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1、燃烧与燃烧设备分类一、燃料的燃烧原理所谓燃烧，不论煤的燃烧或油的燃烧，都是指燃料中的可燃成分同空气中的氧所发生的 剧烈的氧化放热反应。燃烧的必要条件是：有燃料、有空气、有足够高的温度，缺一条都不 会形成燃烧。燃料在炉内能否充分地和完全地燃烧，不仅取决于燃料的种类和成分，而且还 与燃烧设备的类型和结构有很大关系。正确地选择燃烧方式、合理地选用机械化的燃烧设备， 对锅炉运行的经济性、对减轻劳动强度以及防止对环境的污染都有重要关系。1. 燃料在炉内的燃烧过程燃料的燃烧过程是一个发光、放热的高速化学反应过程。燃 料在炉内的燃烧过程是十分错综复杂的。如煤的燃烧过程可分成三个阶段，即燃烧的准备阶 段、燃烧
2、阶段和燃尽阶段。(1) 燃烧的准备阶段 工业锅炉炉内的温度通常在1000C以上，但是燃料进入炉内后并 不能立即燃烧，而是首先受到高温烟气和炉墙的加热。当燃料温度升到105110C时，燃 料内部的水分全部被蒸发掉，温度再升高，燃料中的挥发分就开始逸出。各种煤的挥发分逸 出温度并不一致，一般无烟煤和年代久的煤，其挥发分逸出温度就高。挥发分逸出后立即着 火，同时将煤引燃。在燃料引燃以前的准备阶段中，由于燃料还没有开始燃烧，所以不需要空气。在这个阶 段中，由于燃料的增温、干燥，燃料不仅不放热，而且还要吸收热量。如果此时间炉内供给 大量的空气，势必使炉膛的温度下降而影响燃料的预热和干燥。如果向炉内供给预
3、热空气， 对燃料在炉内的干燥和预热是很有利的。燃料的干燥和预热所需要的热量和时间是和燃料所 含的水分、挥发分、炉内温度等因素有关。但关键是炉温，炉温越高，预热进行得越快。干燥和预热燃料的热量主要来自两个方面：一是新燃料和已燃的燃料的接触传热，以及 新燃料和燃烧产物的对流换热；二是新燃料和火焰、炉墙和灰渣的辐射换热。(2) 燃烧阶段随着炉内温度不断升高，挥发物着火燃烧，放出大量热能，尔后焦炭也开 始着火燃烧，使燃料进人燃烧阶段。燃料中的可燃成分主要在这一阶段进行燃烧，所以须向炉内供给大量的空气。空气供给 得充足与否，是燃烧阶段的关键问题。挥发分在炉膛内燃烧时，如能向炉内送二次空气，会使挥发分在炉
4、内基本燃尽。至于逸 出挥发分后的焦炭在炉排上的燃烧问题，由于焦炭表面形成一层惰性燃烧产物(灰分、二氧 化碳)等，阻碍着空气与焦炭的接触，使燃烧速度变慢，焦炭燃烧不完全。为此应增加对燃 料的拨火次数。这样做既有利于清除焦炭表面的惰性产物，又有利于空气与焦炭接触，焦炭 能迅速而完全燃烧。(3) 燃尽阶段 随着可燃成分的减少和燃烧速度的减慢，燃料进入燃尽阶段。燃烧后形 成的灰渣是不可燃的矿物质，在高温灰渣熔化的情况下，会把一些未烧尽的焦炭包住，使焦 炭不能继续燃烧。因此，在燃尽阶段，除了应当维持炉内的适当温度、供应适量的空气和进 行必要的拨火工作外，还应该使燃料在炉内停留一定的时间，以保证燃料燃尽。
5、固体燃料在 不同的燃烧阶段所需要的空气量是不同的。在锅炉运行工作中，必须根据炉型、煤种和燃烧 方式的不同，大体上划分出各个燃烧阶段，再根据不同的燃烧特点进行分段送风，以保证燃 料正常燃烧。2. 影响燃料着火与燃烧的因素燃料的性质对着火和燃烧影响很大。为使燃料燃烧迅 速而完全，一般应注意以下四点：(1) 炉温炉温高，促使燃料很快着火，燃烧也就越快。但炉温过高，会形成炉内结渣。(2) 空气量空气量过少会使燃料可燃成分因得不到氧气而燃烧不完全。如果空气量过 大，也会加大排烟量，使排烟损失增加，甚至会降低炉温，影响燃烧。因此，要保持最合适 的空气量。如燃料分阶段燃烧，要采用分段送风的办法。（3）混合燃
6、料与空气的良好接触混合，对燃烧是否迅速和燃烧是否完全影响很大。向炉内供给一次风量，一般只能满足挥发分燃烧的需要。挥发分越少的煤，要求一次风 的风量应少些，风速应低些，风温应高些。二次风起混合搅拌的作用，应分期供给，但供给要及时，并保证有一定的风速。（4）时间 如果燃料可燃成分在炉内没有足够的停留时间，会造成不完全燃烧。为此，应 使炉膛有足够的空间，在燃料进入燃尽阶段，应使燃料在炉内停留一定的时间，以保证燃料 燃尽。如燃用烟煤的炉膛就应比燃用无烟煤的炉膛高大宽敞些，以确保挥发分燃尽；再如链 条炉，则要求有足够的长度。总之，要做到燃料燃烧迅速而完全，必须在燃烧过程的三个阶段中，注意掌握燃烧的四 要
7、素：1）足够的反应温度；2）充足的氧气供应；3）燃料与空气的良好混合；4）充分的燃烧时问和足够的燃烧空间。二、锅炉燃烧设备的任务和分类锅炉燃烧设备的任务，是使燃料及时的着火并尽可能地把燃料中的可燃成分燃尽，同时 使燃料中的潜在热量全部释放出来 锅炉燃烧设备的类型很多。目前，锅炉常用的燃烧设备， 按照组织燃烧方式的不同，可分为以下三大类（图31）。1. 层燃燃烧又称火床燃烧，在工业锅炉中应用最多。所谓层状燃烧是指燃料（煤块）以 一定厚度分布（撒布）在炉排上进行燃烧，空气从炉排下送入，流经燃料层参与燃烧反应。燃 料可燃烧的部分（主要是可燃气体）在炉膛中燃烧，另一部分（主要是焦炭）在炉排上的燃烧层
8、中燃烧。层燃燃烧适用于不同煤种，对颗粒大小一般无特殊要求。只要空气与煤层混合良好，并 有一定的燃烧温度就能达到理想的燃烧。2. 悬浮燃烧是指将燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷人炉膛中进行燃烧的燃烧方式。悬浮燃烧燃料与空气混合良好，燃烧反应迅速，反应完全，热效率高，容易实行自动化 操作；适应外界负荷变化的能力强，对燃料的适应性强。但设备复杂，运行要求高，耗电较 多。3. 沸腾燃烧是指燃料在适当流速和空气的作用下，在炉膛中呈流态化（翻滚）进行燃烧 的一种方式。沸腾燃烧蓄热量大，燃烧反应强烈，特别适合燃用高灰分、低热值和低挥发分的劣质煤。 但耗电量大，设备磨损严重，排放量大，必须将煤加工成直径平均为20毫米（mm）的颗粒进 行燃烧。
