锅炉6-3.pptVIP

锅炉原理 BOILERS 郭丽霞 §6—3 煤粉燃烧技术 (5) 燃料在炉内的停留时间 单纯用qv表示停留时间有不足之处。因为大型锅炉的燃烧器高度达10米以上，燃烧器区域所占容积很大，要保证最上层一次风中煤粉完全燃烧，关键是上排一次风喷口中心至炉膛出口（大屏下端）的距离。其次是炉膛形状。即与炉膛断面积、燃料量、烟气量有关。 2、受热面积灰或结渣的危害 积灰或结渣的危害归纳为下述几个方面： (1) 使炉内传热变差，加剧水冷壁结渣过程； (2) 炉膛出口的受热面结渣或超温； (3) 炉膛内未结渣的受热面金属表面温度升高，并引起高温腐蚀； (4) 排烟温度提高，锅炉效率降低。 (5)结渣严重时，大块渣落下，可能扑灭火焰或砸坏炉底水冷壁，造成恶性事故。 (3)火焰贴墙 对于四角布置直流式燃烧器的炉膛，煤粉气流由于受到气流刚度，补气条件和邻角气流的撞击等影向而引起火焰贴墙时，这必然结渣。对于旋流式燃烧器，当旋流强度太大时，会引起火焰贴壁。形成结渣。 (4)过量空气系数 当炉内局部区域过量空气过小且煤粉与空气混合不均匀时，可能产生还原性气氛，而煤粉在还原性气氛不能充分氧化，灰分中的Fe2O3被还原成FeO，FeO与SiO2等形成共晶体，其熔点温度就会降低，因而，结渣倾向随之增加。 (5)煤粉细度 粗煤粉的燃烧时间比较长，当煤粉中粗煤粉的比例增加时，容易引起火焰延长，导致炉膛出口处的受热面结渣。 (6)吹灰 吹灰器长期不投，受热面积灰增多时，可能导致结渣。 (7)燃用混煤 锅炉燃用混煤时，灰渣的特性有可能改变。一般，结渣性强的煤与结渣性弱的煤混合燃烧时，结渣性低于结渣性强的煤。 为了提高不投油工况下煤粉气流的着火、燃烧稳定性，已研究开发出多种行之有效的技术。这些技术的共同点都是设法建立稳定的着火热源、增强煤粉气流的传热能力和降低一次风煤粉气流的着火热。 理论和实践表明：要使煤粉气流稳定地着火，重要的是在一次风喷口出口附近形成局部高温、高煤粉浓度和适当高的氧浓度的所谓“三高区”。煤粉颗粒在局部的三高区内被迅速加热、升温，很快析出挥发分并着火燃烧，煤粉火炬就得以稳定。 1. W型火焰燃烧方式 为了使低挥发分的无烟煤、贫煤稳定地着火和燃烧，需要在着火区保持高温，加速着火，并有足够长的燃烧行程，以利燃尽。因此，出现了在燃烧室顶部布置燃烧器的U型或W型火焰燃烧方式。 1一燃烧器； 2一燃烧带 英国Babcock公司的W型火焰炉膛 W型火焰燃烧方式的炉膛，由下部的拱型着火炉膛和上部的辐射炉膛组成。拱型着火炉膛的深度比辐射炉膛约大80％～120％，着火炉膛前后突出部分的顶部构成炉顶拱，煤粉喷嘴和二次风喷嘴从炉顶拱向下喷射，炉顶拱下面的着火炉膛中形成的W型火焰的高温烟气正好回流到煤粉气流的根部，十分有利于煤粉的着火过程。 当着火的煤粉气流向下流动扩展，在着火炉膛的下部与三次风相遇后，再180°转弯向上流动，便形成W型火焰，燃烧生成的高温烟气进入上部的辐射炉膛。在炉顶拱下面的着火炉膛的水冷壁上，敷设了燃烧带，形成着火区的高温，有利于着火。 2、循环流化床燃烧方式及其设备 近20～30年来，随着对高速流态化研究的开展，使得循环流化床技术得到了广泛应用，特别是循环流化床锅炉，在较短时间内从实验室研究发展到了电站应用。 典型的循环流化床锅炉燃烧系统 循环流化床燃烧锅炉的基本特点 循环流化床锅炉中，离开炉膛的大部分颗粒，由气固分离装置所捕集并以足够高的速率从靠近炉膛底部的回送口再循环送入炉膛。燃烧一次风通过布风装置送入炉膛，二次风则在布风装置以上的一定高度从侧墙送入。燃料燃烧产生热量的一部分由布置在炉膛内的水冷壁吸收，余下部分则被称为尾部受热面的对流受热面所吸收。 循环流化床的优点 （1）燃料适应性广 循环流化床锅炉几乎可以燃烧各种煤(如泥煤、褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤、洗煤厂的煤泥)，以及洗矸、煤矸石、焦炭、油页岩等，并能达到很高的燃烧效率。它的这一优点，对充分利用劣质燃料具有重大意义。 （2）有利于环境保护 向循环流化床内直接加入石灰石、白云石等脱硫剂，可以脱去燃料在燃烧过程中生成的SO2。另外，循环流化床锅炉燃烧温度一般控制在800～950℃的范围内，这不仅有利于脱硫，而且可以抑制氮氧化物(热力型NOX)的形成，由于循环流化床锅炉普遍采用分段(或分级)送入二次风，这样又可控制燃料型NOX的产生。 （3）负荷调节性能好 若不采取措施，煤粉炉负荷调节范围通常在70％～110％，而循环流化床锅炉负荷调节幅度比煤粉炉大得