【正文】 手。 1. 低氧燃燒 在油的燃燒過(guò)程中，把過(guò)量空氣量盡可能壓低，即讓過(guò)量空氣系數(shù) α處于低值（ ～ ）狀態(tài)燃燒，同時(shí)注意保持爐內(nèi)溫度均勻，不產(chǎn)生局部過(guò)熱現(xiàn)象以及改善油霧與空氣的混合，加強(qiáng)擾動(dòng)使燃燒完全。這些技術(shù)措施，可有效降低 SO3和 NOx在燃燒過(guò)程中的生成。 鍋爐的燃燒設(shè)備 改善燃油爐燃燒的措施 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 低氧燃燒可能增大鍋爐的氣體和固體不完全熱損失，降低爐內(nèi)溫度水平也會(huì)影響燃燒效率。因此采取措施時(shí)，需要綜合考慮，多方兼顧，譬如提高油的霧化質(zhì)量，改善油氣混合，改進(jìn)燃燒器設(shè)計(jì)以及提高運(yùn)行操作技術(shù)等。如果能像平流式調(diào)風(fēng)器那樣，采用自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備監(jiān)視和控制燃燒所需風(fēng)量，過(guò)量空氣系數(shù)壓低在 ，燃燒效率可以保持在 95%以上。 為切實(shí)實(shí)現(xiàn)低氧燃燒，國(guó)內(nèi)外許多燃油鍋爐采用微正壓（ 2022～ 3000Pa）爐膛，有效防止?fàn)t外空氣的滲漏。目前，燃油爐是否實(shí)施和保持低氧燃燒已成為衡量燃油設(shè)備優(yōu)劣和燃燒技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志之一。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 2. 分級(jí)燃燒 分級(jí)燃燒是將燃料所需的空氣由不同設(shè)備和部位送入爐內(nèi)供其燃燒的技術(shù)。通常，除調(diào)風(fēng)器供給空氣外，在距離調(diào)風(fēng)器一定高度處再供給一部分空氣，稱為 火焰上部風(fēng) ，以彌補(bǔ)經(jīng)調(diào)風(fēng)器進(jìn)入二次風(fēng)的不足。如此，不但可以使火焰區(qū)擴(kuò)大，同時(shí)也使?fàn)t溫趨于均勻并適當(dāng)降低。爐溫降低，十分有利于抑制和減少 NOx的生成，這是采取分級(jí)燃燒技術(shù)的主要目的。爐溫降低，也有利于防止高溫區(qū)的結(jié)渣，但或多或少影響了燃燒效率的提高。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 燃油爐燃用的燃料油，除了由輸油管直接輸送外，一般是由火車、汽車或油輪運(yùn)抵鍋爐房油庫(kù)。燃油爐的供油系統(tǒng)，指的是運(yùn)抵后燃料油的貯存、處理，直至送到鍋爐油燃燒器的所有設(shè)備及其管道系統(tǒng)，包括 儲(chǔ)油罐、日用油箱、油的過(guò)濾和加熱裝置、卸油和供油油泵 等。 鍋爐的燃燒設(shè)備 燃油爐的供油系統(tǒng) 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 燃用不同的燃料油，因油品特性的不同其供油系統(tǒng)的組成也有所不同。對(duì)于輕油，它無(wú)須進(jìn)行加熱，省去了一整套加熱設(shè)備，供油系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。 如圖 ，輕油由汽車油罐車靠自流下卸到地下儲(chǔ)油罐后，由供油泵升壓并通過(guò)輸油管道送至設(shè)置在鍋爐房?jī)?nèi)的日用油箱。日用油箱通常置于高位，輕油借自重流至燃燒器，經(jīng)燃燒器內(nèi)部的油泵加壓后一部分通過(guò)噴嘴噴入爐膛燃燒，另一部分輕油則返回日用油箱。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 對(duì)于燃用重油的供油系統(tǒng)， 如圖 ，因重油黏度大，必須對(duì)其預(yù)熱降黏，比輕油系統(tǒng)需增設(shè)幾套加熱裝置。通常，在卸油罐和儲(chǔ)油罐中設(shè)置蒸汽加熱裝置，在日用油箱中設(shè)置蒸汽加熱裝置和電加熱裝置。在鍋爐冷爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)，由于沒(méi)有蒸汽而采用電加熱，當(dāng)鍋爐點(diǎn)火成功并產(chǎn)生蒸汽后立即切換為蒸汽加熱。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 對(duì)黏度高的重油，除裝置在日用油罐中的一次加熱器將油加熱到供油工作所要求的適宜黏度對(duì)應(yīng)的溫度外，重油被供油泵送至爐前加熱器 —— 二次加熱器再次加熱，以滿足鍋爐油噴嘴霧化的需要。如此，經(jīng)二次加熱的重油主要供鍋爐燃用，另外一部分則沿循環(huán)回油管路流回日用油罐。由于回油溫度很高，有時(shí)可達(dá) 130～ 140℃ ，隨高溫油不斷回流，日用油罐中的重油溫度將逐漸升高。為了防止罐內(nèi)油溫超過(guò)供油泵所允許的最高工作溫度以及因油溫過(guò)高而發(fā)生重油溢出 —— 冒罐事故，在二次加熱前需接一次回油管路。通過(guò)裝置其上的一次回油調(diào)節(jié)閥適時(shí)調(diào)節(jié)供油量，以便控制高溫油的回油量。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 供油系統(tǒng)中，常采用雙母管供油，單母管回油。在回油母管上裝有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在每個(gè)燃燒器的支管上裝有針形閥，作為輔助調(diào)節(jié)閥和止回閥。輔助調(diào)節(jié)閥用以調(diào)節(jié)供鍋爐燃燒的油量和油壓，止回閥則用以防止燃油倒流。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 對(duì)大型鍋爐房的供油系統(tǒng)，外運(yùn)來(lái)的燃料油由輸油泵送至儲(chǔ)油罐后，需要進(jìn)行沉淀水分（脫水）和機(jī)械分離雜質(zhì)處理。此外，還有一種帶有輕油點(diǎn)火系統(tǒng)的供油系統(tǒng)，即利用輕油不需加熱即可供燃燒器霧化燃燒的特性，為燃用重油的鍋爐房配置了輕油燃燒的輔助系統(tǒng)，供冷爐點(diǎn)火啟動(dòng)之用。這種供油系統(tǒng)比單純?nèi)加幂p油或重油的系統(tǒng)均要復(fù)雜，操作要求也高，特別在輕油切換為重油時(shí)，很容易造成熄火。切換后，一定要注意保持重油油溫和適當(dāng)調(diào)節(jié)風(fēng)量，以使燃燒穩(wěn)定和正常運(yùn)行。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 鍋爐的燃燒設(shè)備 圖 燃燒輕油的鍋爐燃油系統(tǒng) 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 鍋爐的燃燒設(shè)備 圖 燃燒重油的鍋爐供油和調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 燃?xì)鉅t啟動(dòng)時(shí)，要求它能迅速而又可靠地點(diǎn)燃著火。燃燒工況一旦建立，則要求在爐膛空間里火焰仍保持穩(wěn)定燃燒?？梢哉f(shuō)，氣體燃料的燃燒過(guò)程由著火和穩(wěn)定燃燒這兩個(gè)階段組成。 氣體燃料的著火方法有兩類。 一類是 將燃?xì)夂涂諝饣旌衔镱A(yù)先加熱，達(dá)到某一溫度時(shí)便著火，稱 熱自燃； 另一類是 用電火花、灼熱物體等高溫?zé)嵩纯拷扇蓟旌蠚舛?、燃燒，稱為 點(diǎn)燃或點(diǎn)火 。事實(shí)上，這兩種起因不同的著火現(xiàn)象有時(shí)是無(wú)法互相分割的。 鍋爐的燃燒設(shè)備 燃?xì)鉅t 氣體燃料的燃燒 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 氣體燃料在民用和工業(yè)燃燒裝置中燃燒時(shí)，會(huì)形成不同結(jié)構(gòu)和形狀的火焰，各自滿足不同的需要。一般來(lái)說(shuō)，這些不同的火焰是由于氣體燃料與空氣的混合方式的多樣化而形成的。據(jù)此，氣體燃料的燃燒要分為三類，即 擴(kuò)散式燃燒、部分預(yù)混式燃燒和完全預(yù)混式燃燒 。 1. 擴(kuò)散式燃燒 氣體燃料沒(méi)有預(yù)先與空氣混合，燃燒所需的空氣依靠空氣擴(kuò)散作用從周圍空氣中獲得，這種燃燒方法稱擴(kuò)散式燃燒，此時(shí)一次空氣的過(guò)量空氣系數(shù) α1=0。擴(kuò)散式燃燒的燃燒速度和燃燒完全程度主要取決于燃?xì)馀c空氣分子之間的擴(kuò)散速度和混合的完全程度。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 當(dāng)燃?xì)獬隹谒俣刃。瑲饬魈幱趯恿鳡顟B(tài)時(shí)，分子擴(kuò)散緩慢而燃燒的化學(xué)反應(yīng)速度很快，呈現(xiàn)其火焰長(zhǎng)而厚度很小的特點(diǎn)，燃燒速度取決于空氣的擴(kuò)散速度。當(dāng)燃?xì)饬髁恐饾u增加時(shí)，火焰中心的氣流速度也隨之增大，直至氣體狀態(tài)由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?。此時(shí)，火焰本身開(kāi)始擾動(dòng)，提高了擴(kuò)散速度和燃燒速度，火焰長(zhǎng)度縮短。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 擴(kuò)散式燃燒的特點(diǎn)是 燃燒穩(wěn)定，熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大，不會(huì)回火，脫火極限也高。其次，它的過(guò)量空氣量大，燃燒速度不高，火焰溫度低。對(duì)燃燒碳?xì)浠衔锖扛叩娜細(xì)?，在高溫下因火焰面?nèi)氧氣供應(yīng)不足，各種碳?xì)浠衔餆岱€(wěn)定性差，分解溫度低而析出炭黑粒子，會(huì)造成氣體不完全燃燒損失。此外，層流擴(kuò)散的燃燒強(qiáng)度低，火焰長(zhǎng)，需要較大的燃燒室，也即增大了爐膛的體積。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 2. 部分預(yù)混式燃燒 燃?xì)馀c燃燒所需的一部分空氣預(yù)先混合而進(jìn)行的燃燒，稱為部分預(yù)混式燃燒，也稱大氣式燃燒。此時(shí)，它的一次空氣系數(shù)為 0α11。燃燒速度取決于化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈程度和火焰?zhèn)鞑ニ俣?，與燃?xì)夂涂諝庵g的擴(kuò)散與混合速度無(wú)關(guān)。 根據(jù)燃?xì)馀c空氣混合物出口速度不同，可形成 部分預(yù)混層流火焰和部分預(yù)混紊流火焰 。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 部分預(yù)混層流火焰結(jié)構(gòu)，由內(nèi)焰、外焰及其外圍不可見(jiàn)的高溫區(qū)組成。首先，一次空氣中的氧與燃?xì)庵械目扇汲煞衷趦?nèi)焰反應(yīng)，稱為還原火焰或預(yù)混火焰。處于外焰的是一氧化碳、氫及其中間產(chǎn)物與周圍空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，稱氧化火焰或擴(kuò)散火焰。如果二次空氣和溫度等其他條件滿足要求，則在此區(qū)域完全燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 部分預(yù)混紊流火焰結(jié)構(gòu)與層流火焰相比，其長(zhǎng)度明顯縮短，而且頂部較圓，可見(jiàn)火焰厚度增加，火焰總表面積也相應(yīng)增大。當(dāng)紊流程度很大時(shí)，焰面將強(qiáng)烈擾動(dòng)，氣體各個(gè)質(zhì)點(diǎn)飛離焰面，最后完全燃盡。這時(shí)，焰面由許多燃燒中心組成一個(gè)燃燒層，其厚度取決于在該氣流速度下質(zhì)點(diǎn)燃盡所需的時(shí)間。 部分預(yù)混式燃燒的特點(diǎn)是： 由于燃燒前預(yù)混了部分空氣，克服了擴(kuò)散式燃燒的某些缺點(diǎn)，提高了燃燒速度，降低不完全燃燒損失；另外，當(dāng)一次空氣系數(shù)適當(dāng)時(shí)，這種燃燒方式有一定的燃燒穩(wěn)定范圍，隨一次空氣系數(shù)的增大，燃燒穩(wěn)定范圍變小。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 3. 完全預(yù)混式燃燒 燃?xì)馀c燃燒所需的全部空氣預(yù)先進(jìn)行混合，也即 α1≥1，瞬時(shí)完成燃燒過(guò)程的燃燒方式，稱為 完全預(yù)混式燃燒 。因它的火焰很短，甚至看不見(jiàn)，所以又稱無(wú)焰燃燒。 為保證完全預(yù)混式燃燒的完好進(jìn)行，首先是燃?xì)馀c空氣在著火前應(yīng)預(yù)先按化學(xué)當(dāng)量比混合均勻，其次是要有穩(wěn)定可靠的點(diǎn)火源。通常，點(diǎn)火源是熾熱的爐膛內(nèi)壁、專門(mén)設(shè)置的火道、高溫?zé)煔庑纬傻男郎u區(qū)或其他穩(wěn)焰設(shè)施。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 專門(mén)設(shè)置的火道對(duì)完全預(yù)混式燃燒過(guò)程的影響至關(guān)重要，它不僅能夠提高燃燒的穩(wěn)定性，增加燃燒強(qiáng)度，而且可以促成迅速燃盡。一般來(lái)說(shuō)，燃?xì)夂涂諝饣旌衔镞M(jìn)入灼熱發(fā)紅的火道，迅即著火燃燒。隨氣流的擴(kuò)大，在轉(zhuǎn)角處會(huì)形成旋渦區(qū)，高溫?zé)煔庠诖诵D(zhuǎn)循環(huán)流動(dòng)。如此，灼熱的火道壁和高溫的循環(huán)旋轉(zhuǎn)煙氣又成為繼續(xù)燃燒的高溫點(diǎn)熱源。此刻，火紅灼熱的火道壁，幾乎不見(jiàn)火焰。假若火道足夠長(zhǎng)，火焰將充滿火道的整個(gè)斷面，燃燒穩(wěn)定。顯而易見(jiàn)，如果火道壁面溫度不高，火道就失去了點(diǎn)燃可燃混合物的能力，所以燃?xì)鉅t的燃燒室必須要有良好、可靠的保溫措施。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 實(shí)踐表明，完全預(yù)混式燃燒的火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤鸬赖娜莘e熱負(fù)荷很高，可達(dá) 100～ 200MJ/（ m3h）或更高，并且能在很低的過(guò)量空氣系數(shù)（ α=～ ）下達(dá)到完全燃燒，幾乎不存在氣體不完全燃燒損失。但火焰穩(wěn)定性差，易發(fā)生回火。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 原來(lái)在燃燒器噴口之外的火焰縮回到燃燒器內(nèi)部燃燒的現(xiàn)象，稱為 回火 ，是火焰?zhèn)鞑ニ俣雀哂诨旌蠚怏w流速的結(jié)果。為了防止回火現(xiàn)象發(fā)生，必須保證燃燒器中的流速不能過(guò)低，而且其出口截面上的氣流速度分布還要盡量均勻，有時(shí)也采取在燃燒器管口上加裝水冷卻套的措施來(lái)局部降低氣流的溫度，從而達(dá)到降低火焰?zhèn)鞑ニ俣龋苊饣鼗鸬哪康?。反之，如果預(yù)混可燃?xì)怏w在燃燒器出口處流速過(guò)高，就容易發(fā)生火焰被吹熄的燃燒不穩(wěn)定（脫火）現(xiàn)象，這也是需要注意和防止的。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 氣體燃料主要通過(guò)燃燒器燃燒釋放熱量而服務(wù)于用戶。熱用戶有工業(yè)、商業(yè)和家庭等，熱用戶不同，對(duì)燃?xì)馊紵臏囟?、火焰形狀以及過(guò)量空氣系數(shù)等都有各不相同的要求。因此需要各種類型的燃?xì)馊紵?，才能滿足不同的使用要求。 1. 燃?xì)馊紵鞯姆诸? 燃?xì)馊紵黝愋秃芏?，有多種分類方法，其中常用的是按燃燒方式、空氣供應(yīng)方式和燃?xì)鈮毫M(jìn)行分類。 鍋爐的燃燒設(shè)備 燃?xì)馊紵鞯姆诸惻c要求 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 （ 1）按燃燒方式分類 ①擴(kuò)散式燃燒器 燃燒所需的空氣不預(yù)先與燃?xì)膺M(jìn)行混合，也即一次空氣系數(shù)為零（ α1=0），燃?xì)馊紵耆慷慰諝狻? ②部分預(yù)混式燃燒器 燃燒所需的空氣中部分與燃?xì)忸A(yù)先進(jìn)行混合，一次空氣系數(shù)一般為 ～ （ α1=～）。 ③完全預(yù)混式燃燒器 燃燒所需的空氣全部與燃?xì)忸A(yù)先進(jìn)行混合，一次空氣系數(shù)等于過(guò)量空氣系數(shù)，為 ～（ α1=α=～ ），燃燒過(guò)程中不需要二次空氣。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 （ 2）按空氣供給方式分類 ①引燃式燃燒器 空氣被燃?xì)獾纳淞魑牖蛉細(xì)獗豢諝馍淞魑搿? ②鼓風(fēng)式燃燒器 用鼓風(fēng)設(shè)備將空氣送入燃燒系統(tǒng)。 ③自然引風(fēng)式燃燒器 依靠爐膛中的負(fù)壓將空氣吸入燃燒系統(tǒng)。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 （ 3）按燃?xì)鈮毫Ψ诸? ①低壓燃燒器 燃?xì)鈮毫?≤5000Pa。 ②高（中）壓燃燒器 燃?xì)鈮毫?5000～ 3 105Pa。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 2. 對(duì)燃?xì)馊紵鞯囊? 燃燒器是用以組織燃?xì)馊紵^(guò)程并將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿难b置，性能質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響燃?xì)鉅t（灶）等設(shè)備工作的可靠和安全。因此，在選用或設(shè)計(jì)燃燒器時(shí)， 必須注意并要求其達(dá)到以下幾點(diǎn)： ①滿足加熱設(shè)備所需的熱量和燃燒熱強(qiáng)度，即具有一定的熱負(fù)荷能力。 ②符合加熱工藝要求，要具有所需的火焰特性（火焰形狀、尺寸，發(fā)光強(qiáng)度，燃燒溫度）和爐內(nèi)氣氛特性（氧化性、還原性或中性）。 鍋爐的燃燒設(shè)備 單元 3 燃料與燃燒設(shè)備 ③燃燒穩(wěn)定，在燃?xì)鈮毫?、熱值波?dòng)和負(fù)荷調(diào)節(jié)的正常范圍內(nèi)，不發(fā)生脫火和回火現(xiàn)象。 ④燃燒效率高，熱量得以充分利用，經(jīng)濟(jì)性好。 ⑤燃燒器應(yīng)配備有必要的自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)安全保護(hù)裝置。 ⑥燃燒產(chǎn)物中的有害成分如 NOx和 CO含量低，同時(shí)燃燒器工作時(shí)噪聲小，有利于保護(hù)環(huán)境。 誠(chéng)然，燃?xì)馊紵鞴ぷ鞯暮脡某俗陨淼慕Y(jié)構(gòu)和性能外，與它的安裝