【正文】 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。 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)散到炭粒周圍， 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)散在周圍空氣中， 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 。 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 。 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 。 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 ） 。 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 。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??；但磨煤機(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 /（ cm3 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 。 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 。 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 。 從而形成兩個(gè)相互對(duì)稱又彼此獨(dú)立的磨煤回路兩個(gè)回路 兩個(gè)回路同時(shí)使用時(shí)磨煤機(jī)出力最大；也可以單獨(dú)使用一個(gè) ， 這時(shí)可使磨煤出力降至 50％ 以下 n 過(guò)小 ， 筒內(nèi)鋼球與煤靠與筒壁的摩擦力帶上去 ， 形成一個(gè)斜面 ， 然后沿斜面滑落 鋼球磨筒體最佳轉(zhuǎn)速 nzj n 處于上述兩者之間 ， 鋼球被帶到一定高度 ， 沿拋物線落下 ， 鋼球?qū)ν驳椎拿喊l(fā)生強(qiáng)烈撞擊作用 ， 輔以研磨 磨煤作用最大時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為最佳工作轉(zhuǎn)速 nzj 經(jīng)驗(yàn)表明： nzj =（ ） nlj 沒(méi)有撞擊作用，磨煤效果差，煤粉磨得過(guò)細(xì)，出力降低，電耗大 n 影響磨煤出力和電耗 n 過(guò)大 ， 離心力很大 ， 球與煤隨筒壁一同旋轉(zhuǎn) ， 產(chǎn)生這種狀態(tài)的最低轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速 nlj 鋼球磨最佳 通風(fēng)量 Vtf 過(guò)小 筒內(nèi)風(fēng)速過(guò)小 ， 出口端鋼球能量沒(méi)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) 。 ? 取決于 及煙道漏風(fēng) Δα，后者同時(shí)影響 py?py?py? py????對(duì)大中型鍋爐 q2 約為 4～ 8% 未被完全利用熱損失 包括 q q q6 未被完全利用熱損失 q5 圖 28 額定容量下鍋爐的散熱損失 散熱損失 q5 額定負(fù)荷下的散熱損失是外部冷卻損失，可根據(jù)鍋爐尾部受熱面的布置查圖 28確定 DDqq55 ???55 qq ?、DD ?、 鍋爐額定容量、運(yùn)行 容量下的散熱損失 鍋爐額定容量、運(yùn)行容量 q5 與鍋爐運(yùn)行負(fù)荷近似成反比變化 熱效率 η gl與燃料消耗量 B 熱效率 ? 正平衡 ? 反平衡 ,%10 0qr11g ???? ?) , %qqqqq(1 0 0 65432g ??????? ?）（ 622s/kg,100Brg1???? ?? 燃料消耗量 ）（ 632s/kg),10 0q1(BB 4j ??? ? 計(jì)算燃料消耗量 第三章 煤 粉 制 備 煤的自燃性與爆炸性 煤粉的自燃 煤粉在氧化性介質(zhì)中，當(dāng)煤粉散熱不良或周圍介質(zhì)溫度升高時(shí)，會(huì)發(fā)生自燃 煤粉的爆炸 發(fā)生自燃的煤粉遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸 影響煤粉爆炸的因素主要有 ：煤的揮發(fā)分含量、煤粉細(xì)度、煤粉的濃度和溫度、煤粉的水分 制粉系統(tǒng)需采用一定的防爆措施，如設(shè)置防爆門等 煤粉細(xì)度 Rx 煤粉的細(xì)度 Rx（ Dx） X 為篩孔邊長(zhǎng)或直徑， μ m Rx 越小或 Dx 越大，則煤粉越細(xì) )13(,%100ba aR x ???? ? )23(,%100ba bD x ???? ?或 煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度 熱損失 q制粉電耗 qdh、磨煤設(shè)備金屬部件磨損 qms 之和為最小時(shí)的煤粉細(xì)度 )33( d a fzj90 ??? ?其中 n 是表示煤粉顆粒分布的均勻性系數(shù) 煤粉均勻性系數(shù) n )53(902 0 0lgR1 0 0lnlgR1 0 0lnlgn 90200 ??? ?R200 R90， n為正值 當(dāng) R90一定時(shí) ， n值越大 ， 則 R200越小 ， 說(shuō)明煤粉中過(guò)粗的煤粉較少 當(dāng) R200一定時(shí) ， n值越大 ， 則 R90越大 ， 說(shuō)明煤粉中過(guò)細(xì)的煤粉較少 n值越大 ， 煤粉中過(guò)粗和過(guò)細(xì)的煤粉均較少 ， 即煤粉粒度分布較均勻 n取決于磨煤機(jī)和粗粉分離器的型式 ， 一般取 n = ～ 煤的可磨性系數(shù) 哈氏可磨性指數(shù) HGI HGI 62 為難磨煤； HGI86 為易磨煤 與 HGI之間關(guān)系 )103( G I0 0 3 T Nkm ??? ?BTNkmK 全蘇熱工研究所 （ BTH） 在風(fēng)干狀態(tài)下將質(zhì)量相等的標(biāo)準(zhǔn)煤和試驗(yàn)煤由相同的粒度磨制成相同的細(xì)度時(shí) ， 消耗的能量之比 BTNkmK 為難磨煤 為易磨煤 BTNkmKBTNkmK雙進(jìn)雙出 鋼球磨 (低速磨 ) 軸頸內(nèi)帶熱風(fēng)空心管雙進(jìn)雙出筒式鋼球磨 圓筒兩端的空心軸內(nèi)有一空心圓管 ， 圓管外裝有螺旋輸送裝置 。為保持爐內(nèi)良好的燃燒工況 ,運(yùn)行中應(yīng)監(jiān)測(cè)并維持爐內(nèi)一定的 RO2，使其盡量靠近 RO2max 判斷燃燒狀況 )402(1 OCO)(21RO 22 ??? ????? ?運(yùn)行中 α 及 Vy的確定 RO O2 可由煙氣分析或相關(guān)儀表測(cè)定 2m ax2RORO?? )442(O21212???? ? 過(guò)?？諝庀禂?shù) 完全燃燒且不計(jì) β OHgyy 2VVV ?? 煙氣容積 )382(kg/Nm,CORO )( 32arargy ???? ? 干煙氣容積 )362(100V VVVOROgycosoco2222 ?????? ?鍋爐熱平衡方程式 654321r Q ??????鍋爐輸入熱量 Qr 對(duì)于燃煤鍋爐 ， 若燃料和空氣沒(méi)有利用外界熱量進(jìn) 行預(yù)熱 ， 且燃煤水分滿足 則 630/QM n e ?n e ?)512(kg/kJ,h whwrrn e ????? ?式中 whwrrh— 燃料的物理顯熱； — 外來(lái)熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量； — 霧化燃油所用蒸汽帶入的熱量 鍋爐有效利用熱 Q1 式中 Q 工質(zhì)總吸熱量 ， kJ/ s B 燃料消耗量， kg/s Dgr、 Dzr、 DPw