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1、锅炉燃烧理论锅炉燃烧理论燃烧煤粉对炉膛得要求炉膛作为燃烧室，就是保证炉膛正常运行得先决条件之一.燃烧煤粉时，对炉膛得要求就是:A 1） 创造良好得着火、稳燃条件,并使燃料在炉内完全燃尽；2a）炉膛受热面不结渣;a 3）布置足够得 蒸发受热面，并不发生传热恶化；4 ）尽可能减少污染物得生成量；5 ）对煤质与负荷复合有较宽得适应性能，以及连续运行得可靠性.煤粉在炉膛内得燃烧过程燃料从入炉内开始到燃烧完毕，大体上可分为如下三个阶段：1）着火前准备阶段从燃料入炉至达到着火温度这一阶段称准备阶段。在这一阶段内，要完成水份蒸发，挥发份析出、 燃料与空气混合物达到着火温度。显然，这一阶段就是吸热过程，热量来
2、源就是火焰辐射及高温 烟气回流。影响准备阶段时间长短得因素除燃烧器本身外，主要就是炉内热烟气为煤粉气流提供 热量得强弱，煤粉气流得数量、温度、浓度、挥发份含量及煤粉细度等。2a ）燃烧阶段当达到着火温度后，挥发份首先着火燃烧，放出热量，使温度升高，焦炭被加热到较高温度而开始 燃烧。燃烧阶段就是强烈得放热过程,温度升高较快，化学反应强烈,这时碳粒表面往往会出现缺 氧状态。强化燃烧阶段得关键就是加强混合，使气流强烈扰动，以便向碳粒表面提供氧气，而将 碳粒表面得二氧化碳扩散出去.3 ）燃尽阶段a主要就是将燃烧阶段未燃尽得碳烧完.燃尽阶段剩余得碳虽然不多,但要完全燃尽却 很困难，主要就是存在着诸多不利
3、于完全燃烧得因素，如少量得固定碳被灰包围着;氧气浓度已较 低；气流得扰动渐趋衰减;炉内温度在逐步降低。如果燃料得挥发份低、灰份高、煤粉粗、炉膛 容积小，完全燃尽将更困难。据试验,对细度R 9 0 = 5%得煤粉,其中9 7%得可燃物可在25%得时间内燃尽,而其余3%得可燃物却要75%得时间才能燃尽。这也就是实际锅炉中不可能使可燃 物彻底燃尽得基本原因.影响燃烧得因素燃烧速度反映单位时间烧去可燃物得数量。A由于燃烧就是复杂得物理化学过程，燃烧速度得快慢, 取决于可燃物与氧得化学反应速度以及氧与可燃物得接触混合速度。A前者称化学反应速度，也 称化学条件;后者称物理混合速度，也称物理条件。A化学反应
4、速度与反应空间得压力、温度、反应 物质浓度有关，且成正比。对于锅炉得实际燃烧，影响化学反应速度得主要因素就是炉内温度，炉温高，化学反应速度快。燃烧速度除与化学反应速度有关外，还取决气流向碳粒表面输送氧气得快慢，即物理混合速度.A而 物理混合速度取决于空气与燃料得相对速度、气流扰动情况、扩散速度等。A化学反应速度、物 理混合速度就是相互关联得，对燃烧速度均起制约作用。例如，高温条件下应有较高得化学反应速度，但若物理混合速度低，氧气浓度下降,可燃物得不 到充足得氧气供应，结果燃烧速度也必然下降.A因此,只有在化学条件与物理条件都比较适应得情 况下,才能获得较快得燃烧速度。骚燃烧能迅速而又完全燃烧得
5、基本条件主要有：1 ）相当高得炉膛温度：劣温度就是燃烧化学反应得基本条件，对燃料得着火、稳定燃烧、燃尽 均有重大影响，维持炉内适当高得温度就是至重要得。当然，炉内温度太高时，需要考虑锅炉得 结渣问题。2a ）适量得空气供应：适量得空气供应,就是为燃料提供足够得氧气，它就是燃烧反应得原始条件。空气供应不足,可燃 物得不到足够得氧气，也就不能达到完全燃烧。但空气量过大，又会导致炉温下降及排烟损失增 大。3a ）良好得混合条件:A混合就是燃烧反应得重要物理条件.混合使炉内热烟气回流对煤粉气 流进行加热，以使其迅速着火。混合使炉内气流强烈扰动，对燃烧阶段向碳粒表面提供氧气，向 外扩散二氧化碳，以及燃烧
6、后期促使燃料得燃尽，都就是必不可少得条件.A 4）足够得燃烧时间：A 燃料在炉内停留足够得时间,才能达到可燃物得高度燃尽，这就要求有足够大得炉膛容积。炉膛 容积与锅炉容量成正比。当然炉膛容积也与燃料燃烧特性有关，易于燃烧得燃料，炉膛容积可相 对小些。比如相同容量得锅炉燃油炉得炉膛容积要比煤粉炉得小，而烧无烟消云散煤得炉膛容 积要比烧烟煤得炉膛容积稍大些。改善燃烧得措施1 ）适当提高一次风温度：A提高一次温可减小着火热需要量，使煤粉气澈入炉后迅速达到着火温 度.当然，一次风温得高低就是根据不同煤种来定得，对挥发份高得煤，一次风温就可以低些.2）适当控制一次风量：A一次风量小,可减小着火热需要量，
7、利于煤粉气流得迅速着火。但最小 得一次风量也应满足挥发份燃烧对氧气得需要量，挥发份高得煤一次风量要大些.3aa）合适得煤 粉细度：A煤粉越细，相对表面积越大本身热阻小,挥发份析出快，着火容易于达到完全燃烧。但 煤粉过细，要增大厂用电量,所以应根据不同煤种，确定合理得经济细度。A4）合理得一、二次风速:A、二次风速对煤粉气流得着火与燃烧有着较大影响.因为一、二次 风速影响热烟气得回流，从而影响到煤粉气流得加热情况；一、二次风速影响一、二次风混合得 迟早，从而影响到燃烧阶段得进展;一、二次风速还影响燃烧后期气流扰动得强弱，从而影响燃料 燃烧得完全程度。因此，必须根据煤种与燃烧器型式，选择适当得一、
8、二次风速度。5心）维持燃 烧区域适当高温：适当高得炉温，就是煤粉气流着火与稳定燃烧得基本条件。炉温高，煤粉气流被迅速加热而着火, 燃烧反应也迅速，并为保证完全燃烧提供条件。故在燃烧无烟煤或其它劣质煤时,常在燃烧区设 卫燃烧带或采取其它措施，以提高炉温。当然，在提高炉温时，要考虑防止出现结渣得可能性。a 6）适当得炉膛容积与合理得炉膛形状：炉膛容积大小，决定燃料在炉内停留时间得长短，从而影响其完全燃烧程度，故着火、燃烧性能差 得燃料，炉膛容积要大些，这种燃料还要求维持燃烧区域高温,故常需要选用炉膛燃烧区域断面尺 寸较小得瘦高型炉膛。A7）锅炉负荷维持在适当范围内：锅炉负荷低时，炉内温度下降,对着
9、火、燃烧均不利，使燃烧稳定性变差。锅炉负荷过高时，燃料在 炉内停留时间短，出现不完全燃烧。同时由于炉温得升高，还有可能出现结渣及其它问题。因此, 锅炉负荷应尽可能地在许可得范围内调度。锅炉运行中稳定燃烧得措施1.实现稳定着火得两个条件：1）放热量与散热量达到平衡,放热量等于散热量。2）放热速度大于散热速度如果不具备这两个条件,即使在高温状态下也不能稳定着火，燃烧过程将 因火焰熄灭而中断，并不断向缓慢氧化得过程发展。A2 .实现稳定着火得措施4放热速度与散热速度就是相互作用得。在实际炉膛内，当燃烧处于高 负荷状态时，由于燃煤量增加，燃烧放热量比较大，而散热量变化不大，因此使炉内维持高温状态。 在
10、高负荷运行时，容易稳定着火。当燃烧处于低负荷运行时，由于燃煤量减少,燃烧放热量随之减小，这时相对于单位放热量得散热 条件却大为增加，散热速度加快,因此炉内火焰温度与水冷壁表面温度下降，使燃烧反应速度降 低，因而放热速度也就变慢,进一步使炉内处于低温状态.在低负荷运行状态下，稳定着火比较困难，因此需要投入助燃油等燃料来稳定着火燃烧。对于低 反应能力得无烟煤与劣质烟煤，不但着火困难,而且难于稳燃，因而容易熄火打炮”.从以上分析,可得到提示：1）着火与燃烧温度与水冷壁面积、进入炉内得新气流初温度相关。2）在炉内可自动到达稳定着火状态，如果点火区得温度与燃料得活性不相适应，就需投入助燃油或采用强化着火
11、得措施.影响锅炉热效率得因素分析1氧量入炉总风量得大小与锅炉热效率得高低密切相关，总风量过大会使排烟热损失增加;总风量过小， 则会使煤粉燃烧不充分，烟气中C O含量、飞灰可燃物含量与炉渣可燃物含量增加，致使化学 与机械未完全燃烧损失增加；总风量得大小也对主汽温与再热汽温产生影响,因此选取合理得入 炉总风量,可使总得热损失最小,锅炉热效率达到最高，同时在低负荷时又能保持较高得汽温。心2. 炉膛一风箱压差劣在锅炉负荷与炉膛出口氧量不变得条件下，炉膛一风箱压差得高低关系到辅助 风、燃料风与燃烬风彼此间风量得比例，比例大小对煤粉燃烧得稳定性、燃烬性及NOx得排 放量有极大得影响，因此选择合理得炉膛一风
12、箱压差，会提高锅炉得安全性与经济性。心3 .燃 尽风风量燃烧器最上1层为燃烬风喷口，燃烬风得作就是实现分级燃烧，减少热力型NOx生成，补充燃烧 后期所需氧。燃尽风风量得大小影响NOx得排放量与碳粒子得燃烬程度。此项试验只考虑燃尽 风风量对锅炉燃烧得影响。4.燃烧器摆角燃烧器喷嘴设计为上下可摆动，主要就是通过改变炉膛火焰中心高度调节再热汽温与过热汽温， 但火焰中心高度得改变对煤粉燃烬产生一定影响。燃烧器向上摆动，飞灰可燃物增加，锅炉效率 降低，减温水量增加.5 .次风风速劣机组带6 00MW负荷，锅炉其它运行参数不变，通过改变磨煤机入口风量来改变 一次风喷嘴风速.由于受制粉系统得限制，一次风风速
13、很难大范围变化，因此锅炉热效率几乎没有 变化,这说明一次风风速在小范围内变化对锅炉热效率没有多大影响.&A .煤粉细度煤粉细度变小，飞灰可燃物含量与炉渣可燃物含量降低，锅炉热效率提高.7心。投磨方式4磨煤机 分别组合运行，锅炉热效率相差较小,但对汽温影响较大.炉膛结渣得运行因素受热面结渣过程与多种复杂因素有关。A任何原因得结渣都有两个基本条件构成，一就是火焰贴 近炉墙时，烟气中得灰仍呈熔化状态，二就是火焰直接冲刷受热面。但就是，与这两个因素相关得具体原因很复杂.这些因素就是：A 1 .煤灰特性与化学组成煤灰特性 主要表现在两个方面：一就是煤灰得熔点温度，二就是灰渣得粘性。一般灰熔点低得煤容易结
14、渣, 与此同时，低灰熔点得灰份通常粘附性也强，因而增加了结渣得可能性在运行条件变化时，煤 灰得结渣特性也可能灰变化。例如，炉膛温度升高，或受热表面积灰导致壁面温度升高,火炉内 局部地区产生还原性气氛，使灰得熔点温度降低时，结渣倾向就可能增加.心2。炉膛温度水平 炉内燃烧器区域得温度越高，煤灰越容易达到软化或熔融状态，结渣得可能性就越大。而影响燃 烧器区域温度水平得因素也很多。例如，前述得断面热强度与燃烧器区域得壁面热强度、燃料得 发热量、水份含量以及锅炉负荷得变化等A如果锅炉改烧发热量大得同类煤时，由于燃放热增多, 燃烧器区域温度水平就高，结渣得可能性就大。而锅炉负荷越高,送入炉内得热量也越多
15、，结渣得 可能性也越大。3心.火焰贴墙对于四角布置直流式燃烧器得炉膛,煤粉气流由于受到气流刚度，补 气条件与邻角气流得撞击等影向而引起火焰贴墙时，这必然结渣。对于布置旋流式燃烧器得炉膛, 当旋流强度太大时，会引起火焰贴壁。A或某只燃烧器得旋流强度过小，气流射程太长时，可能 使气流直冲对面炉墙或顶撞对面得火焰而导致结渣。心4 .过量空气系数当炉内局部区域过量空 气过小且煤粉与空气混合不均匀时，可能产生还原性气氛，而煤粉在还原性气氛不能充分氧化， 灰份中得F e2O 3被还原成FeO, FeO与SiO2等形成共晶体，其熔点温度就会降低,有时会使 熔点下降1502O0oC，因而，结渣倾向随之增加.或
16、者，采用高煤粉浓度燃烧方式时，由于燃烧放热过于集中,使局部区域温度升高且处于还原性 气氛，结渣也会倾向严重.当然这也与灰得熔融特性有关。a 5.煤粉细度粗煤粉得燃烧时间比较长，当煤粉中粗煤粉得比例增加时，容易引起火焰延长，导致炉 膛出口处得受热面结渣.a 6 .吹灰吹灰器长期不投，受热面积灰增多时，可能导致结渣。a7.燃用混煤锅炉燃用混煤时，灰渣得特性有可能改变.一般结渣性强得煤与结渣性弱得煤混合时， 结渣会减轻.a锅炉结渣就是多种因素综合影响得结果，不过总就是有几个关键因素起先导作用.比较重要得因 素就是煤灰得熔融特性、水冷壁得冷却能力、以及火焰贴墙等。炉膛负压煤粉炉通常采用负压燃烧，负压燃烧就是指炉内压力比外界大气压力低26mm水柱。维持正常得炉膛负压，不仅对锅炉经济运行作用很大，而且对运行调节十分有益。正常得炉膛负 压值就是依靠调节送
