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【鍋爐百科】鍋爐燃燒理論

文章出處:國信工業設備人氣:-發表時間:2017-10-28 00:00:00【
摘要 :

巴黎人电玩网址  1燃燒煤粉對爐膛的要求

  爐膛作為燃燒室,是保證爐膛正常運行的先決條件之一。燃燒煤粉時,對爐膛的要求是:

巴黎人电玩网址  1)創造良好的著火、穩燃條件,并使燃料在爐內完全燃盡;

  2)爐膛受熱面不結渣;

  3)布置足夠的蒸發受熱面,并不發生傳熱惡化;

  4)盡可能減少污染物的生成量;

  5)對煤質和負荷復合有較寬的適應性能,以及連續運行的可靠性。

  2煤粉在爐膛內的燃燒過程

  燃料從入爐內開始到燃燒完畢,大體上可分為如下三個階段:

巴黎人电玩网址  1)著火前準備階段

  從燃料入爐至達到著火溫度這一階段稱準備階段。在這一階段內,要完成水份蒸發,揮發份析出、燃料與空氣混合物達到著火溫度。顯然,這一階段是吸熱過程,熱量來源是火焰輻射及高溫煙氣回流。影響準備階段時間長短的因素除燃燒器本身外,主要是爐內熱煙氣為煤粉氣流提供熱量的強弱,煤粉氣流的數量、溫度、濃度、揮發份含量及煤粉細度等。

  2)燃燒階段

巴黎人电玩网址  當達到著火溫度后,揮發份首先著火燃燒,放出熱量,使溫度升高,焦炭被加熱到較高溫度而開始燃燒。燃燒階段是強烈的放熱過程,溫度升高較快,化學反應強烈,這時碳粒表面往往會出現缺氧狀態。強化燃燒階段的關鍵是加強混合,使氣流強烈擾動,以便向碳粒表面提供氧氣,而將碳粒表面的二氧化碳擴散出去。

  3)燃盡階段

巴黎人电玩网址  主要是將燃燒階段未燃盡的碳燒完。燃盡階段剩余的碳雖然不多,但要完全燃盡卻很困難,主要是存在著諸多不利于完全燃燒的因素,如少量的固定碳被灰包圍著;氧氣濃度已較低;氣流的擾動漸趨衰減;爐內溫度在逐步降低。如果燃料的揮發份低、灰份高、煤粉粗、爐膛容積小,完全燃盡將更困難。據試驗,對細度R90=5%的煤粉,其中97%的可燃物可在25%的時間內燃盡,而其余3%的可燃物卻要75%的時間才能燃盡。這也是實際鍋爐中不可能使可燃物徹底燃盡的基本原因。

  3影響燃燒的因素

  燃燒速度反映單位時間燒去可燃物的數量。

  由于燃燒是復雜的物理化學過程,燃燒速度的快慢,取決于可燃物與氧的化學反應速度以及氧和可燃物的接觸混合速度。

  前者稱化學反應速度,也稱化學條件;后者稱物理混合速度,也稱物理條件。

巴黎人电玩网址  化學反應速度與反應空間的壓力、溫度、反應物質濃度有關,且成正比。

  對于鍋爐的實際燃燒,影響化學反應速度的主要因素是爐內溫度,爐溫高,化學反應速度快。

  燃燒速度除與化學反應速度有關外,還取決氣流向碳粒表面輸送氧氣的快慢,即物理混合速度。

巴黎人电玩网址  而物理混合速度取決于空氣與燃料的相對速度、氣流擾動情況、擴散速度等。

  化學反應速度、物理混合速度是相互關聯的,對燃燒速度均起制約作用。

  例如,高溫條件下應有較高的化學反應速度,但若物理混合速度低,氧氣濃度下降,可燃物得不到充足的氧氣供應,結果燃燒速度也必然下降。

  因此,只有在化學條件和物理條件都比較適應的情況下,才能獲得較快的燃燒速度。

  燃燒能迅速而又完全燃燒的基本條件主要有:

巴黎人电玩网址  1)相當高的爐膛溫度:

巴黎人电玩网址  溫度是燃燒化學反應的基本條件,對燃料的著火、穩定燃燒、燃盡均有重大影響,維持爐內適當高的溫度是至重要的。當然,爐內溫度太高時,需要考慮鍋爐的結渣問題。

巴黎人电玩网址  2)適量的空氣供應:

  適量的空氣供應,是為燃料提供足夠的氧氣,它是燃燒反應的原始條件。空氣供應不足,可燃物得不到足夠的氧氣,也就不能達到完全燃燒。但空氣量過大,又會導致爐溫下降及排煙損失增大。

  3)良好的混合條件:

  混合是燃燒反應的重要物理條件。混合使爐內熱煙氣回流對煤粉氣流進行加熱,以使其迅速著火。混合使爐內氣流強烈擾動,對燃燒階段向碳粒表面提供氧氣,向外擴散二氧化碳,以及燃燒后期促使燃料的燃盡,都是必不可少的條件。

  4)足夠的燃燒時間:

  燃料在爐內停留足夠的時間,才能達到可燃物的高度燃盡,這就要求有足夠大的爐膛容積。爐膛容積與鍋爐容量成正比。當然爐膛容積也與燃料燃燒特性有關,易于燃燒的燃料,爐膛容積可相對小些。比如相同容量的鍋爐,燃油爐的爐膛容積要比煤粉爐的小,而燒無煙消云散煤的爐膛容積要比燒煙煤的爐膛容積稍大些。

  4改善燃燒的措施

巴黎人电玩网址  1)適當提高一次風溫度:

巴黎人电玩网址  提高一次溫可減小著火熱需要量,使煤粉氣澈入爐后迅速達到著火溫度。當然,一次風溫的高低是根據不同煤種來定的,對揮發份高的煤,一次風溫就可以低些。

巴黎人电玩网址  2)適當控制一次風量:

巴黎人电玩网址  一次風量小,可減小著火熱需要量,利于煤粉氣流的迅速著火。但最小的一次風量也應滿足揮發份燃燒對氧氣的需要量,揮發份高的煤一次風量要大些。

  3)合適的煤粉細度:

  煤粉越細,相對表面積越大,本身熱阻小,揮發份析出快,著火容易于達到完全燃燒。但煤粉過細,要增大廠用電量,所以應根據不同煤種,確定合理的經濟細度。

巴黎人电玩网址  4)合理的一、二次風速:

  一、二次風速對煤粉氣流的著火與燃燒有著較大影響。因為一、二次風速影響熱煙氣的回流,從而影響到煤粉氣流的加熱情況;一、二次風速影響一、二次風混合的遲早,從而影響到燃燒階段的進展;一、二次風速還影響燃燒后期氣流擾動的強弱,從而影響燃料燃燒的完全程度。因此,必須根據煤種與燃燒器型式,選擇適當的一、二次風速度。

  5)維持燃燒區域適當高溫:

巴黎人电玩网址  適當高的爐溫,是煤粉氣流著火與穩定燃燒的基本條件。爐溫高,煤粉氣流被迅速加熱而著火,燃燒反應也迅速,并為保證完全燃燒提供條件。故在燃燒無煙煤或其它劣質煤時,常在燃燒區設衛燃燒帶或采取其它措施,以提高爐溫。當然,在提高爐溫時,要考慮防止出現結渣的可能性。

  6)適當的爐膛容積與合理的爐膛形狀:

  爐膛容積大小,決定燃料在爐內停留時間的長短,從而影響其完全燃燒程度,故著火、燃燒性能差的燃料,爐膛容積要大些,這種燃料還要求維持燃燒區域高溫,故常需要選用爐膛燃燒區域斷面尺寸較小的瘦高型爐膛。

巴黎人电玩网址  7)鍋爐負荷維持在適當范圍內:

巴黎人电玩网址  鍋爐負荷低時,爐內溫度下降,對著火、燃燒均不利,使燃燒穩定性變差。鍋爐負荷過高時,燃料在爐內停留時間短,出現不完全燃燒。同時由于爐溫的升高,還有可能出現結渣及其它問題。因此,鍋爐負荷應盡可能地在許可的范圍內調度。


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此文關鍵字:燃氣蒸汽、燃氣熱水鍋爐、真空熱水鍋爐、電鍋爐,壓力容器、蓄熱設備
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