【正文】 向上流動(dòng)時(shí)，可使煙氣中部分飛灰分離出來(lái) 爐膛出口熱偏差小 上部爐膛深度小；氣流在爐膛內(nèi)不旋轉(zhuǎn)，無(wú)殘余扭轉(zhuǎn) 有良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能 負(fù)荷變化時(shí)，著火爐膛火焰中心溫度變化不大 ? 著火區(qū)水冷壁敷設(shè)衛(wèi)燃帶 ? 爐頂拱可減少對(duì)燃盡室的放熱 衛(wèi)燃帶附近易結(jié)渣；管路布置復(fù)雜；成本高 適用于無(wú)煙煤等低揮發(fā)分煤的燃燒 N0X、 S0X的控制技術(shù) 影響 NOx生成的主要因素 ? 溫度 溫度越高 ， NOx生成量越大 ? 過(guò)剩空氣系數(shù) ? =～ ， NOx的生成量最大 ? 燃煤性質(zhì) 燃煤含 N 量越高 ， 轉(zhuǎn)化為 NOx也就越多 低 NOx的燃燒技術(shù) 分級(jí)燃燒，再燃燒法，濃淡偏。 的彎角進(jìn)入燃燒器將煤粉氣流濃談分離 ? 內(nèi)二次風(fēng) 作引燃煤粉用 內(nèi)二次風(fēng)經(jīng)軸向葉片形成內(nèi)層二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)射流 ，將爐膛內(nèi)的高溫?zé)煔饩砦矫悍壑饏^(qū) ， 使得煤粉得到點(diǎn)燃和穩(wěn)定燃燒 雙調(diào)節(jié)旋流燃及燒器 ? 外二次風(fēng) 用來(lái)補(bǔ)充已燃燒煤粉所需的空氣 ， 使之完全燃燒 外二次風(fēng)經(jīng)切向葉片形成外層二次風(fēng)旋轉(zhuǎn)射流 雙調(diào)風(fēng)燃燒器就是指內(nèi) 、 外二次風(fēng)的可調(diào) 。 dJX過(guò)大，射流偏斜增大，容易引起水冷壁結(jié)渣；爐膛出口較大的殘余旋轉(zhuǎn)會(huì)造成煙溫和過(guò)熱汽溫偏差 一次風(fēng)煤粉氣流的偏斜 旋流燃燒器出口氣流是一股繞燃燒器軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)射流 二次風(fēng)射流均為旋轉(zhuǎn)射流 ,一次風(fēng)射流可以是旋轉(zhuǎn)射流 ,也可以是直流射流 旋流射流 空氣動(dòng)力特性 旋流燃燒器適用于 含揮發(fā)分較高的煤種 卷吸量較大，擴(kuò)展角較大 旋流 射流具有很高的切向速度和足夠大的軸向速度，具有比直流射流大得多的擴(kuò)展角，射流中心形成回流區(qū)，射流內(nèi)、外同時(shí)卷吸爐內(nèi)高溫?zé)煔?，卷吸量大?造成爐膛水冷壁結(jié)渣 鄰角氣流的橫向推力 四角射流的旋轉(zhuǎn)動(dòng)量矩。 剛度不夠，射流偏移到爐墻，可能引起結(jié)渣；偏向其他射流，會(huì)干擾其正常工作 射流的初始動(dòng)量越大，剛度越大 擴(kuò)展角 θ θ 決定射流的形狀及兩相鄰射流開(kāi)始混合點(diǎn)，對(duì)煤粉氣流著火和氧化劑的及時(shí)補(bǔ)充影響很大 直流湍流自由射流的 θ 相對(duì)較小 直流射流及空氣動(dòng)力特性 直流燃燒器均等配風(fēng) 均等配風(fēng) 燃燒器 一 、 二次風(fēng)噴口相間布置 ， 即在二個(gè)一次風(fēng)噴口之間均等布置一個(gè)或二個(gè)二次風(fēng)噴口 ， 各二次風(fēng)噴口的風(fēng)量分配較均勻 均等配風(fēng) 燃燒器 一 、 二次風(fēng)口間距較小 ， 有利于一 、二次風(fēng)的較早混合 ， 使一次風(fēng)煤粉氣流著火后能迅速獲得足夠的空氣 ， 達(dá)到完全燃燒 直流燃燒器的一 、 二 、 三次風(fēng)分別由垂直布置的一組圓形或矩形的噴口以直流湍流自由射流的形式噴入爐膛 。在轉(zhuǎn)折截面前的射流段稱為 初始段， 在轉(zhuǎn)折截面后的射流稱為 基本段 擴(kuò)展角 射流外邊界線的交點(diǎn)稱為源點(diǎn)，其交角稱為擴(kuò)展角 1噴口； 2核心區(qū)； 3邊界層； 4外邊界； 5內(nèi)邊界； 6源點(diǎn)； 7擴(kuò)展角； 8速度分布 WH=0， CH=0， THT0 W0 C0 T0 直流射流及空氣動(dòng)力特性 卷吸量 Q 外邊界卷吸的高溫?zé)煔饬? 卷吸量 Q大，有利于煤粉氣流的著火 4/5 顯然，射流卷吸周圍氣體越多，衰減較快 直流湍流自由射流的 卷吸量相對(duì)較小，而射流的衰減較慢 射程 L 射流軸向速度 wm與射流初始速度 w0的比值降低到某一不為零的數(shù)值（如 ）時(shí)的截面與噴口間的距離 射程 反映軸向速度 wm沿射流運(yùn)動(dòng)方向衰減的程度，即射流對(duì)周圍氣體的穿透能力。二次風(fēng)補(bǔ)充煤粉繼續(xù)燃燒所需要的空氣，并起氣流的擾動(dòng)和混合的作用 三次風(fēng) 對(duì)中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉系統(tǒng)，為充分利用細(xì)粉分離器排出的含有 10%～ 15%細(xì)粉的乏氣，由單獨(dú)的噴口送入爐膛燃燒，這股乏氣稱為三次風(fēng) 燃燒器的類型與布置 直流燃燒器 ? 直流射流 ? 直流燃燒器的類型 ? 直流燃燒器的布置 旋 流燃燒器 ? 旋流射流 ? 旋流燃燒器的類型與布置 WH=0， CH=0， THT0 直流射流及空氣動(dòng)力特性 直流燃燒器各噴口以較高的初速 （ Re≥105） 和一定的濃度 ， 射入尺寸很大的爐膛空間 （ 爐膛內(nèi)充滿高溫 、 靜止介質(zhì) （ 煙氣 ） ， 煤粉濃度為零 ） 的煤粉氣流是一股 湍流自由射流 W0 C0 T0 直流射流及空氣動(dòng)力特性 湍流自由射流 除了做整體軸線方向運(yùn)動(dòng)外 ， 流體微團(tuán)還具有縱向脈動(dòng)和橫向脈動(dòng) ， 其邊界上的流體微團(tuán)不斷與周圍介質(zhì)發(fā)生熱質(zhì)交換和動(dòng)量交換 ，將部分周圍高溫 、 靜止介質(zhì)卷吸到射流中來(lái) ， 并隨射流一起運(yùn)動(dòng) 射流橫斷面不斷擴(kuò)展， 流量 Q增加； 煤粉濃度 C下降； 溫度 T升高； 軸向速度 W逐漸減慢， 最后射流的能量完全消失在空間介質(zhì)中 WH=0， CH=0， THT0 W0 C0 T0 直流射流及空氣動(dòng)力特性 射流核心區(qū) 2 射流中心尚未被周圍氣體混入，保持初速 w0的區(qū)域 湍流邊界層 3 核心區(qū)維持初速 w0的邊界稱為 內(nèi)邊界 5； 射流與周圍氣體的分界稱為 外邊界 4。 τ 取決于爐膛容積熱強(qiáng)度、爐膛截面熱強(qiáng)度和鍋爐運(yùn)行負(fù)荷 煤粉氣流完全燃燒的條件 第五章 煤粉爐與燃燒設(shè)備 爐膛是燃料燃燒和熱交換 （主要是輻射能交換） 的場(chǎng)所 ? 保證燃料燃燒完全 （燃料在爐膛內(nèi)有足夠的停留時(shí)間） ? 布置合適的受熱面、合理組織爐內(nèi)熱交換 滿足鍋爐容量的要求；同時(shí)使煙氣到達(dá)爐膛出口時(shí)被冷卻到使其后的對(duì)流受熱面不結(jié)渣和安全工作所允許的溫度 ? 爐膛出口的 NOX和 SOX等排放量應(yīng)符合環(huán)保要求 煤粉爐爐膛的作用 影響爐膛設(shè)計(jì)的主要因素 燃料特性、燃燒方式和排渣方式 煤粉鍋爐爐膛型式 爐膛及燃燒器 布置方式 Π型爐 切向燃燒 半開(kāi)式 Π型爐 切向燃燒 Π型爐 對(duì)沖（交錯(cuò)）燃燒 Π型爐 前墻燃燒 W型爐 W燃燒 爐膛 型式 排渣方式 固態(tài) 液態(tài) 固態(tài) 固態(tài) 固態(tài) 燃燒器 型式 直流式 直流式 旋流式 旋流式 旋流式 直流式 燃燒器的作用與要求 燃燒器的作用是將燃料與燃燒所需空氣按一定的比例 、 速度和混合方式經(jīng)噴口送入爐膛 ? 保證燃料與空氣充分混合、及時(shí)著火、穩(wěn)定燃燒和燃盡，燃燒效率較高 ? 能形成良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，火焰在爐內(nèi)的充滿程度好，且不會(huì)沖墻貼壁，避免結(jié)渣 ? 有較好的燃料適應(yīng)性和負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍 ? 能減少 NOX的生成，減少對(duì)環(huán)境的污染 ? 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流動(dòng)阻力較小 燃燒器的作用與要求 一次風(fēng) 攜帶煤粉送入燃燒器的空氣。 尺寸較小的小功率燃燒器可縮短煤粉氣流的著火距離 ，增大著火表面積 ， 有利于著火 煤粉氣流完全燃燒的條件 ? 最佳 應(yīng)使 (q2 + q3 + q4)為最小 通過(guò)燃燒調(diào)整試驗(yàn)確定，并在運(yùn)行中盡量保持該值 ???對(duì)煙煤，可取 = 對(duì)無(wú)煙煤、貧煤，可取 = ??????? 值影響 q q3 和 q4 ??? 供應(yīng)適量的空氣 α 爐膛出口過(guò)?？諝庀禂?shù) 可代表空氣量對(duì)燃燒過(guò)程的影響 ???煤粉氣流完全燃燒的條件 保證足夠的爐膛溫度 ? 爐溫高 ， 著火快 ， 燃燒速度快 ， 燃燒過(guò)程便進(jìn)行得猛烈 ， 燃燒也易于趨向完全 ? 爐溫過(guò)高 ， 不但會(huì)引起爐內(nèi)結(jié)渣 ， 也會(huì)引起水冷壁的膜態(tài)沸騰 爐溫在 （ 1000～ 2022℃ ） 范圍內(nèi)比較適宜 ? 促進(jìn)燃料與空氣充分混合 煤粉完全燃燒應(yīng)使煤粉和空氣充分?jǐn)_動(dòng)混合 。 一般在沒(méi)有其他穩(wěn)燃措施條件下 ， 固態(tài)排渣煤粉爐只能在高于70% 額定負(fù)荷下運(yùn)行 影響煤粉氣流著火的因素 燃料器特性 燃燒器特性優(yōu)良 ， 即一 、 二次風(fēng)混合適時(shí) 。 敷設(shè)衛(wèi)燃帶是穩(wěn)定低揮發(fā)分煤著火的有效措施 ， 但需預(yù)防結(jié)渣 煤粉氣流的初溫 提高初溫 T0 可減少著火熱 。℃ ))； ? ― 煤粉和周圍介質(zhì)的系統(tǒng)黑度； 右邊第一項(xiàng)是高溫回流煙氣的對(duì)流熱；第二項(xiàng)是火焰、爐墻等的輻射熱 煤粉的加熱方程式 煤粉氣流的著火熱源 細(xì)煤粉溫升比粗煤粉快得多； 煤粉氣流的著火主要是靠高溫回流煙氣的加熱 煤粉氣流由初溫 T0加熱到著火溫度 Tz 所需時(shí)間 τz 分別為 ? 輻射為主要熱源（曲線 2） )194()TT(T3 cr 0z4h0mz ?????? ?)184(TT TTlna3 crzy0ymz ?????? ?? 高溫回流煙氣對(duì)流為主要熱源（曲線 1） 煤粉氣流 著火熱 ? ?? ?? ? ? ?? ? )204(10 0Tc25 10M10 0MM10 0Tc25 1010 0MBTT10 0M10 0c10 0q10 0crVBQ0qmfmfarzhqarr0zhard4K11r0rzh????????????????????????? ??????式中 Br― 每臺(tái)燃燒器的燃料消耗量 ， kg/h ?r― 燃燒器送入爐內(nèi)的空氣所對(duì)應(yīng)的過(guò)量空氣系數(shù) rl― 一次風(fēng)量占爐膛出口相應(yīng)總風(fēng)量的百分比； c1K 、 Cq 、 cd ― 一次風(fēng) 、 蒸汽及煤的比熱 ， J/Nm3即 在一定的放熱和散熱條件下，只要系統(tǒng)溫度 T Txh ，燃燒反應(yīng)就會(huì)自動(dòng)中斷 點(diǎn) 4對(duì)應(yīng)的溫度即為熄火溫度 Txh 2Q??2Q??煤粉氣流的著火熱源 煤粉氣流著火熱源 煤粉氣流卷吸回流的高溫?zé)煔?；火焰、爐墻等對(duì)煤粉的輻射 )164()TT(r4)TT(ar4ddTcr34 4m4h02my2mm3 ???????????? ?式中： r、 ?m、 c ― 分別為煤粉半徑 (m)、 密度 (kg/m3)和比熱 (J/(kg即在一定的放熱和散熱條件下，只要系統(tǒng)溫度 T Tzh，燃燒反應(yīng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行 2Q?2Q?煤粉氣流的 熄火溫度 ? Tzh 、 Txh是在一定測(cè)試條件下的相對(duì)特征值， Txh大于 Tzh。 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 ， 灰層包裹著碳粒 ，會(huì)妨礙氧向碳粒表面的擴(kuò)散 ， 或使碳粒反應(yīng)表面減少 ， 使燃燒難以進(jìn)行 ， 燃盡困難 煤是一種多孔性物質(zhì) 它受熱時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣和揮發(fā)分 ， 不但向煤粒表面四周的空間擴(kuò)散 ， 而且還會(huì)向煤粒的內(nèi)部空隙擴(kuò)散 煤粉的燃燒特點(diǎn) 鍋爐燃用煤粉的顆粒很小 （ 30～ 100μm） ， 爐膛溫度又很高 ， 煤粉在爐膛中的加熱速度可以達(dá)到 （ 104℃ /s或更高 ） 煤粉快速加熱時(shí)， 煤中 揮發(fā)分的含量和成分 都與慢速加熱的揮發(fā)分常規(guī)測(cè)試方法不同 煤粉快速加熱時(shí)， 揮發(fā)分析出、著火和碳的著火燃燒幾乎是同時(shí)的， 其中極小的煤粉甚至可能先著火燃燒 煤粉快速加熱時(shí)， 焦碳在孔隙結(jié)構(gòu)方面 與慢速加熱有很大差別 煤粉火焰中揮發(fā)分的析出曲線 煤粉氣流的著火 由緩慢的氧化狀態(tài)轉(zhuǎn)化到快速的燃燒狀態(tài)的瞬間過(guò)程轉(zhuǎn)變時(shí)的瞬間溫度稱為 著火溫度 著火和熄火的熱力條件 )134()TT(FQ b2 ???? ?? 燃燒過(guò)程中向周圍介質(zhì)的散熱量 Q2為 式中 V、 F ― 分別為 煤粉空氣混合物容積和燃燒室壁面面積 α ― 混合物向燃燒室壁面的綜合放熱系數(shù) T、 Tb ― 分別為 反應(yīng)系統(tǒng)溫度和燃燒室壁面溫度 )124(QVCekQ rnORT/E01 2 ?? ? ?? 燃燒室內(nèi)煤粉空氣混合物燃燒時(shí)的放熱量 Q1為 煤粉氣流著火、熄火的熱力條件 煤粉氣流燃燒時(shí)要放出熱量 ， 同時(shí)又向周圍介質(zhì)散熱 。 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，