【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有被充分利用 ，只能帶出的少量的細(xì)煤粉 ， 磨煤出力下降 ， 單位磨煤電耗大 Vtf 過(guò)大 筒內(nèi)風(fēng)速過(guò)大 ， 磨煤機(jī)出口煤粉過(guò)粗 ， 粗粉分離器回粉量增大 ， 通風(fēng)電耗增大 zjtfV 最佳通風(fēng)量 磨煤和通風(fēng)電耗之和最小時(shí)的通風(fēng)量 ， 的大小與煤的種類 、 煤粉細(xì)度 、 筒體容積及鋼球充滿系數(shù)等有關(guān) 。 zjtfVzjtfVVtf 直接影響燃料沿筒體長(zhǎng)度的分布和磨煤出力 鋼球磨出力 磨煤出力 Bm 在電耗一定并保證所需的煤粉細(xì)度的條件下 ， 磨煤機(jī)在單位時(shí)間磨制的煤粉量 。 由磨煤機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸 、 被研磨的燃料特性以及磨煤機(jī)的運(yùn)行狀況確定 干燥出力 Bg 在單位時(shí)間內(nèi)將煤由原有水分干燥到所要求的煤粉水分對(duì)應(yīng)的煤粉量 。 由磨煤機(jī)的干燥條件確定 對(duì)高水分和較軟的煤 ， BmBg， 而對(duì)于干和硬的煤 ， 則 Bg Bm 磨煤機(jī)的運(yùn)行出力 （ 具有一定細(xì)度和干燥程度的煤粉流量 Bm=Bg） 可以通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入磨煤機(jī)的干燥劑流量和溫度來(lái)實(shí)現(xiàn) 鋼球磨 特性 單進(jìn)單出磨煤機(jī)對(duì)負(fù)荷適應(yīng)性差 ， 其單位電耗 Em kg/kJ,BNEmdwm ? 磨煤機(jī) 筒體和鋼球的質(zhì)量比其中的燃料大許多倍 ， Ndw 主要消耗在 轉(zhuǎn)動(dòng)筒體和升舉鋼球上 ， 與磨煤出力 Bm 幾乎無(wú)關(guān) 。 Em 隨出力 Bm 的 降低而增高 ， 在低負(fù)荷下運(yùn)行不經(jīng)濟(jì) 雙進(jìn)雙出鋼球磨可擴(kuò)大鋼球磨的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍 雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)響應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的時(shí)間短 其出力不是靠調(diào)整給煤機(jī)來(lái)控制 ， 而是靠調(diào)整一次風(fēng)量控制 。 加大一次風(fēng)閥門(mén)的開(kāi)度 ， 風(fēng)量及帶出的煤粉流量同時(shí)增加 ， 因此 ， 在任何負(fù)荷下 ， 煤粉濃度變化不大 ，低負(fù)荷下煤粉細(xì)度降低 ， 有利于低揮發(fā)分煤的穩(wěn)燃 雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)保持了鋼球磨煤種適應(yīng)性廣等所有優(yōu)點(diǎn) ， 同時(shí)大大縮小了體積 ， 降低了磨煤機(jī)的能耗 ， 增強(qiáng)了適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化的能力 鋼球磨中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng) 有 熱風(fēng)送粉 和 乏氣送粉 兩種 鋼球磨中儲(chǔ)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng) 空氣經(jīng)送風(fēng)機(jī)→ 空預(yù)器 → 一次風(fēng)機(jī) → 一次風(fēng)箱→ 混合器（熱氣與煤粉） → 一次風(fēng)噴口 乏氣 → 排粉機(jī)→ 乏氣風(fēng)箱 → 三次風(fēng)噴口 適用無(wú)煙煤、貧煤及劣質(zhì)煤 鋼球磨中儲(chǔ)式乏氣送粉系統(tǒng) 乏氣 → 排粉機(jī)→ 一次風(fēng)箱 → 混合器（乏氣與煤粉） → 一次風(fēng)噴口 適用于煙煤等揮發(fā)分含量高的煤種 鋼球磨中儲(chǔ)式系統(tǒng)再循環(huán)管 再循環(huán)管 31 將部分磨煤乏氣從排粉風(fēng)機(jī)后返回到磨煤機(jī)，然后再回到排粉風(fēng)機(jī)進(jìn)行循環(huán) 再循環(huán)風(fēng) 溫度低，既可以調(diào)節(jié)磨煤機(jī)入口干燥劑的溫度，又能增加磨煤的通風(fēng)量，并能兼顧燃燒所需一次風(fēng)的要求，從而協(xié)調(diào)磨煤、干燥和燃燒三方面所需的風(fēng)量 中速磨直吹式負(fù)壓系統(tǒng) 排粉風(fēng)機(jī)裝在磨煤機(jī)出口，整個(gè)系統(tǒng)在負(fù)壓下運(yùn)行 煤粉不會(huì)向外泄漏，對(duì)環(huán)境污染小 漏風(fēng)大，排粉風(fēng)機(jī)磨損嚴(yán)重，效率低，電耗大，系統(tǒng)可靠性差。 中速磨直吹式制粉系統(tǒng) 有 正壓 和 負(fù)壓 系統(tǒng)； 正壓系統(tǒng) 又有 熱一次風(fēng)和 冷一次風(fēng) 系統(tǒng) 中速磨直吹式正壓熱一次風(fēng)系統(tǒng) 正壓系統(tǒng)：一次風(fēng)機(jī)布置在磨煤機(jī)之前 ， 系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)下工作 無(wú)漏風(fēng)；葉片磨損小 煤粉易外泄 ， 系統(tǒng)需設(shè)專門(mén)的密封風(fēng)機(jī) 熱一次風(fēng)系統(tǒng)：配置二分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器 。一次風(fēng)機(jī)布置在空預(yù)器與磨煤機(jī)之間 ， 輸送的是熱空氣 風(fēng)機(jī)體積大 ， 電耗高 ，易發(fā)生高溫侵蝕 ， 運(yùn)行效率及可靠性低 中速磨直吹式正壓冷一次風(fēng)系統(tǒng) 配置三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空預(yù)器。一、二次風(fēng)各自由單獨(dú)風(fēng)機(jī)輸送，風(fēng)機(jī)處于空預(yù)器之前，輸送的是干凈的冷空氣 風(fēng)機(jī)體積小，電耗低，效率高；高壓頭冷一次風(fēng)機(jī)可兼作密封風(fēng)機(jī)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)；熱風(fēng)溫度不受一次風(fēng)機(jī)的限制，可滿足磨制較高水分煤種要求 高速磨直吹式系統(tǒng) （ a） 熱風(fēng)干燥； （ b） 熱風(fēng) 爐煙干燥 ? 磨制煙煤和水分不高的褐煤 采用熱風(fēng)作為干燥劑 ? 磨制高水分的褐煤 采用熱風(fēng)摻爐煙作為干燥劑 兩種制粉系統(tǒng)的比較 直吹式系統(tǒng) 系統(tǒng)簡(jiǎn)單 、 設(shè)備部件少 ， 管路短 、 阻力小 ， 初投資和系統(tǒng)的建筑尺寸小 ， 輸粉電耗較?。坏ッ簷C(jī)的工作直接影響鍋爐的運(yùn)行 ， 鍋爐機(jī)組的可靠性相對(duì)低些 8/8 儲(chǔ)倉(cāng)式系統(tǒng) 設(shè)有煤粉倉(cāng) ， 磨煤機(jī)可一直維持在經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行 ， 磨煤機(jī)的工作對(duì)鍋爐影響較小 ， 系統(tǒng)的可靠性高；但系統(tǒng)復(fù)雜 、 設(shè)備部件多 ，初投資及運(yùn)行費(fèi)用高 鍋爐負(fù)荷變動(dòng)時(shí) ? 儲(chǔ)倉(cāng)式系統(tǒng) 調(diào)節(jié)給粉機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)改變煤粉量 ， 既方便又靈敏； ? 直吹式系統(tǒng) 從改變給煤量開(kāi)始 ， 經(jīng)過(guò)整個(gè)系統(tǒng)才能改變煤粉量 ， 惰性較大 第四章 燃燒過(guò)程的理論基礎(chǔ) 化學(xué)反應(yīng)速度 在反應(yīng)系統(tǒng)單位體積中物質(zhì) （ 反應(yīng)物或生成物 ） 濃度 的變化率 ， 單位是 mol /（ cm3s ） 對(duì)于反應(yīng)式 ?A＋ ?B → ?G＋ ?H 反應(yīng)速度為 CA、 CB、 CG、 CH 分別為反應(yīng)物 A、 B和生成物 G、 H的濃度， mol/cm3 α 、 β 、 γ 、 δ 分別為相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù) )14(dtdC1dtdC1dtdC1dtdC1w HGBA ?????????????? ? 燃燒反應(yīng)是一種發(fā)光放熱的高速化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)伴隨各種物理過(guò)程 均相燃燒 燃料和氧化劑物態(tài)相同，如氣體燃料在空氣中燃燒 多相燃燒 燃料和氧化劑物態(tài)不同，如固體燃料在空氣中燃燒 化學(xué)反應(yīng)速度 均相反應(yīng)質(zhì)量作用定律 質(zhì)量作用定律 反映濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響 對(duì)于均相反應(yīng) ， 在一定溫度下 ， 化學(xué)反應(yīng)速度與參加反應(yīng)各反應(yīng)物濃度乘積成正比 ， 各反應(yīng)物濃度的冪指數(shù)等于其相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量系數(shù) 對(duì)反應(yīng) ?A＋ ?B → ?G＋ ?H 質(zhì)量作用定律可用下式表示 式中： k 為反應(yīng)速度常數(shù)，表示單位物質(zhì)濃度時(shí)的反應(yīng)速度 )34(CkCw BA ?? ?? ? 在溫度不變的情況下，反應(yīng)物的濃度越高，分子的碰撞機(jī)會(huì)越多，化學(xué)反應(yīng)速度就越快。 多相反應(yīng)質(zhì)量作用定律 多相燃燒反應(yīng) 在固體表面進(jìn)行 ， 固體燃料濃度不變 （ CA=常數(shù) ） ， 故多相反應(yīng)速度 w是指在單位時(shí)間 、 單位表面上反應(yīng)物（ 氣相 ） 濃度的變化率 式中 fA－單位容積 兩相混合物中固相物質(zhì)的表面積； CB－ 氣相反應(yīng)物質(zhì)的濃度 ???? BAB CkfdtdCw阿累尼烏斯定律 阿氏定律 反映溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響 反應(yīng)物濃度不變時(shí) ， 反應(yīng)速度常數(shù) k 隨溫度變化的關(guān)系 式中 k0－ 頻率因子 ， 近似為一常數(shù) R、 T、 E － 通用氣體常數(shù) 、 熱力學(xué)溫度 、 活化能 )44(ekk RTE0 ??? ? 活化能 E 破壞原有化學(xué)鍵并建立新化學(xué)鍵所必須消耗的能量 ， 具有活化能的分子為活化分子 。 活化能 E與反應(yīng)物種類有關(guān) ， 揮發(fā)分含量小的煤 ， E大 在一定的溫度下 ， 活化能 E越大 ， 則反應(yīng)速度常數(shù) k值越小 ， 反應(yīng)速率越??；而在一定的活化能 E下 ， 溫度越高 ， 則反應(yīng)速度常數(shù) k值越大 ， 反應(yīng)速率越大 煤燃燒過(guò)程的四個(gè)階段 預(yù)熱干燥 煤被加熱至 100℃ 左右 ， 煤粒表面及煤粒縫隙間的水被逐漸蒸發(fā)出來(lái) 。 大量吸熱 揮發(fā)份析出并著火 溫度升至一定值 ， 煤中揮發(fā)分析出 ， 同時(shí)生成焦碳 （ 固定碳 ） 。 揮發(fā)分的釋放量及成分主要取決于升溫速度 。 不同的煤 ，開(kāi)始析出揮發(fā)分的溫度不同 ， 達(dá)到一定溫度 ， 析出的揮發(fā)分就著火 、 燃燒 。對(duì)應(yīng)的溫度稱煤的著火溫度 ， 不同煤的著火溫度不同 。 少量吸熱 燃燒 揮發(fā)份 首先 燃燒造成高溫 ， 包圍焦炭的揮發(fā)分基本燒完且燃燒產(chǎn)物離析后 ， 碳開(kāi)始著火 、 燃燒 。 大量放熱 燃盡 殘余的焦炭最后燃盡 ， 成為灰渣 。 少量放熱 上述各階段實(shí)際是交叉進(jìn)行的；著火和燃盡是最重要的兩個(gè)階段 ， 著火是前提 ， 燃盡是目的 焦碳的燃燒反應(yīng) 附加反應(yīng) C 及 C O 與空氣中的水蒸汽產(chǎn)生的反應(yīng) C + H2 O →C O + H 2 C + 2 H2 O →C O 2 + 2 H2 CO + H2O → C O 2 + H2 一次反應(yīng) 在一定溫度下，碳和氧的化學(xué)反應(yīng)可能有兩種 C + O2 → C O2 C + O2 → C O 21 二次反應(yīng) 一次反應(yīng)的生成物 CO CO與初始反應(yīng)物碳和氧 再次發(fā)生反應(yīng) C + C O2 → 2 C O C O + O2 → C O2 21碳的燃燒反應(yīng)速度 焦碳的燃燒反應(yīng)速度 取決于溫度 、 焦碳顆粒尺寸 、 氧氣濃度 、 環(huán)境壓力和氣體與焦碳顆粒之間的相對(duì)速度等 式中： mp― 焦碳顆粒質(zhì)量 ρ p― 焦碳顆粒密度 P ― 壓力 χ 02― 氧氣濃度 d ― 焦碳顆粒的直徑 k ― 焦碳顆粒的反應(yīng)速度常數(shù) )74(Pdkdtdm 022Pp ?????? ?焦碳燃燒的動(dòng)力學(xué)特性 氧氣從外界擴(kuò)散到炭粒周?chē)?氧氣通過(guò)灰殼的阻力，到達(dá)炭粒的表面 氧氣吸附在炭粒表面 高溫下，炭粒和氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)， 生成 CO2和 CO，同時(shí)不可燃物生成灰渣 燃燒產(chǎn)物（ CO2和 CO）從炭粒表面上解吸析 焦碳燃燒按下述程序進(jìn)行 燃燒產(chǎn)物通過(guò)灰殼阻力向外擴(kuò)散， 其中 CO2直接擴(kuò)散在周?chē)諝庵校? CO在擴(kuò)散過(guò)程中遇氧氣又變成 CO2 ，然后再向遠(yuǎn)處空氣中擴(kuò)散 焦碳燃燒的動(dòng)力學(xué)特性 焦碳的燃燒反應(yīng)速度的影響因素 可以是化學(xué)的 （ 反應(yīng)物的吸附作用 、 化學(xué)反應(yīng)本身 、 或生成物的脫附作用 ） ；也可以是物理擴(kuò)散的 （ 反應(yīng)物或生成物的擴(kuò)散過(guò)程 ） 焦碳的燃燒反應(yīng)速度 取決于上述連續(xù)過(guò)程中最慢的某一個(gè)階段 ， 氧向碳粒表面的擴(kuò)散或在碳表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) 碳的燃燒反應(yīng)速度 反應(yīng)速度常數(shù) k 取決于碳粒表面的化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù) kC 和氧的擴(kuò)散速度常數(shù) kD )84(k/1k/1 1kDC??? ?其中 )94()RT Ee xp (AkPC??? ?)104(d R aD??? ?式中 A 為反應(yīng)前置系數(shù)； d 為碳粒直徑； D 為氧氣擴(kuò)散系數(shù)； ? 為 化學(xué)當(dāng)量因子 。 若主要產(chǎn)物是 CO2， 則 ?等于 1；若主要產(chǎn)物 是 CO， 則 ?等于 2； TP、 Ta 分別為碳粒溫度和邊界層中氣體平均溫度 燃燒反應(yīng)區(qū)域 動(dòng)力區(qū) 燃燒反應(yīng)的溫度不高， kC《 kD，焦碳燃燒處于化學(xué)動(dòng)力控制下， 反應(yīng)速率常數(shù) k=kC 燃燒反應(yīng)速度 w 取決于碳粒表面的化學(xué)反應(yīng)速度 ,隨溫度的升高按指數(shù)增大。 強(qiáng)化燃燒的措施是 提高反應(yīng)系統(tǒng)的溫度 擴(kuò)散區(qū) 燃燒反應(yīng)溫度較高， kC》 kD，焦碳燃燒處于擴(kuò)散控制下，反應(yīng)速率常數(shù) k=kD 燃燒反應(yīng)速度 w 取決于氧氣向碳粒表面的擴(kuò)散速度。 強(qiáng)化燃燒的措施是強(qiáng)化擾 動(dòng)，減小煤粉顆粒 過(guò)渡區(qū) 動(dòng)力區(qū)與擴(kuò)散區(qū)之間區(qū)域， 強(qiáng)化燃燒的措施是 同時(shí)提高爐膛溫度和擴(kuò)散速度 根據(jù)燃燒條件的不同，可將多相燃燒分為三種不同的區(qū)域 )84(k/1k/1 1kDC??? ?煤的燃燒特點(diǎn) 煤中含有水分 煤的燃燒過(guò)程中 ， 水蒸氣很易和 C及 燃燒產(chǎn)物 CO作用 ， 生成 CO2和 H2， H2再與 CO或 CO2反應(yīng) 。 這種催化作用 ， 使燃燒反應(yīng)更加復(fù)雜并改變化學(xué)反應(yīng)速度 煤中含有揮發(fā)分 揮發(fā)分對(duì)煤的著火燃燒有利；另一方面 ，揮發(fā)分析出燃燒 ， 消耗了大量氧氣 ， 并增加了氧氣向煤粒表面的擴(kuò)散阻力 ， 使燃燒過(guò)程的初期焦碳的燃燒速度下降 煤中含有礦物雜質(zhì) 在燃燒過(guò)程會(huì)生成灰