煤粉锅炉燃烧技术.ppt

煤粉锅炉燃烧技术BY：童恩宠煤粉燃烧过程在煤粉锅炉中，煤粉是在一次风的携带下以风粉混合物的形式通过燃烧器喷入炉膛的，煤粉在炉膛内呈悬浮状态燃烧。设计合理的燃烧设备，合理组织燃烧过程，充分利用劣质煤，提高燃烧效率，节约能源，降低成本煤粉气流的着火和燃烧一、煤的着火、燃烧燃烧阶段：煤粒被加热和干燥：析出水分，吸热。挥发分的析出和燃烧：煤热解释放出挥发分，达到相应的着火温度时即着火燃烧。燃烧放出的热量占总放热量的40%左右。挥发分的析出与燃烧改善了煤粒的着火性能：一方面大量挥发分的析出并燃烧，反过来加热了煤粒，使煤粒温度迅速升高；另一方面，挥发分的析出改变了煤粒的孔隙结构，改善了挥发分析出后焦炭的燃烧反应。焦炭燃烧：焦炭的燃烧过程通常是在挥发分的析出完成后开始的。放热量60～95％。主要反应：C+O2=CO2;C+O2=2CO燃尽：残余焦炭被灰分和烟气包围，反应减缓，需要足够长的时间。对煤粉气流的着火还伴随着流动过程焦炭燃烧阶段－气固反应1．动力燃烧在动力燃烧中，化学反应速率远低于扩散速率。大颗粒焦炭900℃左右；多孔大颗粒焦炭在600℃以下；细颗粒多孔焦炭800℃温度范围内燃烧基本属于动力燃烧。在动力区内，影响燃烧速度的决定因素是化学条件，即燃料性质、温度等，而和氧的扩散速度关系不大。2．过渡燃烧在过渡燃烧中，反应速率与内部扩散速率相当。在过渡区内，燃烧速度既取决于化学条件，又取决于物理条件。对难着火的无烟煤总是将煤磨得更细，以便于着火及燃尽。3．扩散燃烧在扩散燃烧中，传质速率远低于化学反应速率。由于化学反应速率很高，传质速率相对较慢的有限氧分在刚到达焦炭外表面就被化学反应所消耗。在扩散区内，影响燃烧速度的决定因素是物理条件，即氧的扩散速度，而与燃料性质及温度关系不大。实际上，煤粉气流的着火除与煤本身的放热条件有关外，还与炉膛的散热情况有关。扩散区动力区过渡区1Q2当炉膛壁面温度为Tb1时，放热曲线与散热曲线交于1点，稳定，缓慢氧化；Tb1煤种挥发分Vdaf，％煤粉气流着火温度Ti/?C褐煤50550烟煤403020650750840贫煤14900无烟煤41000一般性着火温度三、煤粉的着火煤粉气流的着火条件,不仅在于用来点燃煤粉气流的热烟气（热源）的温度，而且需要足够的热量。一般情况下煤粉气流在着火过程中所吸收的辐射传热量约为其着火所需总热量的10%~30%，所以其着火所需热量的主要来源是对流传热。将煤粉气流加热到着火温度所需要的热量称为着火热着火热主要有两个来源：一是被煤粉射流卷吸到射流根部的高温回流烟气（包括内回流和外回流），这部分热烟气和新喷入的煤粉射流强烈混合，以对流方式把热量迅速传递给新燃料；二是高温火焰及炉壁对煤粉射流的辐射加热；另外还有少部分化学反应本身放热。四、影响煤粉着火的因素在煤粉炉中，燃烧所需的空气被分成一次风和二次风。一次风的作用是将煤粉通过燃烧器输送到炉膛，并供给煤粉在着火阶段所需的空气；二次风则在着火以后混入保证煤粉的燃尽。煤粉的点燃过程是将一次风气流和高温炽热的烟气混合，使煤粉空气混合物的温度升高到煤粉能够着火。影响煤粉气流着火的主要因素是：着火需要热量：燃料性质（着火温度、水分、灰分、细度）、一次风量和一次风温等。着火热来源：燃烧器的性能，即其空气动力工况，卷吸周围烟气能力。1．燃料性质的影响煤粉气流的稳定着火，在很大程度上是靠煤粉析出的挥发分，在其点燃后与一次风发生反应所形成的高温燃烧产物来维持的，煤的挥发分Vdaf越低，它的着火温度越高，所以，对贫煤和无烟煤，必须采取一些特殊措施，使煤粉气流能被加热到很高的温度，才能保证其着火。煤中灰分的多少直接影响煤发热量的高低，而锅炉的燃料消耗量是与燃料的发热量成反比的。着火热与燃料的消耗量成正比，当煤的灰分增加时，就会显著增大煤粉气流的着火热，从而会将其着火位置（又称着火点）推迟，使着火不稳定。煤的水分增加时，用于蒸发水和过热水蒸气的热量增加，因而增加了着火热，着火点也会被推迟。煤的细度增加，化学反应速度加快，放热量增加。2．一次风量的影响一次风量增加时着火热增大，因而着火点会推迟。但是，一次风量必须同时满足既能将煤粉气力输送入炉膛，又要保证挥发分的着火和燃烧的需要这两个要求。从燃烧的角度来讲，如果一次风量等于煤中挥发分燃烧的理论空气量，则这时挥发分燃烧产物的温度最高。由于燃料的发热量与其燃烧的理论空气量基本上成正比，因此，挥发分燃烧的理论空气量和煤燃烧的理论空气量之比，就等于它们燃烧时所产生的热量之比，这个比值约等于煤的挥发分含