工业锅炉燃烧设备.ppt

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1、工业锅炉燃烧设备 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望四、四、燃烧设备燃烧设备 燃烧设备的任务任务：为燃料提供良好的燃烧条件，使其化学能最大限度地转化为热能，兼顾炉内辐射换热的任务。按照燃烧方式，燃烧设备可分为三类:层燃炉层燃炉/火床炉火床炉 燃料被层铺在炉排上进行燃烧的炉子。室燃炉室燃炉/悬燃炉悬燃炉 燃料随空气流进入炉室呈悬浮状燃烧的炉子。流化床炉流化床炉/沸腾炉沸腾炉 燃料在炉室中被由下而上送入的空气流托起，并上下翻腾而进行燃烧的炉子。1四、四、燃

2、烧设备燃烧设备4.1层燃炉层燃炉一、煤的燃烧过程一、煤的燃烧过程 煤的燃烧过程分为三个阶段：着火前的热力准备阶段着火前的热力准备阶段挥发物与焦炭的燃烧阶段挥发物与焦炭的燃烧阶段灰渣形成段灰渣形成段/燃尽阶段燃尽阶段水分蒸发和挥发分析出 挥发物达到一定温度和浓度时，马上着火燃烧，然后焦炭着火燃烧 可燃成分减少，焦炭表面形成灰壳，使氧很难扩散至焦炭表面，燃烧速度减慢，燃料进入燃尽阶段 各各阶阶段段是是交交叉叉进进行行的的；着着火火和和燃燃尽尽是是最最重重要的两个阶段，着火是前提，燃尽是目的。要的两个阶段，着火是前提，燃尽是目的。2四、四、燃烧设备燃烧设备1.1.着火前的热力准备阶段着火前的热力准备

3、阶段 特点特点：燃料没有着火燃烧，不需要氧气不需要氧气，是吸吸热热阶段。炉子任务炉子任务：为新煤及时提供足够的热量，缩短此阶段所需时间。方法方法：提高炉温、采用预热空气、改善炉子结构。3动力区 温度不高，燃烧速度取决于碳粒表面的化学反应速度,随温度的升高按指数增大。强化燃烧的措施是提高系统的温度四、四、燃烧设备燃烧设备2.2.挥发物与焦炭的燃烧阶段挥发物与焦炭的燃烧阶段特点：特点：燃烧反应剧烈，需要大量氧气需要大量氧气，放出大放出大量热量热，燃烧时间长。炉子任务炉子任务:使燃烧完全,提高燃烧速度。焦炭焦炭灰COCO2O2层燃炉层燃炉:煤粒大,燃料层中温度高,一般处于扩散燃烧区.提高气流相对流速

4、,加强扩散是强化燃烧主要途径。煤煤粉粉炉炉:煤粉细,只有粗煤粉在高温区才处于扩散区，在燃烧中心外一般处于动力区或过渡区.提高炉温和扩散速度可强化燃烧。方法方法：保持炉内高温和一定空间，提供充足而适量的空气，空气与燃料良好的混合接触。扩散区 温度较高，燃烧速度取决于氧气向碳粒表面的扩散速度。强化燃烧的措施是强化扰动，减小煤粉颗粒过渡区 动力区与扩散区之间，强化燃烧的措施是同时提高炉膛温度和扩散速度多相燃烧分为三种不同的区域：4四、四、燃烧设备燃烧设备3.3.灰渣形成段灰渣形成段/燃尽阶段燃尽阶段特点特点：燃烧缓慢，放热少放热少，需氧少需氧少。炉子任务炉子任务:使灰渣尽量烧透燃尽方法方法：在较高温

5、度下，延长灰渣在炉内停留时间，并配以拨火等操作。5 实现炉内燃烧迅速、完全、稳定的必需条件：保持一定的高温环境；供应充足而适量的空气；保证空气与燃料能很好接触、混合，提供燃烧反应必需的时间和空间；及时排出燃烧产物烟气和灰渣。四、四、燃烧设备燃烧设备6四、四、燃烧设备燃烧设备二、手烧炉二、手烧炉1.手烧炉的构造和工作特性 7四、四、燃烧设备燃烧设备工作特性：工作特性：燃烧过程沿高度进行新燃料区新燃料区:双面预热 焦炭层焦炭层:主要燃烧区域，温度可高达1200-1600。分为氧化区和还原区。灰渣层灰渣层:保证炉排不受高温损坏，同时使空气分布更均匀。氧化区：C+O2CO2，放热，温度，CO2 还原区

6、：CO2+C2CO，吸热，温度，CO2，CO 8四、四、燃烧设备燃烧设备氧化区和还原区厚度氧化区和还原区厚度：主要取决于煤粒煤粒的大小（煤粒厚度）。氧化区厚度约为煤粒直径的3-5倍；还原区厚度约为氧化区厚度的4-6倍。9四、四、燃烧设备燃烧设备煤粒尺寸煤粒尺寸过小过小过大过大q4fh q4 通风阻力增加拨火q4lm燃烧反应面积炉子放热量燃料层燃料层过厚过厚过薄过薄通风阻力 CO，炉膛负担，q3 通风不均，甚至造成“火口”炉温，q2蓄热量不利于稳定着火和燃烧 使炉内可燃气体含量很少，过量空气系数达到合理的最低值使炉内可燃气体含量很少，过量空气系数达到合理的最低值 合合理理的的厚厚度度粒径粒径20

7、-30mm，厚度，厚度:100-150mm10四、四、燃烧设备燃烧设备2.手烧炉的燃烧特点 v双面引火双面引火,煤种适应性广。煤种适应性广。v燃烧工况周期性燃烧工况周期性,燃烧效燃烧效率低，污染严重。率低，污染严重。燃烧周期空气过量空气不足aecjbdfk加煤手烧炉燃烧周期中空气供需情况ab-进入炉内的总空气量;空气量cd-实际能有效参与反应的空气量;jk-焦炭燃烧所需空气量ef-所需理想空气量；冒黑烟冒黑烟 煤入炉后，当挥发分大量析出需要大量空气时，由于实际参与燃烧的空气远远满足不了燃烧需要，在严重缺氧时引起挥发物热分解生成大量碳黑，此时炉温尚低导致碳黑难以燃烧而冒黑烟。113.改善手烧炉燃

8、烧的措施(1)提高操作技术，使燃烧层厚度的变化尽可能减小。(2)采用间断送二次风的措施。(3)改进炉排结构，采用摇动炉排。(4)采用明火反烧手烧炉、双层炉排手烧炉等燃烧方式。四、四、燃烧设备燃烧设备12四、四、燃烧设备燃烧设备双层炉排手烧炉13四、四、燃烧设备燃烧设备三、机械化层燃炉三、机械化层燃炉 机械化层燃炉：机械化层燃炉：加煤、拨火和除渣三项主要操作部分或全部由机械代替人工操作的层燃炉的统称。类型类型：链条炉排炉、机械风力抛煤机炉、往复炉排炉、振动炉排炉及下饲燃料式炉等 14四、四、燃烧设备燃烧设备1、链条炉排炉链条炉排炉（一）链条炉的构造 煤、风行程：煤煤煤斗煤斗链条炉排链条炉排煤闸门

9、煤闸门炉内炉内灰渣灰渣除渣板除渣板渣斗渣斗风仓风仓炉排炉排炉内炉内风风15四、四、燃烧设备燃烧设备煤闸门煤闸门：调节所需煤层厚度。老鹰铁老鹰铁/除渣板除渣板：延长灰渣在炉内停留时间,降低灰渣含碳量,减少炉排后端的漏风。炉排有效长度炉排有效长度:煤闸门至除渣板距离。链条炉的燃烧面积链条炉的燃烧面积:有效长度炉排宽度防渣箱防渣箱：保护炉墙不受高温燃烧层的侵蚀和磨损;防止侧墙粘结渣瘤,确保炉排上的燃料均匀满布,避免炉排两侧严重漏风。16四、四、燃烧设备燃烧设备（二）链条炉排的结构形式 17四、四、燃烧设备燃烧设备（1）鳞片式链条炉排 18四、四、燃烧设备燃烧设备（2）链带式链条炉排 轻型链带式炉排片

10、及主动链环 轻型链带式链条炉排总图 19四、四、燃烧设备燃烧设备20四、四、燃烧设备燃烧设备（三）链条炉的燃烧过程 燃烧特点：“单面引火单面引火”，着火条件，着火条件较差，煤种适用范围较窄。较差，煤种适用范围较窄。燃烧过程燃烧过程有区段性有区段性,炉排首、炉排首、尾两端空气过剩，中部空气尾两端空气过剩，中部空气不足。不足。I.新煤区；II.挥发物析出、燃烧区；III.焦炭燃烧区(氧化区、还原区)；IV.灰渣形成区。21四、四、燃烧设备燃烧设备I.I.新煤区新煤区u煤预热干燥。u O1K斜面(等温面):挥发分开始析出。u 不需O2，烟气中O2浓度不变。22四、四、燃烧设备燃烧设备II.挥发物折出

11、、燃烧区挥发物折出、燃烧区uO1K至O2H区间 析出全部挥发物并燃烧uO2 浓度，CO2浓度23四、四、燃烧设备燃烧设备IIIa.焦炭燃烧氧化区焦炭燃烧氧化区uO2H开始焦炭着火燃烧。u温度迅速升高，燃烧激烈。u在煤层较底部为氧化区，氧化层渐厚uO2迅速降至零，1。CO2出现第一个峰值。24四、四、燃烧设备燃烧设备IIIb.焦炭燃烧还原区焦炭燃烧还原区u氧化区产物CO2和H2O上升至还原区，被炽热的焦炭还原成CO、H2等（1200。灰分4；灰分过炉排过热；灰熔点较软化熔融破坏通风，燃烧恶化。挥发分挥发分：Vdaf15 挥发分其析出和着火延迟燃烧和燃尽时间 固定碳含量大 需燃烧时间 4 挥发分需

12、足够炉膛空间，否则3。四、四、燃烧设备燃烧设备27四、四、燃烧设备燃烧设备粘结性粘结性：适中（混用）粘结性强 易结成焦块通风受阻燃烧不稳定；粘结性弱 易形成细屑碎末吹飞和漏煤，4。煤的颗粒度煤的颗粒度：均匀（2025mm）未筛分延缓着火和燃烧过程；易在细末多的地方形成火口，破坏正常燃烧煤斗和炉排上煤的机械分离 两侧穿风早燃尽，中间带火焦炭落入渣斗，易造成4。28四、四、燃烧设备燃烧设备(五)链条炉的燃烧调节 负荷变动调节风量给煤量u煤层厚度：煤层厚度：100-150mm 过薄燃烧层蓄热过稳定着火和燃烧；过厚通风阻力，燃尽率;粘结性煤，煤层易薄，不粘结性煤可稍厚些 煤层合理厚度由试验确定,定后一

13、般不宜变动u炉排速度：炉排速度：2-20m/h 高挥发分：薄煤层、快送煤 低挥发分：厚煤层、慢送煤 29四、四、燃烧设备燃烧设备（六）改善链条炉燃烧的措施 （1）分区配风分区配风u两端少,中间多u炉排下的风室分成4-6个小风室u宽炉排采用双侧相对进风 u增大中段风量，只能强化燃烧而无法消除还原区。acbd链条炉空气分配情况ab-统仓送风时进风量分配情况；cd-燃烧所需空气量；虚线-分区送风时进风量分配情况30四、四、燃烧设备燃烧设备（2）炉拱炉拱 作用作用：u改变自燃料层上升的气流方向，使可燃气体与空气得以良好混合，为可燃气体燃尽创造条件；u 加速新燃料的着火燃烧。31四、四、燃烧设备燃烧设备

14、前拱前拱：加速新煤着火。与后拱配合，造成一个扰动气流的“喉口”。32四、四、燃烧设备燃烧设备引燃拱引燃拱：再辐射引燃新煤；保护煤闸门不受高温而烧损。33四、四、燃烧设备燃烧设备后拱后拱：把炉排后端过量氧气导向燃烧中心，使可燃气体进一步燃烧；使气流转向，炽热炭粒从烟气中分离，投落至新煤上，改善着火条件。无烟煤：低而长的后拱。烟煤、褐煤：高而短的前拱和不长的后拱。34（3）二次风二次风二次风二次风：在燃烧层上方借喷嘴送入炉膛的高速气流 作用作用：加强炉内气流的扰动混合，防止结焦，q3，1”；后拱二次风将高温烟气引向炉前，帮助新燃料着火；形成烟气旋涡，延长细屑燃料的停留时间，促燃尽。将碎屑炭粒甩回炉

15、排复燃，提高效率，减少飞灰。提高炉膛内火焰充满度，减少炉膛死角涡流，防止炉内局部积灰结渣。二次风主要作用不在于补给空气，而在于加强扰动。层燃炉二次风量层燃炉二次风量：总风量的5-15；风速风速：50-80m/s；工质工质：空气、蒸汽或烟气 布置形式布置形式：前墙、后墙或前、后墙两面布置。四、四、燃烧设备燃烧设备35四、四、燃烧设备燃烧设备2.2.机械机械-风力抛煤机炉风力抛煤机炉36四、四、燃烧设备燃烧设备3.3.往复炉往复炉37四、四、燃烧设备燃烧设备38四、四、燃烧设备燃烧设备39四、四、燃烧设备燃烧设备40四、四、燃烧设备燃烧设备4.2流化床炉流化床炉 1.流化床炉及其特性 料床状态：固

16、定床固定床 煤粒在布风板上静止不动,料层厚度不变。流化床流化床 当风速超过Wlj时,料层膨胀增高,燃料、灰渣混杂上下翻腾。气力输送气力输送 当风速超过Wjx时,稳定的沸腾工况被破坏,颗粒全部随气流飞走。WjxWWlj固定床 流化床 气力输送料层的不同状态41 特性曲线：Wlj流化临界速度(与颗粒尺寸、筛分级配、粒子密度、气流的物理性质有关)Wjx极限速度/带出速度 沸腾状态:Wlj-Wjx之间四、四、燃烧设备燃烧设备固定床 流化床 气力输送料层高度 空隙中实际速度 料层阻力aaabbbcccWlj Wjx沸腾床特性曲线WjxWWlj固定床 流化床 气力输送料层的不同状态42四、四、燃烧设备燃烧

17、设备2.流化炉的型式与结构(1)鼓泡流化床炉结构简单;燃料适应性广；控制SOx及NOx生成；床内传热能力强,节省金属耗量；灰渣可综合利用；电耗高；飞灰多且含碳高,热效率较低；沉浸受热面磨损严重；脱硫率低；受床面积限制，难大型化43四、四、燃烧设备燃烧设备布风板类型:v直孔式/密孔板v侧孔式/风帽式44四、四、燃烧设备燃烧设备(2)循环流化床炉 u燃烧效率高，燃料适应性强。u排烟清洁。u磨损问题减轻。u负荷调节范围宽，速度快。45四、四、燃烧设备燃烧设备46四、四、燃烧设备燃烧设备4.3煤粉炉 主要构造：煤粉制备设备、燃烧器、炉膛 特点:煤种适应范围较广;热效率可达90以上;燃烧调节方便，适应负

18、荷变化快;无炉排，可大型化;复杂的制粉系统，运行耗电较大;负荷调节范围较窄.47四、四、燃烧设备燃烧设备一、煤粉性质一、煤粉性质 形状不规则，20-50m，很好的流动性 煤的自燃性与爆炸性煤的自燃性与爆炸性 煤粉的自燃煤粉的自燃 煤粉在氧化性介质中极易氧化升温，当煤粉散热不良或周围介质温度升高时，会发生自燃 影响爆炸的因素：水分、挥发分、灰分、煤粉细度、煤粉的浓度、氧的浓度、温度 制粉系统需采用一定的防爆措施，如设置防爆门等 煤粉的爆炸煤粉的爆炸 挥发份较高的煤粉和空气混合达到一定浓度，遇到明火会发生爆炸48四、四、燃烧设备燃烧设备取一定量的煤粉试样在标准筛孔尺寸为xm的筛子上过筛，通过筛孔的

19、煤粉量为b，筛上的剩余煤粉量为a，煤粉细度煤粉细度RX问：R90=25%的煤和R90=40%的煤哪个更细？用来表示煤粉的粗细程度Rx 煤粉越细煤粉越细煤粉经济细度煤粉经济细度 不完全燃烧热损失、制粉电耗、磨煤设备金属部件磨损 之和为最小时的煤粉细度49四、四、燃烧设备燃烧设备A煤：R90=30%，R200=20%谁更均匀？B煤：R90=30%，R200=10%煤粉均匀性煤粉均匀性均匀性系数R200 R90,n为正值B煤更均匀当R90一定时，nR200，说明煤粉中过粗的煤粉较少；当R200一定时，n R90，说明煤粉中过细的煤粉较少。n 过粗和过细的煤粉均较少，即煤粉粒度分布较均匀。n取决于磨煤

20、机和粗粉分离器的型式，一般取n=0.81.2。50煤的可磨性系数煤的可磨性系数用来表示磨煤机将煤磨成一定细度煤粉的难易程度 全苏热工研究所（BTN）在风干状态下将质量相等的标标准准煤煤和试试验验煤煤由相同的粒度磨制成相同的细度时，消耗的能量之比 1.5 为易磨煤 哈氏可磨性指数 HGI 将规定粒度的50g煤样放在微型中速球磨机内磨制3分钟后,取出筛分20分钟,计算通过孔径为74 m筛子的煤粉量86 为易磨煤作用：设计电厂时：选择磨煤机型式，计算出力和电耗 运行时：计算实际出力、电耗及制粉设备磨损情况51四、四、燃烧设备燃烧设备二、煤粉制备设备二、煤粉制备设备 磨煤机磨煤机磨煤机磨煤机v 低速磨

21、低速磨(15(1525r/min)25r/min)v 中速磨中速磨(50(50300r/min)300r/min)v 高速磨高速磨(500(5001500r/min)1500r/min)制粉系统制粉系统制粉系统制粉系统v直吹式系统直吹式系统 v中间储仓式系统中间储仓式系统工业锅炉工业锅炉电站锅炉电站锅炉煤经磨煤机磨成粉后直接吹入炉膛 将磨好的煤粉先储存在煤粉仓中，根据锅炉运行负荷需要，从煤粉仓经给粉机送入炉膛中燃烧。52四、四、燃烧设备燃烧设备1.1.高速磨煤机高速磨煤机竖井式直吹系统竖井式直吹系统竖井式直吹系统竖井式直吹系统 结构简单，耗电量小；煤粉靠自重分离,较粗；磨损快,不宜磨制较硬的煤

22、。适用：适用：油页岩、褐煤和挥发分较高的烟煤。53四、四、燃烧设备燃烧设备1.1.高速磨煤机高速磨煤机风扇式直吹系统风扇式直吹系统风扇式直吹系统风扇式直吹系统风扇磨由叶轮、带有护甲的蜗壳和粗粉分离器组成，装有冲击板的叶轮由电机带动高速旋转。原煤和干燥剂一起被吸入磨煤机内，煤被转动的冲击板打碎，甩到护甲上再次被撞击成煤粉，煤粉借助风扇产生的压头由干燥剂携带经粗粉分离器带出特点特点:结构简单,尺寸小,金属耗量小;干燥能力强,特别适用于高水分煤；磨损大,不宜磨制较硬的煤种.54四、四、燃烧设备燃烧设备风扇式直吹系统1-煤斗煤斗;2-自动磅秤自动磅秤;3-给煤机给煤机;4-下行干燥管下行干燥管;5-磨

23、煤机磨煤机;6-煤粉分离器煤粉分离器;7-燃燃烧器烧器;8-二次风箱；二次风箱；9-空气预热器；空气预热器；10-送风机；送风机；12-抽烟口抽烟口热风热风-炉烟干燥炉烟干燥 热风干燥热风干燥v 磨制烟煤和水分不高的褐煤磨制烟煤和水分不高的褐煤 采用热风作为干燥剂采用热风作为干燥剂v 磨制高水分的褐煤磨制高水分的褐煤 采用热风掺炉烟作为干燥剂采用热风掺炉烟作为干燥剂 55四、四、燃烧设备燃烧设备筒式钢球磨的圆筒由电动机带动低速转动，燃料和干燥剂（热空气）从磨一端的空心轴进入圆筒，在圆筒内煤被干燥、并经筒内装有的大量钢球打碎、研磨成粉，随后被干燥剂从磨的另一端带出2.2.低速磨煤机低速磨煤机筒式

24、磨煤机（球磨机)56四、四、燃烧设备燃烧设备筒式磨煤机（球磨机)特特点点:结构简单;煤种适应性强;运行可靠；但初投资大，对锅炉负荷适应性差；单位电耗大，噪音大.571-煤斗煤斗;5-落煤管落煤管;7-磨煤机磨煤机;8-粗粉分离器粗粉分离器;9-排粉机排粉机;10-一次风箱；一次风箱；12-燃烧器燃烧器;13-二次风箱二次风箱;14-空气预热器空气预热器;15-送风机送风机;16-防爆门防爆门;17-细粉分离器细粉分离器;18-锁气器；锁气器；19-换向阀；换向阀；20-螺旋输粉机螺旋输粉机;21-煤粉仓煤粉仓;22-给粉机给粉机;23-混合器；混合器；24-乏气风箱；乏气风箱；25-三次风（乏

25、气）喷口；三次风（乏气）喷口；26-冷风门冷风门;28-一次风机一次风机;31-再循环管再循环管分类分类:热风送粉热风送粉乏气送粉乏气送粉球磨机中储式制粉系统热风送粉热风送粉 空气送风机空预器一次风机一次风箱混合器（热气与煤粉）一次风喷口 乏气排粉机乏气风箱三次风三次风喷口 适用无烟煤、贫煤及劣质煤 58四、四、燃烧设备燃烧设备 一次风一次风 携带煤粉送入燃烧器的空气。主要作用是输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要 二次风二次风 待煤粉气流着火后再送入的空气。二次风补充煤粉继续燃烧所需要的空气，并起气流的扰动和混合的作用 三次风三次风 对中间储仓式热风送粉系统，为充分利用细粉分离器排出的含有10

26、%15%细粉的乏气，由单独的喷口送入炉膛燃烧，这股乏气称为三次风球磨机中储式球磨机中储式球磨机中储式球磨机中储式热风送粉热风送粉热风送粉热风送粉系统系统系统系统59 乏气乏气排粉机排粉机一次风箱一次风箱混合器混合器 一次风喷口一次风喷口 适用于烟煤等挥发分含量高的煤种适用于烟煤等挥发分含量高的煤种1-煤斗；煤斗；4-给煤机；给煤机；7-磨煤机；磨煤机；8-粗粉分离粗粉分离器；器；9-排粉机；排粉机；10-一一次风箱；次风箱；12-燃烧器；燃烧器；13-二次风箱；二次风箱；14-空气空气预热器；预热器；15-送风机；送风机；17-细粉分离器；细粉分离器；21-煤煤粉仓；粉仓；22-给粉机；给粉机

27、；23-混合器混合器球磨机中储式球磨机中储式球磨机中储式球磨机中储式乏气送粉乏气送粉乏气送粉乏气送粉系统系统系统系统60四、四、燃烧设备燃烧设备 原煤经落煤管进入两组相对运动碾磨件之间，在压紧力的作用下被挤压、研磨成粉。热风经四周风环进入磨煤机，对被甩至此处的煤粉进行干燥并将煤粉带入粗粉分离器进行分离，不合格的煤粉返回磨煤机重磨，细粉则送出磨外 特点:布置紧凑,重量轻,初投资小,耗电低;适应变负荷运行；金属磨耗低,噪音小;不易磨水分太大和太硬的燃料适用:烟煤和贫煤3.3.中速磨煤机中速磨煤机盘式磨（辊-盘式）、碗式磨(辊-碗式HR、HP)环式磨(辊-环式MPS、球-环式E)61 中速磨直吹式制

28、粉系统中速磨直吹式制粉系统分类分类:正压系统正压系统负压系统负压系统负压系统：负压系统：排粉风机装在排粉风机装在磨煤机出口，整个系统在磨煤机出口，整个系统在负压下运行负压下运行 煤粉不会向外泄漏，对环境污染小.漏风大,q2增大；排粉风机磨损严重,效率低,电耗大,系统可靠性差.1-1-煤斗；煤斗；3-3-给煤机；给煤机；4-4-磨煤机；磨煤机；5-5-煤粉分离器；煤粉分离器；6-6-一次风箱；一次风箱；8-8-燃烧器；燃烧器；10-10-送风机；送风机；12-12-空气预热器；空气预热器；13-13-热风风道；热风风道；14-14-冷风风道；冷风风道；15-15-排粉机排粉机；16-16-二次风

29、箱；二次风箱；17-17-冷风门；冷风门；18-18-密封风门密封风门621-1-煤斗煤斗;3-;3-给煤机；给煤机；4-4-磨煤机；磨煤机；5-5-煤粉分离器；煤粉分离器；6-6-一次风箱；一次风箱；8-8-燃烧器；燃烧器；10-10-送风机；送风机；11-11-高高温一次风机（排粉机）温一次风机（排粉机）；12-12-空气预热器；空气预热器；13-13-热风风道；热风风道；14-14-冷风风道；冷风风道；16-16-二次风箱；二次风箱；19-19-密封风机密封风机 中速磨直吹式制粉系统中速磨直吹式制粉系统 正正压压系系统统：排排粉粉机机布布置置在在磨磨煤煤机机或或空空气气预预热热器器之之前

30、前，系统处于正压状态下工作系统处于正压状态下工作 无漏风；叶片磨损小;煤粉易外泄,系统需密封严密.631-1-煤斗；煤斗；3-3-给煤机；给煤机；4-4-磨煤机；磨煤机；5-5-煤粉分离器；煤粉分离器；6-6-一次风箱；一次风箱；8-8-燃烧燃烧器；器；10-10-送风机；送风机；11-11-高温一次风机（排粉机）；高温一次风机（排粉机）；12-12-空气预热器；空气预热器；13-13-热风风道；热风风道；14-14-冷风风道；冷风风道；16-16-二次风箱；二次风箱；19-19-密封风机密封风机64四、四、燃烧设备燃烧设备两种制粉系统的比较 直直吹吹式式系系统统 系统简单、设备部件少，管路短

31、、阻力小，初投资和系统的建筑尺寸小，输粉电耗较小；但磨煤机的工作直接影响锅炉的运行，锅炉机组的可靠性相对低些 储储仓仓式式系系统统 设有煤粉仓，磨煤机可一直维持在经济工况下运行，磨煤机的工作对锅炉影响较小，系统的可靠性高；但系统复杂、设备部件多，初投资及运行费用高 锅炉负荷变动时锅炉负荷变动时 储仓式系统储仓式系统 调节给粉机转数改变煤粉量，既方便又灵敏 直直吹吹式式系系统统 从改变给煤量开始，经过整个系统才能改变煤粉量，惰性较大65四、四、燃烧设备燃烧设备三、三、燃烧器燃烧器作作用用：将燃料与燃烧所需空气按一定的比例、速度和混合方式经喷口送入炉膛保证燃料与空气充分混合、及时着火、稳定燃烧和燃

32、尽，燃烧效率高 能形成良好的炉内空气动力场，火焰在炉内的充满程度好，且不会冲墙贴壁，避免结渣 有较好的燃料适应性和负荷调节范围 能减少NOX的生成，减少对环境的污染 结构简单，流动阻力较小 直流式燃烧器 旋流式燃烧器66四、四、燃烧设备燃烧设备直流燃烧器 由直流燃烧器各喷口以较高的初速（Re105）和一定的浓度，射入尺寸很大的炉膛空间（炉膛内充满高温、静止烟气）的煤粉气流是一股湍流自由射流67四、四、燃烧设备燃烧设备 湍流自由射流除了做整体轴线方向运动外，流体微团还具有纵向脉动和横向脉动，其边界上的流体微团不断与周围介质发生热质交换、动量交换，将部分周围高温、静止介质卷吸到射流中来，并随射流一

33、起运动 射流横断面不断扩展，流量增加；煤粉浓度下降；温度升高；轴向速度逐渐减慢，最后射流的能量完全消失在空间介质中68四、四、燃烧设备燃烧设备 卷吸量卷吸量 外边界卷吸的高温烟气量 卷吸量煤粉气流吸收的热量多，着火条件好射流卷吸周围气体越多，射流轴向速度衰减较快直流湍流自由射流的卷吸量相对较小，而射程较大 射程射程 射流轴向速度w 与射流初始速度w0 的比值降低到某一不为零的数值（如0.05）时的截面与喷口间的距离 射程反映轴向速度w 沿射流运动方向衰减的程度，即射流对周围气体的穿透能力。射程大 煤粉气流后期混合好69四、四、燃烧设备燃烧设备 射流的刚度射流的刚度 射流在有限空间内，抵抗外界干

34、扰不发生偏离轴线的能力。刚度不够，射流偏移到炉墙，可能引起结渣；偏向其他射流，会干扰其正常工作。射流的初始动量越大，刚度越大。扩展角扩展角 决定射流的形状及两相邻射流开始混合点，对煤粉气流着火和氧化剂的及时补充影响很大。直流湍流自由射流的相对较小。70直流燃烧器配风 均等配风均等配风燃烧器燃烧器 一一、二二次次风风喷喷口口相相间间布布置置，即即在在二二个个一一次次风风喷喷口口之之间间均均等等布布置置一一个个或或两两个个二二次次风风喷喷口口，各各二二次次风风喷喷口口的的风风量量分配较均匀分配较均匀 一一、二二次次风风口口间间距距较较小小，有有利利于于一一、二二次次风风的的较较早早混混合合，使使一

35、一次次风风煤煤粉粉气气流流着着火火后后能能迅迅速速获获得得足足够够的的空空气气，达到完全燃烧达到完全燃烧 直直流流燃燃烧烧器器的的一一、二二、三三次次风风分分别别由由一一组组圆圆形形、矩矩形形或或多多边边形形的的喷喷口口以以直直流流射射流流的的形形式式喷喷入入炉炉膛膛。根根据据燃燃煤煤特特性性不不同同，一、二次风喷口的排列方式可分为一、二次风喷口的排列方式可分为均等配风均等配风和和分级配风分级配风 适用适用:高挥发分煤种，常称为高挥发分煤种，常称为烟煤、褐煤型配风方式烟煤、褐煤型配风方式 侧二次风71 分级配风燃烧器分级配风燃烧器 一一次次风风喷喷口口相相对对集集中中布布置置，处处于于下下部部

36、，二二次次风风喷喷口口分分层层布布置置，燃燃烧烧所所需需要要的的二二次次风风分分阶阶段段送送入入燃燃烧烧的的煤煤粉粉气气流流中中，强强化化气气流流的的后后期期混混合合，促促使使燃燃料料燃燃烧烧与与燃燃尽尽；一一、二二次次风风喷喷口间保持较大的距离，保证燃料高温、及时着火。口间保持较大的距离，保证燃料高温、及时着火。一一次次风风喷喷口口高高宽宽比比大大，卷卷吸吸量量大大；煤煤粉粉气气流流相相对对集集中中，火焰中心温度高，有利于低挥发分煤的着火、燃烧火焰中心温度高，有利于低挥发分煤的着火、燃烧 适适合合:低低挥挥发发分分煤煤种种或或劣劣质质烟烟煤煤，常常称称为为无无烟烟煤煤和和贫贫煤煤配风方式配风

37、方式 直流燃烧器配风72四、四、燃烧设备燃烧设备直流燃烧器四角切圆布置直流燃烧器四角切圆布置特点特点:煤粉气流吸热量大煤粉气流吸热量大 依靠本身外边界卷吸烟气、炉膛辐射热及来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰的冲击和加热。着火条件好着火条件好 火火焰焰在在炉炉内内充充满满度度较较好好，燃烧后期气流扰动较强燃烧后期气流扰动较强 有利于燃尽，煤种适应性强73四、四、燃烧设备燃烧设备 旋流燃烧器旋流燃烧器出口气流是一股绕燃烧器轴线旋转的旋转射流出口气流是一股绕燃烧器轴线旋转的旋转射流.二次风射流均为旋转射流二次风射流均为旋转射流,一次风射流可以是旋转射流一次风射流可以是旋转射流,也也可以是直流射流可以是直

38、流射流 适用适用:重油、较重油、较好的烟煤好的烟煤特点特点:卷吸量较大，卷吸量较大，扩展角较大扩展角较大;射程较短射程较短,后后期扰动较弱期扰动较弱74四、四、燃烧设备燃烧设备旋流燃烧器的布置 旋流燃烧器前墙布置旋流燃烧器前墙布置 磨煤机可布置炉前，联接管道短，煤粉分配较均匀，沿炉膛宽度烟气温差较小。主气流上下两端形成明显的停滞旋涡区，炉膛火焰的充满程度较差，炉内火焰的扰动较差，不利于燃烧后期的扰动和混合；火炬直冲后墙会造成后墙结渣。75四、四、燃烧设备燃烧设备 燃烧器前后墙或两侧墙布置燃烧器前后墙或两侧墙布置 两面墙上燃烧器喷出的火炬在炉膛中央互相撞击后，火焰大部分向炉膛上方运动，炉内的火焰

39、充满程度较好，扰动性也较强 若对冲的两个燃烧器负荷不相同，则炉内高温火焰将向一侧偏移，造成结渣 交错布置时炉内火焰混合充满情况更好 低负荷运行停用部分燃烧器时，沿炉膛宽度方向烟温偏差将增大；不布置燃烧器的两面墙中部水冷壁热负荷偏高，易结渣。旋流燃烧器的布置76四、四、燃烧设备燃烧设备77四、四、燃烧设备燃烧设备四、四、炉膛炉膛 作用作用：保证燃料的完全燃烧，组织炉内热交换、布置合适的受热面满足锅炉容量的要求。设计要求：设计要求：适当的炉膛体积合理的几何形状便于布置水冷壁 燃烧器至炉膛出口有足够行程78四、四、燃烧设备燃烧设备五、一次风和二次风五、一次风和二次风一次风一次风：携带煤粉进入燃烧器的

40、空气。作用：输送煤粉和满足燃烧初期对氧气的需要。风温有利于着火，但要保证安全；风量过着火延迟；风量过一次风管堵塞。一次风量：15-40。二次风二次风：单独送入炉内的空气，使燃烧继续。作用：补充煤粉继续燃烧所需空气，并着重起扰动、混合作用。风速要高于一次风速。送入过早相当于加大一次风量，不利于着火；过迟燃烧阶段缺氧影响燃烧效率；风速要高于一次风速，以获得较强烈的搅拌和扰动作用。79四、四、燃烧设备燃烧设备80四、四、燃烧设备燃烧设备4.6 炉子工作强度炉子工作强度 表征燃料在炉内燃烧的强度。(1)(1)层燃炉层燃炉 u炉排炉排(可见可见)热强度热强度 单位面积的炉排，在单位时间内所燃烧的煤的放热

41、量。u 炉膛体积炉膛体积(可见可见)热强度热强度 单位炉膛容积内，在单位时间内所燃烧的煤的放热量。炉膛体积,m3。炉排有效面积,m2；81四、四、燃烧设备燃烧设备“可见”层燃炉中要分别测出燃料在炉排面上和炉膛体积中燃烧放热量是困难的，所以在热强度中，都假定把燃料燃烧的全部放热量作为热强度计算的基础。qR过R煤层增厚和空气流速CO、飞灰和阻力的增加q3,q4 qv过烟气炉内时间q3,q4 82四、四、燃烧设备燃烧设备(2)室燃炉室燃炉uqv:反映煤粉、油和气等气流通过炉膛的时间长短。u炉膛断面热强度炉膛断面热强度:反映炉反映炉膛形状膛形状 对燃烧的影响 qF炉膛瘦长 火炬充满度好，死滞涡流区少；

42、燃烧器射程受到限制，易在燃烧器区域结渣。炉膛横截面面积,m2。83四、四、燃烧设备燃烧设备重点：重点：1.三种燃烧方式2.煤的燃烧过程3.手烧炉燃烧特点4.链条炉燃烧特点,负荷变动调节方法,改善燃烧方法5.煤闸门、除渣板作用；炉排有效长度6.循环流化床、煤粉炉特点；7.煤粉炉、层燃炉一、二次风作用；8.工作强度指标84简答题简答题1.煤的燃烧过程分哪几个阶段?为了促进和改善燃烧，应创造和保持些什么条件？2.煤在手烧炉中燃烧的主要特性有哪二个？为什么它经常要冒黑烟？着火前的热力准备阶段挥发物与焦炭的燃烧阶段灰渣形成段/燃尽阶段双面引火,煤种适应性广。燃烧工况周期性,燃烧效率低，污染严重。煤入炉后

43、，当挥发分大量析出需要大量空气时，由于实际参与燃烧的空气远远满足不了燃烧需要，在严重缺氧时引起挥发物热分解生成大量碳黑，此时炉温尚低导致碳黑难以燃烧而冒黑烟。853.链条炉的燃烧特点？改善燃烧措施？燃烧特点：单面引火；燃烧过程沿炉排长度方向分区段。改善燃烧的措施：分区配风、炉拱、二次风4.为什么链条炉采用分区配风?因为链条炉燃烧过程沿炉排长度方向分区段,如采用统仓配风会产生两端空气过量,中间空气不足现象.分区配风可以根据各燃烧区段所需空气量供风,既保持炉膛高温,又减少排烟损失5.机械炉排炉中，炉拱有什么作用？改变自燃料层上升的气流方向，使可燃气体与空气得以良好混合，为可燃气体燃尽创造条件；加速

44、新入炉煤着火燃烧。866.链条炉负荷变动，如何调节？先调节风量，后改变给煤量。7.为什么煤粉炉对煤种通用性较广?但对负荷调节波动幅度较大时适应性很差?因为煤粉炉先把煤磨成煤粉,随空气进入炉内燃烧,煤粉与空气接触面积大,着火条件好,也强化了燃烧,所以煤种适用范围广.煤粉炉炉膛四周是水冷壁受热面,当锅炉负荷降低时,煤粉量减少,而水冷壁吸热量减少不大,对于1kg煤来说水冷壁吸热量有所增加,导致炉膛平均温度降低,影响煤粉稳定着火,甚至熄火.878.煤闸门、老鹰铁作用。9.什么是一次风、二次风？层燃炉和室燃炉中一、二次风的作用有何不同？层燃炉的一次风是穿过煤层供燃料燃烧的空气。二次风是在燃烧层上方借喷嘴

45、送入炉膛的高速气流。层燃炉一次风是用于助燃，二次风是用于加强对烟气的扰动和混合的。室燃炉一次风与煤粉混合成煤粉气流由燃烧器送入炉内，主要是输送煤粉并保证燃烧初期对氧的需要。二次风是单独送入炉内，与着火后的煤粉混合，补充燃烧所需氧气，并起扰动作用。8811.层燃炉和室燃炉炉子的工作强度有哪几个指标？对层燃炉为什么在炉排、炉膛容积热强度前面要冠以“可见”两字？对于室燃炉又为什么要引入“炉膛断面热强度”这一指标？10.层燃炉为什么既要保证足够的炉排面积?又要保证一定的炉膛容积?层燃炉大部分煤在炉排上燃烧,但挥发分和一部分细小煤粒在炉膛空间燃烧。炉排面积过小,会使煤层增厚,煤层空气流速过高,导致不完全

46、燃烧产物、飞灰、阻力增加，使q3、q4增大，所以要有足够的炉排面积；炉膛容积过小会导致烟气及其所携带的可燃物在炉内停留时间过短，导致q3、q4增大，所以要有一定的炉膛容积。89判断题：1.由一个煤粉细度Rx可以反应煤粉的均匀性。（）2.煤粉细度Rx愈小，表示煤粉愈细。（）90计算题计算题 某燃煤锅炉,蒸发量为10t/h，将其改造为燃油炉，改造后最高工作压力为1.0MPa，燃用重油低位发热量为42050kJ/kg，取给水温度为105，蒸汽湿度为2.3%，热效率为91%，燃油锅炉体积热强度qV为380kW/m3，试确定在蒸发量不变的条件下所需炉膛体积。可知 可知 因此91压力为1MPa，给水温度为105，查得igs=440.9 kJ/kg；饱和蒸汽焓i=2776.2 kJ/kg，气化潜热r=2013.6 kJ/kg。92