃烧：C C、p p基本不变，基本不变，基本不变，基本不变，TT加速燃烧反应，缩短燃烧时间加速燃烧反应，缩短燃烧时间加速燃烧反应，缩短燃烧时间加速燃烧反应，缩短燃烧时间11/24/202211/24/20223p对对的影响的影响n n1 1）V V不变，不变，不变，不变，pCpC n n2 2）与与与与p p的的的的n n次方成正比：次方成正比：次方成正比：次方成正比：11/24/202211/24/20224催化反应催化反应n n1 1）催化作用
10、：催化剂加入反应系统，引起）催化作用：催化剂加入反应系统，引起）催化作用：催化剂加入反应系统，引起）催化作用：催化剂加入反应系统，引起 变化变化变化变化 n n2 2）特点）特点）特点）特点（1 1）催化剂可影响）催化剂可影响）催化剂可影响）催化剂可影响，但自身不受影响，但自身不受影响，但自身不受影响，但自身不受影响 （2 2）一定条件下不能改变平衡状态，只能改变达到平衡的）一定条件下不能改变平衡状态，只能改变达到平衡的）一定条件下不能改变平衡状态，只能改变达到平衡的）一定条件下不能改变平衡状态，只能改变达到平衡的t t（实质是改变（实质是改变（实质是改变（实质是改变E E）11/24/202
11、211/24/20225连锁反应连锁反应n n1 1）作用：使化学反应自动连续加速进行）作用：使化学反应自动连续加速进行）作用：使化学反应自动连续加速进行）作用：使化学反应自动连续加速进行 n n2 2）机理）机理）机理）机理 n n3 3）反应过程）反应过程）反应过程）反应过程 （1 1）链的激发形成过程）链的激发形成过程）链的激发形成过程）链的激发形成过程 （2 2）链的传递过程）链的传递过程）链的传递过程）链的传递过程 （3 3）链的断裂过程）链的断裂过程）链的断裂过程）链的断裂过程 n n 4 4）不分支连锁反应）不分支连锁反应）不分支连锁反应）不分支连锁反应 分支连锁反应分支连锁反应
12、分支连锁反应分支连锁反应11/24/202211/24/2022二、氧的扩散速度二、氧的扩散速度n n1 1炭粒的燃烧：炭粒在表面与炭粒的燃烧：炭粒在表面与炭粒的燃烧：炭粒在表面与炭粒的燃烧：炭粒在表面与OO进行进行进行进行n n2 2OO的扩散速度：的扩散速度：的扩散速度：的扩散速度：ksks=ksks（C C0 0C CB B）1 1）（）（）（）（C C0 0C CB B）供应燃烧足够空气量供应燃烧足够空气量供应燃烧足够空气量供应燃烧足够空气量 2 2）dd表面积表面积表面积表面积与与与与OO的反应面积的反应面积的反应面积的反应面积OO消耗消耗消耗消耗CBCB（C C0 0C CB B）
13、ksks减小减小减小减小d d 3 3）气流与炭粒的相对速度）气流与炭粒的相对速度）气流与炭粒的相对速度）气流与炭粒的相对速度扰动扰动扰动扰动OO向炭粒表面的供应速度向炭粒表面的供应速度向炭粒表面的供应速度向炭粒表面的供应速度，燃烧产物，燃烧产物，燃烧产物，燃烧产物离开表面的速度离开表面的速度离开表面的速度离开表面的速度 ksks 11/24/202211/24/2022三、燃烧速度与燃烧区域三、燃烧速度与燃烧区域n n1 1炭粒的多相燃烧反应炭粒的多相燃烧反应炭粒的多相燃烧反应炭粒的多相燃烧反应n n2 2 炭粒燃烧速度炭粒燃烧速度炭粒燃烧速度炭粒燃烧速度 ksks：单位表面上的实际反应速度
14、：单位表面上的实际反应速度：单位表面上的实际反应速度：单位表面上的实际反应速度n n3 3稳定燃烧：稳定燃烧：稳定燃烧：稳定燃烧：B B=ksks=r rn n4 4燃烧过程反应区域燃烧过程反应区域燃烧过程反应区域燃烧过程反应区域11/24/202211/24/20221炭粒的多相燃烧反应炭粒的多相燃烧反应n n1 1）参加燃烧的）参加燃烧的）参加燃烧的）参加燃烧的OO从周围环境扩散到炭从周围环境扩散到炭从周围环境扩散到炭从周围环境扩散到炭粒的反应表面粒的反应表面粒的反应表面粒的反应表面 n n2 2）氧气被炭粒表面吸附（最快）氧气被炭粒表面吸附（最快）氧气被炭粒表面吸附（最快）氧气被炭粒表面
15、吸附（最快）n n3 3）在炭粒表面进行燃烧化学反应）在炭粒表面进行燃烧化学反应）在炭粒表面进行燃烧化学反应）在炭粒表面进行燃烧化学反应 n n4 4）燃烧产物由炭粒解吸附（最快）燃烧产物由炭粒解吸附（最快）燃烧产物由炭粒解吸附（最快）燃烧产物由炭粒解吸附（最快）n n5 5）燃烧产物离开炭粒表面，扩散到周）燃烧产物离开炭粒表面，扩散到周）燃烧产物离开炭粒表面，扩散到周）燃烧产物离开炭粒表面，扩散到周围环境中（较快）围环境中（较快）围环境中（较快）围环境中（较快）11/24/202211/24/20224燃烧过程反应区域燃烧过程反应区域n n1 1）动力燃烧区（）动力燃烧区（）动力燃烧区（）动
16、力燃烧区（T1000T1400T1400）改善扩散混合条件，相对速度改善扩散混合条件，相对速度改善扩散混合条件，相对速度改善扩散混合条件，相对速度 或或或或ddn n3 3）过渡燃烧区（）过渡燃烧区（）过渡燃烧区（）过渡燃烧区（10001000T1400T1400）提高提高提高提高T T，改善扩散混合，强化扩散，改善扩散混合，强化扩散，改善扩散混合，强化扩散，改善扩散混合，强化扩散 n n煤粉锅炉煤粉锅炉煤粉锅炉煤粉锅炉 （1 1）粗煤粉：炉膛高温区，接近扩散燃烧）粗煤粉：炉膛高温区，接近扩散燃烧）粗煤粉：炉膛高温区，接近扩散燃烧）粗煤粉：炉膛高温区，接近扩散燃烧 （2 2）其余煤粉：炉膛燃烧
17、中心外，都为过渡、动力区）其余煤粉：炉膛燃烧中心外，都为过渡、动力区）其余煤粉：炉膛燃烧中心外，都为过渡、动力区）其余煤粉：炉膛燃烧中心外，都为过渡、动力区 n n层燃炉：扩散区层燃炉：扩散区层燃炉：扩散区层燃炉：扩散区强化燃烧强化燃烧强化燃烧强化燃烧强制通风强制通风强制通风强制通风11/24/202211/24/2022第二节第二节 煤粉气流的着火和燃烧煤粉气流的着火和燃烧n n一、煤粉的燃烧过程一、煤粉的燃烧过程一、煤粉的燃烧过程一、煤粉的燃烧过程 n n二、燃烧过程着火和熄火的热力条件二、燃烧过程着火和熄火的热力条件二、燃烧过程着火和熄火的热力条件二、燃烧过程着火和熄火的热力条件 n n
18、三、煤粉气流的着火三、煤粉气流的着火三、煤粉气流的着火三、煤粉气流的着火 n n四、燃烧完全的条件四、燃烧完全的条件四、燃烧完全的条件四、燃烧完全的条件 11/24/202211/24/2022一、煤粉的燃烧过程一、煤粉的燃烧过程1 1煤粉燃烧的三个阶段煤粉燃烧的三个阶段煤粉燃烧的三个阶段煤粉燃烧的三个阶段n n1 1）着火前的准备阶段（吸热）着火前的准备阶段（吸热）着火前的准备阶段（吸热）着火前的准备阶段（吸热）煤粉气流被烟气加热煤粉气流被烟气加热煤粉气流被烟气加热煤粉气流被烟气加热TMTM蒸发蒸发蒸发蒸发干燥煤粉热分解，析出干燥煤粉热分解，析出干燥煤粉热分解，析出干燥煤粉热分解，析出V V
19、（煤的特性、（煤的特性、（煤的特性、（煤的特性、加热加热加热加热T T和速度）和速度）和速度）和速度）V V着火燃烧着火燃烧着火燃烧着火燃烧放出的热量加热炭粒放出的热量加热炭粒放出的热量加热炭粒放出的热量加热炭粒炭粒温度炭粒温度炭粒温度炭粒温度达到一定达到一定达到一定达到一定T T并有并有并有并有OO接触接触接触接触炭粒着火燃烧炭粒着火燃烧炭粒着火燃烧炭粒着火燃烧n n2 2）燃烧阶段（放热）燃烧阶段（放热）燃烧阶段（放热）燃烧阶段（放热）煤粉颗粒局部着火燃烧煤粉颗粒局部着火燃烧煤粉颗粒局部着火燃烧煤粉颗粒局部着火燃烧燃烧扩散到整个表面燃烧扩散到整个表面燃烧扩散到整个表面燃烧扩散到整个表面n
20、n3 3）燃尽阶段）燃尽阶段）燃尽阶段）燃尽阶段炭粒变小，表面形成灰壳，炭粒变小，表面形成灰壳，炭粒变小，表面形成灰壳，炭粒变小，表面形成灰壳，少量未燃尽炭继续燃烧少量未燃尽炭继续燃烧少量未燃尽炭继续燃烧少量未燃尽炭继续燃烧11/24/202211/24/202211/24/202211/24/2022一、煤粉的燃烧过程一、煤粉的燃烧过程2 2炭粒的燃烧炭粒的燃烧炭粒的燃烧炭粒的燃烧 n n1 1）煤粉燃烧的关键）煤粉燃烧的关键）煤粉燃烧的关键）煤粉燃烧的关键 （1 1）可燃质的主要部分）可燃质的主要部分）可燃质的主要部分）可燃质的主要部分 （2 2）燃烧过程最长）燃烧过程最长）燃烧过程最长）
21、燃烧过程最长（3 3）放热量份额大）放热量份额大）放热量份额大）放热量份额大 n n2 2）燃烧机理）燃烧机理）燃烧机理）燃烧机理一次反应一次反应一次反应一次反应二次反应二次反应二次反应二次反应 n n3 3）不同）不同）不同）不同T T下炭粒燃烧过程下炭粒燃烧过程下炭粒燃烧过程下炭粒燃烧过程（1 1）T1200T1200T1200 n n4 4）影响炭粒燃烧的因素）影响炭粒燃烧的因素）影响炭粒燃烧的因素）影响炭粒燃烧的因素T T、是否等温、炭粒的几何形状和结构、炭粒周围气流性质、是否等温、炭粒的几何形状和结构、炭粒周围气流性质、是否等温、炭粒的几何形状和结构、炭粒周围气流性质、是否等温、炭粒
22、的几何形状和结构、炭粒周围气流性质11/24/202211/24/2022二、燃烧过程着火和熄火的热力条件二、燃烧过程着火和熄火的热力条件n n1 1着火和着火和着火和着火和T Tzhzh 1 1）缓慢氧化状态缓慢氧化状态缓慢氧化状态缓慢氧化状态高速燃烧状态的瞬间高速燃烧状态的瞬间高速燃烧状态的瞬间高速燃烧状态的瞬间着火着火着火着火 2 2）转变瞬间的转变瞬间的转变瞬间的转变瞬间的TTT Tzhzhn n2 2燃烧过程中的放热和吸热燃烧过程中的放热和吸热燃烧过程中的放热和吸热燃烧过程中的放热和吸热1 1）燃烧室内煤粉空气混合物燃烧的放热量）燃烧室内煤粉空气混合物燃烧的放热量）燃烧室内煤粉空气混
23、合物燃烧的放热量）燃烧室内煤粉空气混合物燃烧的放热量QQ1 12 2）燃烧过程中向周围介质的散热量）燃烧过程中向周围介质的散热量）燃烧过程中向周围介质的散热量）燃烧过程中向周围介质的散热量QQ2 2n n3 3QQ1 1-T-T、QQ2 2-T-T变化曲线及分析变化曲线及分析变化曲线及分析变化曲线及分析n n4 4加快着火的方法加快着火的方法加快着火的方法加快着火的方法 1 1）加强放热：散热条件不变，）加强放热：散热条件不变，）加强放热：散热条件不变，）加强放热：散热条件不变，CC、pp、T T0 0 2 2）减少散热：放热条件不变，）减少散热：放热条件不变，）减少散热：放热条件不变，）减少
24、散热：放热条件不变，T T0 0，气流速度，气流速度，气流速度，气流速度、燃烧室保温、燃烧室保温、燃烧室保温、燃烧室保温11/24/202211/24/202211/24/202211/24/2022三、煤粉气流的着火三、煤粉气流的着火n n1 1着火过程着火过程着火过程着火过程n n2 2煤粉燃烧特点之一：较难着火煤粉燃烧特点之一：较难着火煤粉燃烧特点之一：较难着火煤粉燃烧特点之一：较难着火n n3 3理想的煤粉气流着火理想的煤粉气流着火理想的煤粉气流着火理想的煤粉气流着火燃烧器喷口不远处燃烧器喷口不远处燃烧器喷口不远处燃烧器喷口不远处n n4 4着火热着火热着火热着火热QQzhzh：包括加
25、热煤粉及空气（一次风），并使煤粉中：包括加热煤粉及空气（一次风），并使煤粉中：包括加热煤粉及空气（一次风），并使煤粉中：包括加热煤粉及空气（一次风），并使煤粉中MM加热、加热、加热、加热、蒸发、过热所需热量蒸发、过热所需热量蒸发、过热所需热量蒸发、过热所需热量n n5 5影响煤粉气流着火的主要因素影响煤粉气流着火的主要因素影响煤粉气流着火的主要因素影响煤粉气流着火的主要因素n n6 6结论结论结论结论 11/24/202211/24/20221着火过程着火过程n n煤粉空气混合物煤粉空气混合物煤粉空气混合物煤粉空气混合物燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器喷入炉膛喷入炉膛喷入炉膛喷入炉膛卷吸高温烟气（湍卷
26、吸高温烟气（湍卷吸高温烟气（湍卷吸高温烟气（湍流扩散、回流）流扩散、回流）流扩散、回流）流扩散、回流）+高温火焰辐射高温火焰辐射高温火焰辐射高温火焰辐射被迅速加热被迅速加热被迅速加热被迅速加热热量达到热量达到热量达到热量达到一定一定一定一定TT着火着火着火着火11/24/202211/24/20223理想的煤粉气流着火理想的煤粉气流着火n n1 1）着火过早）着火过早）着火过早）着火过早燃烧器喷口烧坏、附近结渣燃烧器喷口烧坏、附近结渣燃烧器喷口烧坏、附近结渣燃烧器喷口烧坏、附近结渣 n n2 2）着火太迟）着火太迟）着火太迟）着火太迟推迟整个燃烧过程推迟整个燃烧过程推迟整个燃烧过程推迟整个燃烧
27、过程q q4 4 火焰中心上移火焰中心上移火焰中心上移火焰中心上移炉膛出口受热面结渣炉膛出口受热面结渣炉膛出口受热面结渣炉膛出口受热面结渣11/24/202211/24/20225影响煤粉气流着火的主要因素影响煤粉气流着火的主要因素n n1 1）燃料性质：）燃料性质：）燃料性质：）燃料性质：V Vdafdaf、MM、A A、R R9090 n n2 2）一次风温）一次风温）一次风温）一次风温 n n3 3）一次风量（）一次风量（）一次风量（）一次风量（r r1 1zjzj）（1 1）大）大）大）大QQzhzh着火推迟着火推迟着火推迟着火推迟 （2 2）过小）过小）过小）过小缺缺缺缺OO限制燃烧
28、过程的发展限制燃烧过程的发展限制燃烧过程的发展限制燃烧过程的发展 （3 3）需满足输粉要求（煤粉堵塞）需满足输粉要求（煤粉堵塞）需满足输粉要求（煤粉堵塞）需满足输粉要求（煤粉堵塞）n n4 4）一次风速（适宜风速选取）一次风速（适宜风速选取）一次风速（适宜风速选取）一次风速（适宜风速选取）（1 1）过高）过高）过高）过高流量流量流量流量煤粉气流加热速度煤粉气流加热速度煤粉气流加热速度煤粉气流加热速度 （2 2）过低）过低）过低）过低燃烧器喷口烧坏，煤粉管道堵塞燃烧器喷口烧坏，煤粉管道堵塞燃烧器喷口烧坏，煤粉管道堵塞燃烧器喷口烧坏，煤粉管道堵塞 n n5 5）炉内散热条件）炉内散热条件）炉内散热
29、条件）炉内散热条件敷设卫燃带（注意结渣）敷设卫燃带（注意结渣）敷设卫燃带（注意结渣）敷设卫燃带（注意结渣）n n6 6）燃烧器结构特性）燃烧器结构特性）燃烧器结构特性）燃烧器结构特性 （1 1）一、二次风混合）一、二次风混合）一、二次风混合）一、二次风混合 （2 2）尺寸）尺寸）尺寸）尺寸 n n7 7）锅炉负荷）锅炉负荷）锅炉负荷）锅炉负荷着火稳定性条件限制了调节范围着火稳定性条件限制了调节范围着火稳定性条件限制了调节范围着火稳定性条件限制了调节范围11/24/202211/24/20226结论结论n n1 1）稳定着火过程的首要条件：组织强烈的煤粉气流与高温烟气的混）稳定着火过程的首要条件
30、：组织强烈的煤粉气流与高温烟气的混）稳定着火过程的首要条件：组织强烈的煤粉气流与高温烟气的混）稳定着火过程的首要条件：组织强烈的煤粉气流与高温烟气的混合合合合供给足够供给足够供给足够供给足够QQzhzh n n2 2）减小）减小）减小）减小QQzhzh的有效措施：提高一次风温、合适的一次风量和风速的有效措施：提高一次风温、合适的一次风量和风速的有效措施：提高一次风温、合适的一次风量和风速的有效措施：提高一次风温、合适的一次风量和风速 n n3 3）难燃煤稳定着火常用方法：较细较均匀煤粉，敷设卫燃带）难燃煤稳定着火常用方法：较细较均匀煤粉，敷设卫燃带）难燃煤稳定着火常用方法：较细较均匀煤粉，敷设
31、卫燃带）难燃煤稳定着火常用方法：较细较均匀煤粉，敷设卫燃带11/24/202211/24/2022四、燃烧完全的条件四、燃烧完全的条件n n1 1燃烧效率：燃烧效率：燃烧效率：燃烧效率：r r=100=100（q q3 3+q+q4 4）%n n2 2完全燃烧的原则性条件完全燃烧的原则性条件完全燃烧的原则性条件完全燃烧的原则性条件 1 1）供应充足而又合适的空气量）供应充足而又合适的空气量）供应充足而又合适的空气量）供应充足而又合适的空气量 l l”必要条件必要条件必要条件必要条件 2 2）适当高的炉温）适当高的炉温）适当高的炉温）适当高的炉温 3 3）空气和煤粉的良好扰动和混合）空气和煤粉的
32、良好扰动和混合）空气和煤粉的良好扰动和混合）空气和煤粉的良好扰动和混合 4 4）足够的炉内停留时间）足够的炉内停留时间）足够的炉内停留时间）足够的炉内停留时间11/24/202211/24/2022第三节第三节 煤粉燃烧器及点火设备煤粉燃烧器及点火设备n n煤粉炉燃烧设备煤粉炉燃烧设备煤粉炉燃烧设备煤粉炉燃烧设备 煤粉燃烧器（喷燃器）煤粉燃烧器（喷燃器）煤粉燃烧器（喷燃器）煤粉燃烧器（喷燃器）点火装置点火装置点火装置点火装置 炉膛炉膛炉膛炉膛n n燃烧器作用燃烧器作用燃烧器作用燃烧器作用 将一、二次风送入炉膛，组织气流结构，迅速稳定着火将一、二次风送入炉膛，组织气流结构，迅速稳定着火将一、二次
33、风送入炉膛，组织气流结构，迅速稳定着火将一、二次风送入炉膛，组织气流结构，迅速稳定着火 及时供应空气，风粉充分混合，迅速完全燃烧及时供应空气，风粉充分混合，迅速完全燃烧及时供应空气，风粉充分混合，迅速完全燃烧及时供应空气，风粉充分混合，迅速完全燃烧11/24/202211/24/2022第三节第三节 煤粉燃烧器及点火设备煤粉燃烧器及点火设备n n燃烧器要求燃烧器要求燃烧器要求燃烧器要求（1 1）空气动力场，着火，风粉混合）空气动力场，着火，风粉混合）空气动力场，着火，风粉混合）空气动力场，着火，风粉混合燃烧稳定性、经济性燃烧稳定性、经济性燃烧稳定性、经济性燃烧稳定性、经济性（2 2）燃料适应性
34、，调节性，调节范围）燃料适应性，调节性，调节范围）燃料适应性，调节性，调节范围）燃料适应性，调节性，调节范围适应煤种和负荷变化的需要适应煤种和负荷变化的需要适应煤种和负荷变化的需要适应煤种和负荷变化的需要（3 3）控制）控制）控制）控制NONOx x生成生成生成生成保护环境保护环境保护环境保护环境（4 4）运行可靠，便于维修）运行可靠，便于维修）运行可靠，便于维修）运行可靠，便于维修（5 5）易于实现远程或自动控制）易于实现远程或自动控制）易于实现远程或自动控制）易于实现远程或自动控制n n型式（按出口气流特征）型式（按出口气流特征）型式（按出口气流特征）型式（按出口气流特征）直流燃烧器：直流
35、射流（组）直流燃烧器：直流射流（组）直流燃烧器：直流射流（组）直流燃烧器：直流射流（组）旋流燃烧器：旋转（旋流燃烧器：旋转（旋流燃烧器：旋转（旋流燃烧器：旋转（+直流）射流（组）直流）射流（组）直流）射流（组）直流）射流（组）11/24/202211/24/2022一、旋流煤粉燃烧器一、旋流煤粉燃烧器1.1.旋转射流的特性旋转射流的特性旋转射流的特性旋转射流的特性（1 1）内回流区：反向气流）内回流区：反向气流）内回流区：反向气流）内回流区：反向气流卷吸周围介质卷吸周围介质卷吸周围介质卷吸周围介质 +射流外边界射流外边界射流外边界射流外边界（2 2）旋转效应衰减快：相同初始动量下，射程比直流短
36、）旋转效应衰减快：相同初始动量下，射程比直流短）旋转效应衰减快：相同初始动量下，射程比直流短）旋转效应衰减快：相同初始动量下，射程比直流短（3 3）扩展角大：随旋转强度增大而增大）扩展角大：随旋转强度增大而增大）扩展角大：随旋转强度增大而增大）扩展角大：随旋转强度增大而增大11/24/202211/24/2022旋转射流流动状态旋转射流流动状态n n封闭气流：弱旋转封闭气流：弱旋转封闭气流：弱旋转封闭气流：弱旋转n n开放气流：内回流区开放气流：内回流区开放气流：内回流区开放气流：内回流区n n全扩散气流：飞边全扩散气流：飞边全扩散气流：飞边全扩散气流：飞边火焰贴墙火焰贴墙火焰贴墙火焰贴墙炉墙
37、、水冷壁结渣炉墙、水冷壁结渣炉墙、水冷壁结渣炉墙、水冷壁结渣11/24/202211/24/20222.旋流煤粉燃烧器的型式旋流煤粉燃烧器的型式11/24/202211/24/2022（1）单蜗壳型旋流煤粉燃烧器）单蜗壳型旋流煤粉燃烧器n n优点：一次风阻力小，射程远，后期扰动好优点：一次风阻力小，射程远，后期扰动好优点：一次风阻力小，射程远，后期扰动好优点：一次风阻力小，射程远，后期扰动好 煤种适应性好，可燃用低煤种适应性好，可燃用低煤种适应性好，可燃用低煤种适应性好，可燃用低V V贫煤贫煤贫煤贫煤n n缺点：易烧坏、结渣缺点：易烧坏、结渣缺点：易烧坏、结渣缺点：易烧坏、结渣11/24/20
38、2211/24/2022烧毁的燃烧器烧毁的燃烧器11/24/202211/24/2022烧毁的燃烧器烧毁的燃烧器11/24/202211/24/2022（2）双蜗壳旋流煤粉燃烧器）双蜗壳旋流煤粉燃烧器n n优点：出口气流前期混合强烈，可燃用烟煤、褐煤和贫煤优点：出口气流前期混合强烈，可燃用烟煤、褐煤和贫煤优点：出口气流前期混合强烈，可燃用烟煤、褐煤和贫煤优点：出口气流前期混合强烈，可燃用烟煤、褐煤和贫煤n n缺点：燃料适用范围不广缺点：燃料适用范围不广缺点：燃料适用范围不广缺点：燃料适用范围不广 一次风阻力大，不宜直吹式制粉系统一次风阻力大，不宜直吹式制粉系统一次风阻力大，不宜直吹式制粉系统一
39、次风阻力大，不宜直吹式制粉系统 气流速度、煤粉浓度分布不均气流速度、煤粉浓度分布不均气流速度、煤粉浓度分布不均气流速度、煤粉浓度分布不均11/24/202211/24/2022（3）轴向叶片型旋流煤粉燃烧器）轴向叶片型旋流煤粉燃烧器n n特点特点特点特点1 1）调节性能较好）调节性能较好）调节性能较好）调节性能较好2 2）中心回流区较小、较长）中心回流区较小、较长）中心回流区较小、较长）中心回流区较小、较长3 3）适宜燃用高）适宜燃用高）适宜燃用高）适宜燃用高V V烟煤、褐煤烟煤、褐煤烟煤、褐煤烟煤、褐煤11/24/202211/24/2022（4）切向叶片式旋流煤粉燃烧器）切向叶片式旋流煤粉
40、燃烧器11/24/202211/24/2022（5）双调风低）双调风低NOx煤粉燃烧器煤粉燃烧器n n优点：空气分级送入、燃烧调节灵活、有利稳定燃烧、煤优点：空气分级送入、燃烧调节灵活、有利稳定燃烧、煤优点：空气分级送入、燃烧调节灵活、有利稳定燃烧、煤优点：空气分级送入、燃烧调节灵活、有利稳定燃烧、煤质适应范围宽、可防止结渣或腐蚀质适应范围宽、可防止结渣或腐蚀质适应范围宽、可防止结渣或腐蚀质适应范围宽、可防止结渣或腐蚀11/24/202211/24/2022导流叶片鼓风式旋流扩散燃烧器导流叶片鼓风式旋流扩散燃烧器11/24/202211/24/2022二、直流煤粉燃烧器二、直流煤粉燃烧器1.1
41、.直流射流的特性直流射流的特性直流射流的特性直流射流的特性（1 1）直流湍流自由射流：）直流湍流自由射流：）直流湍流自由射流：）直流湍流自由射流：初始段初始段初始段初始段基本段基本段基本段基本段（2 2）射程：长（与喷口尺寸、射流初速有关）射程：长（与喷口尺寸、射流初速有关）射程：长（与喷口尺寸、射流初速有关）射程：长（与喷口尺寸、射流初速有关）衰减慢，贯穿能力强衰减慢，贯穿能力强衰减慢，贯穿能力强衰减慢，贯穿能力强后期混合好后期混合好后期混合好后期混合好（3 3）卷吸烟气能力：高）卷吸烟气能力：高）卷吸烟气能力：高）卷吸烟气能力：高/宽宽宽宽卷吸力卷吸力卷吸力卷吸力速度衰减速度衰减速度衰减速
42、度衰减射程射程射程射程（4 4）射流刚性：高）射流刚性：高）射流刚性：高）射流刚性：高/宽宽宽宽刚性刚性刚性刚性不易偏转，吸引刚性小的射流不易偏转，吸引刚性小的射流不易偏转，吸引刚性小的射流不易偏转，吸引刚性小的射流11/24/202211/24/20222.直流煤粉燃烧器的型式直流煤粉燃烧器的型式 n n结构：狭长形，由一组喷口（圆形、矩形或多边形）组成结构：狭长形，由一组喷口（圆形、矩形或多边形）组成结构：狭长形，由一组喷口（圆形、矩形或多边形）组成结构：狭长形，由一组喷口（圆形、矩形或多边形）组成n n流动介质：一次风煤粉气流、二次风、乏气（中间储仓式，流动介质：一次风煤粉气流、二次风、
43、乏气（中间储仓式，流动介质：一次风煤粉气流、二次风、乏气（中间储仓式，流动介质：一次风煤粉气流、二次风、乏气（中间储仓式，热风送粉）热风送粉）热风送粉）热风送粉）n n直流射流方向：水平、倾斜一定角度（向上、向下）直流射流方向：水平、倾斜一定角度（向上、向下）直流射流方向：水平、倾斜一定角度（向上、向下）直流射流方向：水平、倾斜一定角度（向上、向下）11/24/202211/24/2022（1）均等配风直流煤粉燃烧器）均等配风直流煤粉燃烧器n n一、二次风喷口相间布置一、二次风喷口相间布置一、二次风喷口相间布置一、二次风喷口相间布置n n适宜燃用烟煤、褐煤适宜燃用烟煤、褐煤适宜燃用烟煤、褐煤适
44、宜燃用烟煤、褐煤11/24/202211/24/2022（2）分级配风直流煤粉燃烧器）分级配风直流煤粉燃烧器n n把二次风分级分阶段送入燃烧的煤粉气流中把二次风分级分阶段送入燃烧的煤粉气流中把二次风分级分阶段送入燃烧的煤粉气流中把二次风分级分阶段送入燃烧的煤粉气流中n n适宜燃用无烟煤、贫煤、劣质烟煤适宜燃用无烟煤、贫煤、劣质烟煤适宜燃用无烟煤、贫煤、劣质烟煤适宜燃用无烟煤、贫煤、劣质烟煤11/24/202211/24/2022（2）分级配风直流煤粉燃烧器）分级配风直流煤粉燃烧器n n设计和布置上的特点设计和布置上的特点1 1）喷口呈狭长形：高）喷口呈狭长形：高）喷口呈狭长形：高）喷口呈狭长形
45、：高/宽宽宽宽着火周界着火周界着火周界着火周界卷吸能力卷吸能力卷吸能力卷吸能力利于煤粉气流着火利于煤粉气流着火利于煤粉气流着火利于煤粉气流着火2 2）喷口集中布置：着火区煤粉浓度）喷口集中布置：着火区煤粉浓度）喷口集中布置：着火区煤粉浓度）喷口集中布置：着火区煤粉浓度，放热集中，放热集中，放热集中，放热集中火焰中心火焰中心火焰中心火焰中心TT利于煤粉利于煤粉利于煤粉利于煤粉 迅速稳定着火迅速稳定着火迅速稳定着火迅速稳定着火 一次风射流刚性、贯穿能力一次风射流刚性、贯穿能力一次风射流刚性、贯穿能力一次风射流刚性、贯穿能力火焰偏斜火焰偏斜火焰偏斜火焰偏斜，风粉后期混，风粉后期混，风粉后期混，风粉后
46、期混合合合合 3 3）一、二次风喷口间距加大：一、二次风混合推迟，利于着火）一、二次风喷口间距加大：一、二次风混合推迟，利于着火）一、二次风喷口间距加大：一、二次风混合推迟，利于着火）一、二次风喷口间距加大：一、二次风混合推迟，利于着火4 4）二次风分级布置：利于前期着火和后期燃烧）二次风分级布置：利于前期着火和后期燃烧）二次风分级布置：利于前期着火和后期燃烧）二次风分级布置：利于前期着火和后期燃烧5 5）周界风、夹心风：风速）周界风、夹心风：风速）周界风、夹心风：风速）周界风、夹心风：风速气流刚性气流刚性气流刚性气流刚性防止气流偏斜和燃烧器烧坏防止气流偏斜和燃烧器烧坏防止气流偏斜和燃烧器烧坏
47、防止气流偏斜和燃烧器烧坏 影响着火稳定影响着火稳定影响着火稳定影响着火稳定6 6）三次风：布置在燃烧器上方，有下倾角，风速高）三次风：布置在燃烧器上方，有下倾角，风速高）三次风：布置在燃烧器上方，有下倾角，风速高）三次风：布置在燃烧器上方，有下倾角，风速高11/24/202211/24/2022锅炉内部锅炉内部#1/#2燃烧器及水冷壁布置燃烧器及水冷壁布置11/24/202211/24/2022（3）几种改进的直流煤粉燃烧器）几种改进的直流煤粉燃烧器n n宽调节比燃烧器宽调节比燃烧器宽调节比燃烧器宽调节比燃烧器n nPMPM燃烧器燃烧器燃烧器燃烧器11/24/202211/24/2022三、点
48、火装置三、点火装置1.作用作用（1 1）点燃主燃烧器煤粉气流）点燃主燃烧器煤粉气流）点燃主燃烧器煤粉气流）点燃主燃烧器煤粉气流（2 2）稳定着火、燃烧）稳定着火、燃烧）稳定着火、燃烧）稳定着火、燃烧（3 3）辅助燃烧）辅助燃烧）辅助燃烧）辅助燃烧2.点火方式点火方式（1 1）三级点火：气体燃料）三级点火：气体燃料）三级点火：气体燃料）三级点火：气体燃料雾化燃料油雾化燃料油雾化燃料油雾化燃料油煤粉气流煤粉气流煤粉气流煤粉气流（2 2）二级点火：燃料油）二级点火：燃料油）二级点火：燃料油）二级点火：燃料油煤粉气流煤粉气流煤粉气流煤粉气流3.点火器点火器11/24/202211/24/2022电火花
49、点火器电火花点火器11/24/202211/24/2022电弧点火器电弧点火器11/24/202211/24/2022高能点火器高能点火器11/24/202211/24/2022等离子煤粉燃烧器等离子煤粉燃烧器11/24/202211/24/2022等离子点火系统组成等离子点火系统组成 11/24/202211/24/2022等离子燃烧器等离子燃烧器11/24/202211/24/2022第四节第四节 煤粉炉的炉膛及其特性煤粉炉的炉膛及其特性一、煤粉锅炉的炉膛一、煤粉锅炉的炉膛一、煤粉锅炉的炉膛一、煤粉锅炉的炉膛1.1.炉膛结构需满足的要求炉膛结构需满足的要求炉膛结构需满足的要求炉膛结构需满足
50、的要求（1 1）空间足够，形状合理）空间足够，形状合理）空间足够，形状合理）空间足够，形状合理（2 2）炉内温度场和空气动力特性良好）炉内温度场和空气动力特性良好）炉内温度场和空气动力特性良好）炉内温度场和空气动力特性良好（3 3）布置足够辐射受热面，炉膛出口烟温合理）布置足够辐射受热面，炉膛出口烟温合理）布置足够辐射受热面，炉膛出口烟温合理）布置足够辐射受热面，炉膛出口烟温合理2.2.影响炉膛形状、尺寸的因素影响炉膛形状、尺寸的因素影响炉膛形状、尺寸的因素影响炉膛形状、尺寸的因素燃料种类、燃烧方式、燃烧器布置、火焰形燃料种类、燃烧方式、燃烧器布置、火焰形燃料种类、燃烧方式、燃烧器布置、火焰形