1、單位名稱青島市石化高級(jí)技工學(xué)校課程編號(hào)SHGJX-RD-005課程名稱燃料與燃燒設(shè)備總 課 時(shí)36授課時(shí)間201509-201601上課班級(jí)15熱電1、2任課老師董道濤頁(yè) 碼共20頁(yè)，第21頁(yè)燃料與燃燒設(shè)備課程章節(jié)目錄序號(hào)模塊子任務(wù)課時(shí)進(jìn)度1模塊一、燃料的認(rèn)知任務(wù)1、燃料的資源1第1周任務(wù)2、燃料的成分和性質(zhì)1第1周任務(wù)3、燃料成分的表示和換算2第2周任務(wù)4、燃料的發(fā)熱量1第3周任務(wù)5、揮發(fā)分和焦炭1第3周任務(wù)6、我國(guó)煤的分類2第4周任務(wù)7、液體和氣體燃料2第5周2模塊二、物質(zhì)平衡與熱平衡任務(wù)1、空氣量計(jì)算2第6周任務(wù)2、完全燃燒時(shí)煙氣量計(jì)算2第7周任務(wù)3、不完全燃燒時(shí)煙氣量計(jì)算2第8周任務(wù)4

2、、過(guò)量空氣系數(shù)2第9周任務(wù)5、鍋爐的空氣平衡2第10周任務(wù)6、空氣和煙氣的焓2第11周任務(wù)7、鍋爐的熱平衡2第12周任務(wù)8、鍋爐效率及燃料消耗量1第13周3模塊三、煤粉爐燃燒任務(wù)1、煤粉的一般性質(zhì)1第13周任務(wù)2、煤粉制備1第14周任務(wù)3、煤粉氣流的燃燒1第14周任務(wù)4、煤粉爐爐膛2第15周任務(wù)5、旋流式煤粉燃燒器2第16周任務(wù)6、直流式煤粉燃燒器2第17周任務(wù)7、旋風(fēng)爐2第18周燃料與燃燒設(shè)備課程章節(jié)講授內(nèi)容序號(hào)課題課時(shí)目標(biāo)與內(nèi)容授課方式授課地點(diǎn)燃料概述10課時(shí)：其中理論4課時(shí)，實(shí)訓(xùn)6課時(shí)教學(xué)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)燃料、燃料的主要元素、學(xué)會(huì)燃料成分的表示和換算、重點(diǎn)：燃料發(fā)熱量、標(biāo)準(zhǔn)煤、燃料的成分及換算

3、基準(zhǔn)、我國(guó)煤炭分類、氣體燃料。難點(diǎn)：燃料的成分及換算、燃料低位發(fā)熱量任務(wù)1、認(rèn)識(shí)燃料的資源燃料：是指通過(guò)燃燒可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的物質(zhì)，而且獲取的熱能在技術(shù)上是可以被利用的，在經(jīng)濟(jì)上也是合理的。目前，燃料是人類利用的主要能源，它約占總能源的97%?，F(xiàn)在世界上利用的主要燃料是有機(jī)燃料，即煤炭、石油、天然氣等。近年來(lái)核燃料發(fā)展較快，在新能源中占首要地位。各種燃料，包括固體燃料、液體燃料和氣體燃料均屬有機(jī)燃料。鍋爐燃料主要是煤、油頁(yè)巖、石油制品 和天 然氣等。在我國(guó)，煤是鍋爐的主要燃料，燃燒重油和天然氣的電站鍋爐，只占很小的比例。我國(guó)的燃料政策是電站鍋爐盡量使用劣質(zhì)燃料。中國(guó)2015年消耗煤炭36

4、億噸我國(guó)能源占有量較高，但人均能源占有量很低。任務(wù)2、認(rèn)識(shí)燃料的成分和性質(zhì)燃料的主要元素是：碳（C）、氫（H）、氧（O）、硫（S）、灰分（A）和水分（W）。除灰分和水分之外，其他元素多以化合物狀態(tài)存在。1碳（C）：是燃料中的主要可燃元素。它在燃料中不是以自由碳存在，而是和氧、氫、硫等形成復(fù)雜的化合物。純碳很難著火燃燒。1kg純碳完全燃燒時(shí)，可放出大約32866kJ的熱量。含碳量愈高的煤，發(fā)熱量愈高，而著火及燃燒均較困難。2氫（H）：氫也是燃料中的可燃質(zhì)。1kg氫安全燃燒時(shí)，能放出120370kJ的熱量。是碳的3.5倍。氫在燃料中主要以碳?xì)浠衔镄问酱嬖?。?dāng)燃料被加熱時(shí)，碳?xì)浠衔镆詺鈶B(tài)揮發(fā)出來(lái)

5、，所以燃料中含氫越高，越容易著火燃燒。3.氧（O）和氮（N）：它們都是不可燃成分。由于氧與燃料中一部分氫和碳組成化合物，使燃料中的可燃物質(zhì)相對(duì)養(yǎng)活燃料發(fā)熱量有所降低。燃料中的氧含量變化很大，液體燃料僅含1%左右，固體燃料的含氧量則隨碳化的加深而養(yǎng)活如無(wú)煙煤的含量氧僅量1%-2%，而泥煤卻高達(dá)40%。燃料中的含氮量很少，約為0.5%-2.5%。4. 硫（S）：它在燃料中常以三種形式存在。（1）有機(jī)硫，它和燃料中碳、氫、氧等結(jié)合成復(fù)雜的化合物均勻分布在燃料中。（2） 黃鐵礦，以金屬硫化物存在，其中主要是FeS。（3） 硫酸鹽硫，如CaSO4、Na2SO4等。有機(jī)硫和黃鐵礦硫都能燃燒放出熱量，稱可燃

6、硫或揮發(fā)硫，可寫成Sr。硫酸鹽硫不參加燃燒，是灰分的一部分。5.灰分（A）：是燃料中不可燃的雜質(zhì)。無(wú)論是固體還是液體都或多或少地含有不能燃燒的礦物雜質(zhì)。它可分為內(nèi)部雜質(zhì)和外部雜質(zhì)外部雜質(zhì)是在開(kāi)采和運(yùn)輸過(guò)程中混入的礦石、砂和泥土等。固體燃料中的礦物雜質(zhì)主要是瓷土和氧化硅心臟其他金屬氧化物等，油頁(yè)碉中含有大量碳酸鹽。石油中的雜質(zhì)主要是鐵的各種鹽類和氧化物。由上述可知，灰分不含于燃料之中，而是當(dāng)燃料燃燒時(shí)由礦物雜質(zhì)形成的。對(duì)于各種燃料，其灰分含量相差很大，如氣體燃料基本上不含灰分，固體燃料的灰分則可能很多?；胰埸c(diǎn)是燃料的重要特性，灰的熔融性與成分及含量、介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，一般爐內(nèi)為弱還原性介質(zhì)。6. 水

7、分（W）：是燃料中的雜質(zhì)。它主要決定于燃料的化學(xué)性質(zhì)和碳化程度，也和埋藏、開(kāi)采、運(yùn)輸和儲(chǔ)存的條件有關(guān)。應(yīng)用水分是燃料的全水分，它由兩部分組成，一部分稱為內(nèi)在水分，即在大氣狀態(tài)下風(fēng)干的煤保持的吸收水分，隨著形成的化學(xué)年代的減少;另一部分稱外在水分,即煤的表面及顆粒之間所保持的水分,隨外界的環(huán)境而有較大的變動(dòng)。折算水分（灰分）：每送入爐膛4186.8KJ(1000kcal)的熱量所帶入的水分和灰分。 標(biāo)準(zhǔn)燃料：應(yīng)用基低位發(fā)熱量是29271 KJ/kg（7000 KJ/kg）的燃料。這樣就可以把實(shí)際消耗的燃料量折合成標(biāo)準(zhǔn)燃料量。標(biāo)準(zhǔn)燃料主要為了不同鍋爐燃用不同燃料時(shí)相互比較。任務(wù)3、燃料成分的表示和

8、換算一燃料成分的表示為了實(shí)際需要和理論研究方便起見(jiàn)，固體和液體燃料用質(zhì)量百分比表示其成分，通常采用四種“基”表示燃料成分的組成。1 應(yīng)用基：以包括全部水分和灰分的燃料作為100%的成分。亦即鍋爐燃料的實(shí)際應(yīng)用成分。應(yīng)用基成分的表示符號(hào)2 分析基：以去掉外在水分 的燃料作為100%的成分，亦即試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行燃料分析時(shí)的分析試樣成分。分析基成分的表示符號(hào)3.干燥基：以去掉全部水分的燃料作為100%的成分。燃料在開(kāi)采、貯運(yùn)過(guò)程中，水分會(huì)變化，這將引起應(yīng)用基其他成分的變化，為了準(zhǔn)確比較燃料中的灰分，采用了干燥基成分，它不受水分變化的影響。它的表示符號(hào)4.可燃基：以去掉水分和灰分的燃料作為100%的成分。

9、同一種燃料的灰分隨開(kāi)采、貯運(yùn)、加工情況而變，燃料的可燃基成分能更準(zhǔn)確地反映出燃料實(shí)質(zhì)，便于區(qū)別燃料的種類。它的表示符號(hào)二 燃料成分的表示方法的換算上述各種“基”之間存在一定的關(guān)系、可以互相轉(zhuǎn)換。任務(wù)4、燃料的發(fā)熱量及計(jì)算燃料的發(fā)熱量有高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量?jī)煞N。高位發(fā)熱量Qgw1kg(1Nm3)燃料完全燃燒后放出的全部熱量，包括煙氣中水蒸汽凝結(jié)時(shí)放出的熱量。 低位發(fā)熱量Qdw1kg(1Nm3)燃料完全燃燒后放出的全部熱量，再扣除水蒸汽的汽化潛熱后所得的熱量。燃料在鍋爐燃燒后，排出煙氣一般還具有相當(dāng)高的溫度煙氣中的水蒸汽不可能凝結(jié)下來(lái)，這樣就帶走了一部分汽化潛熱，因而鍋爐技術(shù)中通常采用低位發(fā)熱量

10、作為計(jì)算依據(jù)。 各種“基”低位發(fā)熱量之間的換算要以高位發(fā)熱量之間的換算作為中介。1.5 揮發(fā)分和焦炭煤在隔絕空氣的情況下加熱，煤中的有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)發(fā)生分解并析出氣態(tài)物質(zhì)（主要是H2，CmHm,CO和CO2等），這些氣態(tài)物質(zhì)叫做揮發(fā)分，用V表示。揮發(fā)分不以自然狀態(tài)存在于燃料中,而是煤在高溫下受熱分解的產(chǎn)物，隨加熱溫度和加熱時(shí)間的不同，煤的分解程度也不同。 揮發(fā)分除取決于燃料本身性質(zhì)外，還與加熱條件有關(guān)，溫度愈高，析出揮發(fā)分愈多。揮發(fā)分終止析出的溫度不低于11001200 。析出揮發(fā)分后剩下的殘留固態(tài)物質(zhì)叫做焦炭。粉末狀煤隔絕空氣熱后，所得，焦炭可能結(jié)成塊狀，也可能仍呈粉末狀，這種性質(zhì)稱為煤的焦結(jié)

11、性，它也是煤的重要特性之一。測(cè)定揮發(fā)分后剩余的焦炭量減去灰分又稱為固定碳。煤的發(fā)熱量、揮發(fā)分、固定碳、灰分、水分、焦結(jié)性和灰熔點(diǎn)是它的重要特性，測(cè)定這些特性的實(shí)驗(yàn)稱為工業(yè)分析。煤的焦結(jié)性根據(jù)焦炭的外形和強(qiáng)度來(lái)判斷，它可以分為以下八類：1 粉狀。2 粘著。3 弱粘結(jié)。4不熔融粘結(jié)。5不膨脹熔融粘結(jié)。6微膨脹熔融粘結(jié)。7膨脹熔融粘結(jié)。8 強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)。為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，可用上列序號(hào)作為各種焦炭特性的代號(hào)。測(cè)定揮發(fā)分后剩余的焦炭量減去灰分，又稱為固定碳。煤的發(fā)熱量、揮發(fā)分、固定碳、灰分、水分、焦結(jié)性和灰溶點(diǎn)是它的重要特性，測(cè)定這些特性的實(shí)驗(yàn)稱為工業(yè)分析。煤的工業(yè)分析成分也可用各種“基“來(lái)表示。任務(wù)6、

12、我國(guó)煤的分類煤是由植物形成的。按照煤的碳化程度，可以分為：無(wú)煙煤、煙煤、褐煤和泥煤。此外還有油頁(yè)巖。任務(wù)7、液體和氣體燃料一 液體燃料石油，或稱原油，是天然的液體燃料，但一般不直接用于鍋爐。鍋爐燃油是重油或渣油，它是原油常壓下進(jìn)行分餾，得到汽油、煤油和柴油等輕 質(zhì)油類后所剩下殘留物。重油的主要特性指標(biāo)有粘度、密度、凝固點(diǎn)、閃點(diǎn)、發(fā)熱量、硫分、機(jī)械雜質(zhì)水分等，它們對(duì)重油的燃燒、運(yùn)輸和貯存有很大影響。(1) 粘度：影響運(yùn)輸和霧化質(zhì)量。我們通常采用恩氏粘度計(jì)測(cè)量燃油的粘度，用°E表示。油的粘度與溫度、壓力等因素有關(guān)。粘度受溫度影響較顯著；溫度升高，油的粘度降低。一般，當(dāng)油的粘度在8030&

13、#176;E 時(shí)，才能保證在油管中順利輸送。(2) 閃點(diǎn)及燃點(diǎn)：在大氣壓力下，油被加熱到適當(dāng)溫度后，其表面上形成一定濃度的油的蒸汽和空氣的混合物，如和明火接觸，則發(fā)生暫短的閃光。這時(shí)的油溫稱為閃點(diǎn)。閃點(diǎn)可在開(kāi)口或閉口儀器中測(cè)定，閉口閃點(diǎn)通常比開(kāi)口閃點(diǎn)高2040攝氏度。油達(dá)到閃點(diǎn)后，再繼續(xù)加熱，油面上的油氣和空氣的混合物遇到明火時(shí)能點(diǎn)燃著火，且燃燒時(shí)間能持續(xù)5秒鐘以上，這時(shí)油的最低溫度稱為燃點(diǎn)。重油的燃點(diǎn)比閃點(diǎn)高1030攝氏度。閃點(diǎn)和燃點(diǎn)是鑒別重油著火燃燒的重要指標(biāo)。為保證安全，重油在敞口容器內(nèi)加熱的最高油溫要低于閃點(diǎn)10攝氏度，閃點(diǎn)越低，起火危險(xiǎn)性越大。重油的閃點(diǎn)一般在65120攝氏度。這時(shí)油

14、的最低溫要低于閃點(diǎn)10攝氏度，閃點(diǎn)越低，起火危險(xiǎn)性越大，重油的閃點(diǎn)一般在65120攝氏度。(3) 凝固點(diǎn)：它是以傾斜45度試管中的油經(jīng)過(guò)510秒鐘不發(fā)生流動(dòng)的溫度來(lái)確定的。油中含石蠟越高，凝固點(diǎn)越高。凝固點(diǎn)高的油不易從油罐或油槽中流出，必須加熱；沿管道運(yùn)輸時(shí)必須保溫。(4) 硫分：石油中的硫一般以化合物存在,但很不穩(wěn)定,受熱時(shí)易分解。石油經(jīng)過(guò)煉制后80%的硫殘留在重油中。和煤一樣,重油中含硫會(huì)引起鍋爐受熱面的腐蝕、積灰和污染大氣。重油按含硫量,可分為高硫油、中硫油和低硫油三種。(5) 水分和灰分：石油從地下開(kāi)采出來(lái)一般含水分較高，一般交付運(yùn)輸前必須進(jìn)行脫水處理，水分應(yīng)小于2%。重油和水的密度很

15、接近。水分過(guò)高不易均勻分布在油中，出現(xiàn)油水分層時(shí)危害更大，會(huì)使?fàn)t內(nèi)火焰脈動(dòng)，有時(shí)會(huì)造成鍋爐滅火事故。二 氣體燃料氣體燃料有天然煤氣及人工煤氣兩類。 天然煤氣（天然氣），分純氣田煤氣和油田伴生煤氣（簡(jiǎn)稱氣田煤氣和油田煤氣）兩種。它們的主要成分是碳?xì)浠衔?同時(shí)會(huì)有少量烷屬重碳?xì)浠衔顲mHn+2 。氣田煤氣的甲烷含量更高些，約90%-98%，油田煤氣的甲烷為75%-87%，且CO2含量較高，有時(shí)達(dá)10%。天然氣的發(fā)熱量很高。人工煤氣種類繁多，據(jù)獲得的方法不同有：液化石油氣、煉焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣和發(fā)生爐煤氣等。除液化石油氣外，它們的發(fā)熱量都很低，屬低熱值氣體燃料。1、理論講解：（1）燃料的定義；（

16、2）資源和能源；（3）礦物燃料、清潔燃料與可持續(xù)發(fā)展；（4）燃料的元素分析；（5）燃料的工業(yè)分析；（6）煤的灰熔點(diǎn)；（7）標(biāo)準(zhǔn)煤；（8）15度卡和20度卡；（9）煤中有害元素；（10）表面水分和固有水分；（11）四種分析基準(zhǔn)；（12）高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量；（13）煤炭的分類；（14）粘度：恩氏粘度，動(dòng)力粘度，運(yùn)動(dòng)粘度；（15）油的閃點(diǎn)、燃點(diǎn)；（16）油作為燃料的安全要求和安全措施；（17）氣體燃料分類；（18）天然氣的特性；（19）天然氣低位發(fā)熱量；（20）水煤氣、空氣煤氣、半水煤氣；（21）液化石油氣；（22）能量守恒定律；（22）能量的品位教室4課時(shí)+北五樓仿真教室2課時(shí)+實(shí)訓(xùn)樓2課時(shí)+

17、學(xué)校鍋爐房2課時(shí)物質(zhì)平衡與熱平衡任務(wù)1、空氣量計(jì)算燃燒就是燃料中的可燃元素和氧化劑進(jìn)行化合的化學(xué)反應(yīng)；在反應(yīng)過(guò)程中強(qiáng)烈析出熱量，并使燃燒產(chǎn)物的溫度升高。在作空氣量及煙氣量計(jì)算時(shí)，假定：1)空氣和煙氣的所有組成成分（包括水蒸氣），都可以相當(dāng)準(zhǔn)確地當(dāng)作理想氣體進(jìn)行計(jì)算。因此，每千摩爾氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容光煥容積是22.4Nm3;2)所有空氣和氣體容積計(jì)算的單位都是Nm3/kg(氣體燃料為Nm3/Nm3),即以0攝氏度和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（0.1013Mpa）狀態(tài)下的立方米為單位。恰好能滿足1kg(1Nm3)的燃料完全燃燒所需要的空氣量稱為理論空氣量。 在鍋爐的實(shí)際運(yùn)行中，由于現(xiàn)有的燃燒設(shè)備難于保證燃料

18、和空氣的徹底混合，因此，為保證燃料完全燃，就不能只供給理論空氣需要量，必須多供給一些，多供給的這部分空氣量就稱為過(guò)量空氣量,亦即燃燒1kg燃料所需要的實(shí)際空氣量等于理論空氣量加上過(guò)量空氣量。實(shí)際空氣量與理論空氣量的比值稱為過(guò)量空氣系數(shù),用表示。過(guò)量空氣系數(shù)是鍋爐運(yùn)行中的一個(gè)重要指標(biāo)。其值過(guò)大,表示過(guò)量空氣太多,一方面使?fàn)t內(nèi)溫度降低,另一方面它將部分熱量從煙囪帶走，增加了熱量損失。過(guò)量空氣系數(shù)太小，則燃燒反應(yīng)進(jìn)行得不完全，會(huì)增加不完全燃燒損失。因此在保證充分燃燒的前提下，盡可能減小過(guò)量空氣系數(shù)。合理的過(guò)量空氣系數(shù)和很多因素有關(guān)，例如：燃料性質(zhì)、燃燒方式、燃燒設(shè)備結(jié)構(gòu)等。 任務(wù)2、完全燃燒時(shí)煙氣量

19、計(jì)算當(dāng)完全燃燒時(shí)，煙氣由以下成分組成：1）燃料中可燃元素的完全燃燒產(chǎn)物CO2和SO2是三原子氣體，在煙氣中總稱為RO2；2）燃料和空氣中的氮N2；3）過(guò)量空氣中未被利用的自由氧O2；4）水蒸氣,除燃料中氫完全燃燒所形成的水蒸氣外,還有因燃料的水分蒸發(fā)所形成的水蒸氣和隨空氣濕度進(jìn)入爐中的水蒸氣。1.三原子氣體體積在理論空氣量下（即當(dāng)=1時(shí)），燃料燃燒所生成的煙氣體積稱理論煙氣量，用V0Y表示，它是由三原子氣體、理論氮?dú)夂屠碚撍魵饨M成。2. 理論氮?dú)怏w積V0N2:3. 理論水蒸汽的體積V0H2O（1）燃料中水分帶來(lái)的水蒸汽容積。（2）燃料中氫燃燒生成的水蒸汽容積。（3）理論空氣量帶入的水。任務(wù)3

20、、不完全燃燒時(shí)煙氣量計(jì)算當(dāng)燃料不完全燃燒時(shí)，煙氣中除有完全燃燒產(chǎn)物外，還將出現(xiàn)可燃?xì)怏w：一氧化碳、甲烷、氫氣和重碳?xì)浠衔锏取Ｒ话銦煔庵蠬2、CH4等含量很少，特別是燃煤時(shí)，不完全燃燒產(chǎn)物主要是CO。假定不完全燃燒產(chǎn)物僅有CO，且已知煙氣成分RO2和CO時(shí)，可計(jì)算煙氣體積。1kg碳完全燃燒產(chǎn)生CO2的體積和不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO的體積相等，但是在不完全燃燒時(shí)由于產(chǎn)生CO所利用的氧減少，從而使得煙氣中過(guò)剩的自由氧量增加。任務(wù)4、過(guò)量空氣系數(shù)一 煙氣分析爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)有一最佳值，這是運(yùn)行人員應(yīng)該力求保持的，目的是為了減少鍋爐的熱損失，提高鍋爐的熱效率。其測(cè)量原理是分析煙氣的成分,當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)

21、改變時(shí),煙氣中的各成分也將產(chǎn)生不同的變化。煙氣分析是在煙氣分析器中進(jìn)行的,煙氣分析器按其工作原理分為如下兩大類。（1）利用選擇性吸收的方法來(lái)測(cè)定煙氣中各成分的容積。（2）根據(jù)各種氣體的物理性質(zhì)不同，從而測(cè)定其含量。二. 鍋爐運(yùn)行時(shí)的計(jì)算的計(jì)算當(dāng)完全燃燒時(shí)，過(guò)量空氣量可以用煙氣中自由氧的含量計(jì)算。如果燃燒不完全，則過(guò)量空氣量必須按假定完全燃燒后剩余的自由氧來(lái)計(jì)算。任務(wù)5、鍋爐的空氣平衡燃燒產(chǎn)物從爐膛出來(lái)后，經(jīng)過(guò)凝渣管、過(guò)熱器、省煤礦器及空氣預(yù)熱器等，最后由引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排向大氣。對(duì)一般負(fù)壓運(yùn)行的鍋爐來(lái)說(shuō)，空氣可以通過(guò)門、孔及爐墻不嚴(yán)密處漏入煙道，因此，所謂鍋爐的空氣平衡，即送入鍋爐的空氣與排出鍋爐

22、的空氣之間存在的平衡。受熱面后的過(guò)量空氣系數(shù)等于受熱面前的過(guò)量空氣系數(shù)加上漏風(fēng)系數(shù)。 在進(jìn)行爐膛或懸浮室傳熱計(jì)算時(shí)，煙氣成分按其出口過(guò)量空氣系數(shù)計(jì)算。對(duì)流受熱面中的煙氣速度和成分按該受熱面進(jìn)口和出口處過(guò)量空氣系數(shù)的算術(shù)平均值計(jì)算。 在負(fù)壓運(yùn)行鍋爐中，隨著煙氣流程，爐膛及各受熱面煙道中均有空氣漏入，所以值不斷增大。因?yàn)槿紵跔t膛出口處結(jié)束，通常認(rèn)為，爐膛部分所漏入的空氣還能夠參加燃燒，而爐膛以后各受熱面處的漏風(fēng)都不能參加燃燒。因此，通常所講的燃燒設(shè)備所用的過(guò)量空氣系數(shù)，是指爐膛出口處的過(guò)量空氣系數(shù)"l 。選取合適的過(guò)量空氣系數(shù)是降低鍋爐的熱損失、提高鍋爐熱效率的重要手段。最佳過(guò)量空氣系

23、數(shù)隨燃料和燃燒設(shè)備的不同而不同。在鍋爐燃燒過(guò)程中，在保證安全燃燒的前提下，要盡是量減小過(guò)量空氣系數(shù)。 對(duì)于缺乏煙氣分析條件的小型鍋爐，可看火、看煙粗略判斷空氣量的多少。如煙色發(fā)白，火焰光亮炫目，則表示空氣量太多；如果煙色濃黑，火焰呈暗黃色，則表示空氣量不足，均需加以調(diào)整。當(dāng)鍋爐的燃料有所變化或外界負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)時(shí)，運(yùn)行人員必須及時(shí)地調(diào)整風(fēng)量，使燃燒過(guò)程繼續(xù)保持在最佳過(guò)量空氣系數(shù)下進(jìn)行，保證獲得較高的鍋爐效率。在高速風(fēng)量時(shí),必須注意送、引風(fēng)機(jī)同時(shí)調(diào)整，以保持爐膛上部的負(fù)壓為1020Pa。當(dāng)燃燒不穩(wěn)定時(shí)，可以提高到2030Pa，以避免爐煙外噴。但應(yīng)盡力避免負(fù)壓過(guò)大，否則漏風(fēng)增加，導(dǎo)致?tīng)t膛溫度降低，排

24、煙損失和不完全燃燒損失增加，引風(fēng)機(jī)電耗增加。任務(wù)6、鍋爐的熱平衡鍋爐的熱平衡就是送入鍋爐的熱量和各項(xiàng)損失以及有效利用的熱量之間的平衡。利用熱平衡可以確定鍋爐的各項(xiàng)熱損失、有效利用熱量、鍋爐效率，從而確定燃料的消耗量。為了提高鍋爐的熱效率，減少熱損失，當(dāng)檢查鍋爐的設(shè)計(jì)質(zhì)量、運(yùn)行水平、研究鍋爐的工作情況時(shí)，必須進(jìn)行熱工試驗(yàn)，求出鍋爐的效率和各項(xiàng)損失，列出熱平衡方程式，分析引起損失的原因，以便采取措施，提高鍋爐效率。熱平衡是熱工試驗(yàn)的基礎(chǔ)。一 熱平衡方程式相應(yīng)于1kg燃料（對(duì)氣體燃料則是1Nm3）在穩(wěn)定工況時(shí)，熱平衡方程式如下： Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kJ/kg式中： Qr送入鍋

25、爐的熱量，kJ/kgQ1有效利用熱量，kJ/kg；Q2排煙損失，kJ/kg；Q3氣體不完全燃燒損失，kJ/kg；Q4固體不完全燃燒損失，kJ/kg；Q5鍋爐的散熱損失，kJ/kg；Q6灰渣物理熱損失，kJ/kg。有效利用熱量和送入鍋爐熱量之比叫做鍋爐的熱效率，它表示有多少熱量是有效利用的。在設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)，我們可以通過(guò)熱平衡計(jì)算，求出鍋爐的熱效率。對(duì)于運(yùn)行的鍋爐，必須通過(guò)熱平衡試驗(yàn)，方可求出鍋爐的效率。熱平衡法有兩種：1 正平衡法：直接測(cè)定鍋爐的有效利用熱量Q1及送入鍋爐的熱量Qr,然后計(jì)算鍋爐效率：2 反平衡法：測(cè)定鍋爐的各項(xiàng)熱損失，然后按下式計(jì)算。即: =100-（q2+q3+q4+q5+q6

26、）%當(dāng)全面鑒定鍋爐時(shí)，要求既能做正平衡試驗(yàn)又做反平衡試驗(yàn)。二. 送入鍋爐的熱量 送入鍋爐的熱量是指由鍋爐范圍以外輸入的熱量 ,不包括在鍋爐范圍內(nèi)循環(huán)的熱量，它由以下幾項(xiàng)組成：Qr=Qydw+ir+ Qwr+ Qzq-Qt kJ/kg三 . 鍋爐的熱損失1.排煙熱損失q2它是由于排出鍋爐時(shí)的煙氣溫度比進(jìn)入鍋爐時(shí)的空氣溫度高而造成的熱損失。也是鍋爐熱損失中主要的一項(xiàng)。影響排煙熱損失的主要因素：是排煙溫度和煙氣體積。排煙溫度提高,則q2增大,一般排煙溫度提高10，q2約增加1%，因此希望排煙溫度盡可能低。但是，要降低排煙溫度必須增加鍋爐尾部受熱面。而尾部溫差較小，傳熱不強(qiáng)烈。這樣使金屬耗量增加，此外

27、，排煙溫度選擇太低，還可能造成尾部受熱面的低溫腐蝕因此，合理的排煙溫度，應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。一般排煙溫度約為130200。 對(duì)于大型鍋爐，一般q2=4%-8%，對(duì)于裝省煤器的工業(yè)鍋爐q2=6%-12%.在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，由于受熱面結(jié)渣、積灰或結(jié)垢，都使傳熱惡化而導(dǎo)致排煙溫度升高，因此，必須經(jīng)常保持受熱面清潔。 2.氣體不完全燃燒損失q3它是指煙氣中殘留的可燃?xì)怏w成分（例如CO、H2、CH4等）未燃燒放熱而造成的熱量損失。因此，它等于各可燃?xì)怏w容積發(fā)熱量乘積的總和。影響氣體不完全燃燒的主要因素是：爐膛過(guò)量空氣系數(shù)、燃料性質(zhì)、爐膛爐內(nèi)氣流的混合流動(dòng)工況等。一般vr多的燃料,其q3損失較大,

28、這時(shí)應(yīng)注意爐內(nèi)風(fēng)、火焰的充滿度及爐內(nèi)的空氣動(dòng)力工況,須使可燃?xì)怏w及時(shí)獲得充分的氧氣，減少不完全燃燒。爐內(nèi)的溫度水平也不能過(guò)低，否則影響CO的燃盡。在正常燃燒情況下，q3一般取q3=0-0.5%。3.固體不完全燃燒損失q4它是由于部分固體燃料顆粒在爐內(nèi)未能完全燃燒所引起的，這些燃料顆粒可能隨爐渣排出爐膛、經(jīng)過(guò)爐篦漏入灰坑，或隨時(shí)同煙氣中的飛灰飛走，或沉積在煙道內(nèi)。當(dāng)燃燒液體燃料或氣體燃料時(shí)，由于重碳?xì)浠衔锓纸舛a(chǎn)生碳黑，也會(huì)產(chǎn)生固體不完全燃燒損失。由此可見(jiàn)，固體不完全燃燒損失由以下幾部分組成：(1) 爐渣損失由爐渣中未燃燒或未燃盡碳粒引起的損失；（2）漏煤損失由部分燃料經(jīng)爐排落入灰坑引起的損失

29、，它只存在于火床爐中，對(duì)室燃爐其值為0。（3）飛灰損失因未燃盡飛灰隨煙氣排出爐外而引起的損失。影響q4的因素主要有：燃料種類和性質(zhì)、燃燒設(shè)備及爐膛型式、運(yùn)行方式、爐膛溫度及爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)等。對(duì)于固態(tài)排渣爐， q4一般：燃煙煤時(shí)2%，無(wú)煙煤時(shí)4%。4.散熱損失q5鍋爐的散熱損失是指鍋爐爐墻、金屬結(jié)構(gòu)及鍋爐范圍內(nèi)的煙風(fēng)道、汽水管道、聯(lián)箱等向四周環(huán)境散失的熱量。q5一般可查圖或表進(jìn)行選取。當(dāng)鍋爐在非額定工況下運(yùn)行時(shí)， q5值相應(yīng)改變，可按下式計(jì)算：影響散熱損失的因素有：鍋爐外表面積大小、表面溫度、爐墻結(jié)構(gòu)、絕緣層的隔熱性能與厚度以及周圍環(huán)境溫度等等。當(dāng)進(jìn)行鍋爐設(shè)計(jì)時(shí),需要計(jì)算各個(gè)受熱面煙道的散熱損失

30、。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可以認(rèn)為，散熱損失和各受熱面煙 道內(nèi)的煙氣放出的熱量成正比，其余的熱量被受熱面被受熱面所吸收。它可用保溫系數(shù)來(lái)計(jì)算。保熱系數(shù)就是工質(zhì)吸收的熱量一與煙氣放出的熱量的比值。它是受熱面?zhèn)鹘o工質(zhì)的熱量與煙氣放出的熱量之比值。5.灰渣物理熱損失q6它是爐渣或溢流灰排出鍋爐時(shí)帶走的熱量，它的大小與排渣量與排渣溫度有關(guān)。 對(duì)于火床爐和液態(tài)排渣煤粉爐,必須計(jì)算,而對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐，只有當(dāng)燃料中的灰分時(shí)，才考慮，其他情況可忽略不計(jì)。對(duì)于 沸騰爐則另有計(jì)算公式。 鍋爐的效率是鍋爐的總有效利用熱量占鍋爐送入熱量的百分比。鍋爐的總有效利用熱量過(guò)熱蒸汽鍋爐 1、空氣中的成分：N2-78、O2-21、惰

31、性氣體-0.94，CO2-0.03，H2O-0.032、標(biāo)準(zhǔn)立方米3、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，標(biāo)準(zhǔn)狀況；通常狀況；4、幾種壓力的單位換算：Pa，MPa，atm，ata，mmHg，mH2O，bar。5、絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓、真空度；6、壓力表測(cè)量原理，7、壓力表分類與應(yīng)用；8、U型管壓力計(jì)；9、爐膛負(fù)壓取壓點(diǎn)的位置；10、燃燒的定義；燃燒發(fā)生的三個(gè)條件；11、過(guò)量空氣系數(shù)；12、燃料燃燒的產(chǎn)物；13、定溫過(guò)程，定容過(guò)程，定壓過(guò)程，定熵過(guò)程；14、理想氣體狀態(tài)方程；15、煙氣中SO2來(lái)源，危害；16、三大公害、溫室效應(yīng)；17、過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)高過(guò)低的危害；18、不同爐型要求的煙氣氧含量的指標(biāo)范圍；19、煙氣中

32、H2O的來(lái)源；20、煙氣的露點(diǎn)；21、排煙溫度控制；22、排煙溫度對(duì)脫硫反應(yīng)的影響；23、鍋爐物料平衡；鍋爐空氣平衡；24、奧氏分析儀；25、過(guò)量空氣系數(shù)測(cè)量與計(jì)算；26、熱平衡方程式；27、Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6各代表的含義；28、最大的一項(xiàng)熱損失；29、熱效率；30、正平衡、反平衡；煤粉爐的燃燒機(jī)理任務(wù)1、煤粉的一般性質(zhì)煤粉爐的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：懸浮狀態(tài)燃燒，煤粉與空氣的接觸面積增大，著火條件好，燃燒強(qiáng)化，煤種適應(yīng)廣；效率和機(jī)械化、自動(dòng)化程度都比火床爐高。qV約是普通火床爐的10倍以上缺點(diǎn)：1）要有磨煤機(jī)和一套復(fù)雜的制粉系統(tǒng)，金屬耗量和電耗量都較大；2）飛灰顆粒小而且量大，要求除塵裝置

33、性能好；3）磨煤機(jī)和引風(fēng)機(jī)磨損較嚴(yán)重。4）不宜在低負(fù)荷下運(yùn)行，不能壓火，不宜經(jīng)常停機(jī)（小于20t/h的工業(yè)鍋爐不宜采用）煤粉的一般性質(zhì)煤粉性質(zhì)：1）顆粒尺寸一般在1µm到300500 µm之間，其中2050 µm的顆粒居多。2）煤粉能吸附大量的空氣，具有良好的流動(dòng)性。（常采用風(fēng)力管道輸送）3）在儲(chǔ)存時(shí)，容易氧化而自燃，煤粉和空氣混合成一定濃度后，就有爆炸的危險(xiǎn)，煤粉設(shè)備和制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮采取防爆措施。一煤粉細(xì)度§煤粉細(xì)度對(duì)燃燒過(guò)程和磨煤電耗等具有重要意義。煤粉愈細(xì)愈容易燃燒，但磨粉電耗愈多。§細(xì)度的表達(dá)：用篩子上的剩余量的百分比（或稱篩余

34、）R表示。二經(jīng)濟(jì)細(xì)度q煤粉的細(xì)度是鍋爐運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格控制的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，它直接影響鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。影響經(jīng)濟(jì)細(xì)度的因素：1)煤的性質(zhì)。揮發(fā)分多的煤，燃燒容易，煤粉可粗點(diǎn)；2)燃燒設(shè)備的型式和運(yùn)行管理水平。燃燒強(qiáng)烈，煤粉也可以粗些；3)煤粉設(shè)備性能良好，n值(均勻性)較大，煤粉可以粗些。三煤的可磨系數(shù) Kkm煤的可磨系數(shù)是指：在風(fēng)干狀態(tài)下，將標(biāo)準(zhǔn)煤（取一種很難磨的無(wú)煙煤）和試驗(yàn)煤由相同粒度磨到相同細(xì)度時(shí)所消耗的電能比。5.2煤粉制備方法一磨煤機(jī)磨煤機(jī)的形式很多，按磨煤方式分有三種：壓碎、擊碎和研碎。按轉(zhuǎn)速分類：高速、中速和低速（球磨機(jī)）磨煤機(jī)。1.高速磨煤機(jī)（1）風(fēng)扇式磨煤機(jī)主要部件：高速旋轉(zhuǎn)的葉

35、輪，由812塊錳鋼葉片（沖擊板）組成。這樣的葉片既能磨煤，也能起到風(fēng)機(jī)的作用，可以產(chǎn)生2000Pa的壓頭，其轉(zhuǎn)速可達(dá)5003000r/min。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、制造方便，干燥能力強(qiáng)，有自身排粉能力。缺點(diǎn)：磨損嚴(yán)重、檢修周期短。（2）豎井式磨煤機(jī)工作原理：730960r/min高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶有小錘將煤打碎，打碎后的煤粉被空氣帶走，經(jīng)豎井分離后進(jìn)入爐內(nèi)燃燒。豎井重力分離作用：豎井有一定的高度（>4m）和空氣流速（1.52.5m/s），較大的煤粒因重力而下落，重新落回到磨煤機(jī)中，只有足夠的細(xì)的煤粉才會(huì)被空氣帶走。氣流速度越大，帶出的煤粉越粗.預(yù)熱的空氣作用：干燥，有利于煤粉的著火和燃

36、燒。注意：必須適當(dāng)選取熱風(fēng)溫度，防止煤粉在豎井中爆炸。對(duì)于煙煤，豎井出口的一次風(fēng)的溫度不超過(guò)130；褐煤不超過(guò)100，但是不能低于50-60，豎井式磨煤機(jī)只能在負(fù)壓或者不大于正壓運(yùn)行，否則煤粉灰易漏出。缺點(diǎn)：制粉能力差，錘子磨損嚴(yán)重。適用煤種：可磨系數(shù)和揮發(fā)分都較高的燃料，如褐煤，較軟的煙煤以及油頁(yè)巖。2.中速磨煤機(jī)轉(zhuǎn)速在60-300r/min范圍內(nèi)，它主要是研壓原理工作。動(dòng)力工業(yè)中主要應(yīng)用的是平盤式、碗式和球式中速磨煤機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：省鋼材，耗電少，占地面積小，噪聲小，煤粉的n指數(shù)(均勻性)高。缺點(diǎn)：干燥過(guò)程不強(qiáng)烈，水分過(guò)多的煤可能被壓成煤餅。對(duì)于Wy>12的煤不宜使用。3.球磨機(jī)球磨機(jī)是低

37、速磨煤機(jī)，轉(zhuǎn)速16-25r/min。結(jié)構(gòu)：一個(gè)直徑2-4m，長(zhǎng)3-10m的圓柱筒，筒內(nèi)許多直徑30-60mm的鋼球（約占筒體積的20-25).工作原理：1）筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，球被提升到一定的高度，然后落下，煤在筒中，不但受到球的撞擊，還受到球移動(dòng)時(shí)的研磨而被研磨成煤粉。2）熱空氣和煤由筒的一端送入，熱空氣流經(jīng)筒內(nèi)，把一部分煤粉由另一端帶出。3）熱空氣的速度決定了被帶出的煤粉的粗細(xì)，過(guò)粗的煤粉被粗粉分離器分離后經(jīng)回粉管送回筒內(nèi)。4）熱空氣的作用除輸送煤粉外，還起到干燥煤粉的作用。優(yōu)點(diǎn)：通用性廣，可以磨各種軟硬性質(zhì)不同的煤，特別是對(duì)于硬質(zhì)的無(wú)煙煤和高灰分的劣質(zhì)煤都能使用，也不怕煤種混有鐵塊等雜物。能夠長(zhǎng)期

38、的可靠運(yùn)行，維持一定的出力和煤粉細(xì)度；且單臺(tái)出力高，檢修周期長(zhǎng)。m能和干燥管很好配合，因此可以磨高水分的煤。缺點(diǎn)：設(shè)備笨重龐大，占地面積大，金屬耗量大，初投資費(fèi)用高；運(yùn)行中電耗超過(guò)其他形式的磨煤機(jī)，特別是不滿負(fù)荷時(shí)，電能消耗更大；運(yùn)行噪音很大，煤粉的n指數(shù)（均勻性）也偏低。二、制粉系統(tǒng)直吹式:將制成的煤粉從磨煤機(jī)直接吹入爐膛；儲(chǔ)倉(cāng)式：煤粉先儲(chǔ)存在煤粉倉(cāng)中然后再由煤粉倉(cāng)按需要送入爐內(nèi)。直吹式的壓力條件可以分為正壓系統(tǒng)和負(fù)壓系統(tǒng)。受封閉條件限制，鍋爐一般采用負(fù)壓系統(tǒng)。工業(yè)鍋爐常選用系統(tǒng)簡(jiǎn)單、金屬耗量與電耗量較少的直吹式制粉系統(tǒng) 直吹式制粉系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： 系統(tǒng)簡(jiǎn)單，設(shè)備布置緊湊，耗用鋼材量少，輸粉管道短

39、，流動(dòng)阻力小，管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。缺點(diǎn)： 運(yùn)行可靠性差，制粉設(shè)備發(fā)生故障直接影響鍋爐的安全運(yùn)行。儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行可靠性高，經(jīng)常能保證磨煤機(jī)處于經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行。煤粉細(xì)度也能保持穩(wěn)定。 還可以采用熱風(fēng)送粉，保證劣質(zhì)煤的著火和燃燒穩(wěn)定。缺點(diǎn)：設(shè)備系統(tǒng)比較復(fù)雜，鋼耗量大，投資費(fèi)用高，球磨機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，電耗較高。上述的各種制粉系統(tǒng)中許多部件和管道上均設(shè)防爆門。當(dāng)偶然發(fā)生煤粉爆炸時(shí)，防爆門首先爆破釋放掉暫時(shí)的高壓，使設(shè)備不受損傷。ñ無(wú)煙煤可以不設(shè)防爆門。磨煤機(jī)和制粉系統(tǒng)的選擇主要根據(jù)鍋爐使用的煤種，并綜合考慮鍋爐容量及地區(qū)的技術(shù)條件。中、高速磨煤機(jī)及其相應(yīng)的制粉系統(tǒng)初期投資和運(yùn)行

40、費(fèi)用都大為節(jié)省，在煤種適合的條件下優(yōu)先選取。一臺(tái)鍋爐所用磨煤機(jī)，直吹式系統(tǒng)至少應(yīng)有兩臺(tái)，當(dāng)一臺(tái)檢修時(shí)，鍋爐還能繼續(xù)運(yùn)行。任務(wù)3、煤粉氣流的燃燒機(jī)理學(xué)習(xí)煤粉空氣混合物噴入爐膛成懸浮狀態(tài)燃燒，由燃燒器噴射出來(lái)的氣流可以看成是一種紊流射流。一煤粉氣流的著火煤粉爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件是：煤粉氣流的及時(shí)、穩(wěn)定著火。著火過(guò)程：煤粉氣流噴進(jìn)爐膛時(shí)，必然會(huì)卷吸爐膛內(nèi)高溫?zé)煔舛a(chǎn)生對(duì)流換熱，另外，還有爐內(nèi)高溫?zé)煔廨椛鋼Q熱，通過(guò)這兩種熱交換，使煤粉氣流溫度迅速提高，當(dāng)溫度上升到某一數(shù)值時(shí)，煤粉開(kāi)始燃燒，這個(gè)過(guò)程叫著火過(guò)程。著火溫度是保證煤粉氣流及時(shí)著火的必要條件。對(duì)于揮發(fā)分低而難于著火的煤，可以采取下列措施強(qiáng)化

41、著火過(guò)程：1)提高煤粉氣流的溫度(例如采用熱風(fēng)送粉；2)適當(dāng)減少一次風(fēng)量，提高煤粉氣流中的煤粉濃度，并避免二次風(fēng)過(guò)早地和一次風(fēng)混合；3)使煤粉更細(xì)些，并限制煤粉氣流速度；4)提高燃燒器區(qū)域煙氣溫度，例如提高二次風(fēng)溫，敷設(shè)衛(wèi)燃帶；5)增加煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔獾哪芰?，例如?duì)旋流式燃燒器適當(dāng)增加氣流強(qiáng)度，對(duì)于直流式燃燒器適當(dāng)增加氣流的高寬比。二煤粉氣流的燃燒煤粉氣流著火以后，進(jìn)入劇烈燃燒階段。這時(shí)，揮發(fā)分的燃燒基本結(jié)束，已經(jīng)轉(zhuǎn)向焦炭的燃燒過(guò)程。著火燃燒區(qū)域的初階段，溫度很高，因此，燃燒速度很快，燃燒時(shí)析出的熱量比擴(kuò)散出的熱量多，所以整個(gè)過(guò)程是在溫度不斷提高的情況下進(jìn)行的。在爐膛內(nèi)形成一個(gè)燃燒中心，在

42、這個(gè)區(qū)域內(nèi)，溫度和析出的熱量均達(dá)到最大值，燃燒最強(qiáng)烈。在燃燒中心后，由于氧的濃度降低，碳粒已逐漸燃盡，所以析出的熱量很少，從而使溫度下降，燃燒速度減慢，這種燃燒是屬于動(dòng)力燃燒或過(guò)渡燃燒。在煤粉爐中為了避免固體不完全燃燒損失，保證粗粉得以燃盡，這個(gè)區(qū)域?qū)⒗暮荛L(zhǎng)，它占據(jù)了爐膛的很大部分。強(qiáng)化煤粉氣流燃燒的一個(gè)基本條件就是保持爐內(nèi)有足夠高的溫度。在保證對(duì)流受熱面不結(jié)渣的條件下，盡量提高爐內(nèi)的溫度。限制隨煤粉進(jìn)入爐膛的一次風(fēng)量對(duì)著火是有利的。但一次風(fēng)量除保證輸送煤粉和對(duì)直吹式制粉系統(tǒng)應(yīng)起磨煤干燥及通風(fēng)的作用外，還必須滿足化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的發(fā)展以及煤粉局部燃燒的需要。一次風(fēng)量占進(jìn)入爐膛總風(fēng)量的百分比稱為一

43、次風(fēng)率。一次風(fēng)量大體上足夠燃燒初期之用，以后所需的空氣由二次風(fēng)供給。通常把著火區(qū)域內(nèi)空氣與燃料的混合稱為前期混合。著火以后大量二次風(fēng)的混合稱為后期混合。二次風(fēng)和一次風(fēng)應(yīng)適時(shí)混合。二次風(fēng)和一次風(fēng)過(guò)早的混合等于增加一次風(fēng)量，對(duì)著火不利，使著火推遲；但二次風(fēng)混合過(guò)遲，會(huì)使燃燒過(guò)程因?yàn)榭諝獠蛔愣艿阶璧K。在爐膛上部，煙氣溫度較低，而且煙氣中氧氣濃度也比較低，燃燒過(guò)程進(jìn)行比較緩慢，這是煤粉燃盡區(qū)域。組織好這個(gè)區(qū)域的燃燒對(duì)保證燃燒效率有重要的的意義，為此應(yīng)當(dāng)滿足下列條件：1）在不致引起結(jié)渣的條件下，保證爐膛出口有較高的溫度；2）盡可能創(chuàng)造條件加強(qiáng)火焰后期混合，保持適當(dāng)?shù)倪^(guò)量空氣系數(shù)，使?fàn)t膛的出口部分有一定

44、的自由氧；3）采用合理的煤粉細(xì)度，并且希望煤粉粒度盡可能均勻。4）爐膛應(yīng)有足夠的容積，保證煤粉燃燒在爐內(nèi)停留時(shí)間。任務(wù)4、煤粉爐爐膛結(jié)構(gòu)一、爐膛容積的確定ñ煤粉爐的爐膛容積決定于下面的兩個(gè)因素：1）按燃料的要求，它應(yīng)滿足燃料燃燒的條件，保證煤粉在爐膛內(nèi)有足夠的燃燒時(shí)間；2）按傳熱的要求，它必須能保證布置下足夠的受熱面，使?fàn)t膛出口溫度不致過(guò)高而引起結(jié)渣。 二、煤粉爐的結(jié)渣和爐膛出口煙溫為保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)必須采取措施，防止結(jié)渣。1）選擇適當(dāng)?shù)臓t膛容積熱負(fù)荷。爐膛截面積熱負(fù)荷、爐膛出口煙溫，合理布置衛(wèi)燃帶，控制爐內(nèi)的溫度，特別是近壁面溫度。2）合理的設(shè)計(jì)和布置燃燒器，調(diào)整

45、爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，避免火焰沖刷壁面。3）合理配風(fēng)，使混合均勻，避免局部地區(qū)空氣不足，出現(xiàn)還原性煙氣介質(zhì)。4）布置吹灰器，打焦孔，發(fā)現(xiàn)結(jié)渣及時(shí)清除。任務(wù)5、旋流式煤粉燃燒器學(xué)習(xí)煤粉燃燒器是煤粉爐的主要燃燒設(shè)備。攜帶煤粉的一次風(fēng)和不攜帶煤粉的二次風(fēng)都經(jīng)過(guò)燃燒器噴入爐膛，并使煤粉在爐膛中穩(wěn)定地著火和燃燒。1）燃燒器出口處燃料分配均勻，配風(fēng)合理，二次風(fēng)和一次風(fēng)混合點(diǎn)適當(dāng)，保證著火及時(shí)，燃燒強(qiáng)烈。2）組織良好的空氣動(dòng)力場(chǎng)，有利于著火，有利于煤粉和空氣適時(shí)的均勻混合，但又要防止結(jié)渣。3）具有良好的調(diào)節(jié)性能，對(duì)煤種和負(fù)荷適應(yīng)性好,便于調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制。4）流動(dòng)阻力小。燃燒器分類：旋流式燃燒器、直流式燃燒器。一、

46、旋流式燃燒器的特點(diǎn)及型式出口氣流是旋轉(zhuǎn)的氣流，在出燃燒器之前，通過(guò)各種型式的旋流器在圓管中作螺旋運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它一旦離開(kāi)燃燒器時(shí)，由于離心力的作用，不僅具有軸向速度，而且還具有一個(gè)使氣流擴(kuò)散的切向速度。這時(shí)，射流速度迅速擴(kuò)展成一錐形體。由于旋轉(zhuǎn)射流的擴(kuò)散，使火焰的爐膛中充滿度好。另一方面，射流的內(nèi)緣和外緣會(huì)帶動(dòng)周圍氣流一起向前流動(dòng)，形成卷吸現(xiàn)象，并在氣流的中心出現(xiàn)回流區(qū)，它可以卷吸爐膛深處的高溫?zé)煔獾矫悍蹥饬鞲?，有利于著火，增加著火穩(wěn)定性。燃燒器的出口處氣流擾動(dòng)強(qiáng)烈，一次風(fēng)與二次風(fēng)早期混合強(qiáng)烈，但旋轉(zhuǎn)射流的流動(dòng)速度衰減很快，后期混合較弱，射程短，火焰粗短。目前我國(guó)煤粉爐上所用的旋流式燃燒器有以下兩

47、類：1.蝸殼型燃燒器1）雙蝸殼型燃燒器一、二次風(fēng)均流經(jīng)蝸殼旋流器而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，兩股射流的旋轉(zhuǎn)方向相同，有利于氣流混合。2）單蝸殼型燃燒器一次風(fēng)為直流，二次風(fēng)氣流通過(guò)鍋殼旋轉(zhuǎn)。一次風(fēng)出口處裝有一蘑菇型擴(kuò)流錐，擴(kuò)流錐尾跡的回流區(qū)有助于煤粉氣流的著火。擴(kuò)流錐的位置可以伸縮，用以調(diào)節(jié)一次風(fēng)出口速度和氣流擴(kuò)散角。2葉片型燃燒器軸向可動(dòng)葉輪旋流式燃燒器：一次風(fēng)攜帶煤粉進(jìn)入一次風(fēng)管，在其出口有一蘑菇形擴(kuò)流錐，使煤粉氣流一進(jìn)入爐膛就迅速向四周擴(kuò)散。二次風(fēng)則通過(guò)軸向葉片組成的葉輪而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，葉輪可以前后移動(dòng)。當(dāng)葉輪向后移動(dòng)時(shí)，一部分二次風(fēng)可以通過(guò)葉輪和外殼的間隙進(jìn)入爐內(nèi)，這部分風(fēng)是直流的。調(diào)節(jié)葉輪位置，即改變間隙

48、的大小，就可以調(diào)節(jié)氣流的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度。三、旋流式燃燒器的布置對(duì)于小容量鍋爐一般采用前墻布置。每臺(tái)鍋爐上裝置的燃燒器的數(shù)目決定于燃燒器的單只功率。單只功率過(guò)大，一、二次風(fēng)變厚，影響爐內(nèi)混和。旋流燃燒器的布置比較方便，但是為了提高爐膛的利用率，改善爐膛充滿度，以獲得良好的空氣動(dòng)力工況，國(guó)內(nèi)對(duì)旋流燃燒器一般作前墻或前后墻對(duì)沖布置。單只功率過(guò)小，數(shù)量必增加，布置不方便，運(yùn)行維護(hù)也比較麻煩。對(duì)容量為35-65t/h鍋爐，一般布置2-3只燃燒器，每只燃燒器的功率大約為17-37MW;容量為130t/h的鍋爐，可布置4-6只燃燒器，每只功率為17-28MW。隨著鍋爐容量的增加，鍋爐上裝置的燃燒器的數(shù)目增加，且燃

49、燒器單只的功率也相應(yīng)增加。為使單個(gè)燃燒器的火焰能自由擴(kuò)展，形成必要的回流區(qū)，而不致互相干擾，旋流式燃燒器之間應(yīng)有足夠的距離。同時(shí)，燃燒器與鄰墻之間也必須留有一定的距離，以免氣流撞擊鄰墻，引起結(jié)渣。對(duì)于固態(tài)排渣的煤粉爐，一般邊緣燃燒器軸線到鄰墻的距離約等于燃燒器軸線的水平距離；下層燃燒器到冷灰斗上緣距離為（2.0-2.5）D；任務(wù)6、直流式煤粉燃燒器一、直流式煤粉燃燒器的特點(diǎn)及型式直流式燃燒器噴出的一次風(fēng)和二次風(fēng)氣流均為直流。為增大著火周界，噴口常做成狹長(zhǎng)形，燃燒器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。這種燃燒器通常布置在爐膛四角，若燃燒器噴口中心線與爐膛中心的一個(gè)假想圓相切，燃燒時(shí)在爐內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)氣流，稱這種燃燒方式為切

50、圓燃燒或切向燃燒。當(dāng)燃燒器組織切圓燃燒時(shí)，煤粉氣流的著火主要依靠鄰角火焰的相互點(diǎn)燃。對(duì)于直流式燃燒器，一、二次風(fēng)剛開(kāi)始噴入爐膛時(shí)混合較差，這有利于揮發(fā)分較低的燃料的著火；但是，直射流衰減較慢，射程較遠(yuǎn)，所以一、二次風(fēng)后期混合比較強(qiáng)烈，這有利于燃料的燃盡。直流燃燒器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流動(dòng)阻力小。根據(jù)二次風(fēng)口的布置，它基本分為均等配風(fēng)和分級(jí)配風(fēng)兩種結(jié)構(gòu)。1 均等配風(fēng)式：簡(jiǎn)稱為2-1-2-1型，適用于高揮發(fā)分的煤種。2.分級(jí)配風(fēng)式：簡(jiǎn)稱為2-1-1-2型，一般適用于無(wú)煙煤和低質(zhì)煙煤。分級(jí)配風(fēng)結(jié)構(gòu)包括有：1)側(cè)二次風(fēng)式燃燒器，特點(diǎn):向火面為一次風(fēng)，有利于著火，在一次風(fēng)和爐墻之間有一層二次風(fēng)，有利于防止結(jié)渣。這種燃燒器可用于貧煤和劣質(zhì)煤。2)周界風(fēng)式燃燒器，一次風(fēng)口相對(duì)集中，以提高局部煤粉的濃度，并采用狹長(zhǎng)型一次風(fēng)，以增大煤粉氣流的著火周界，有利于著火。一次風(fēng)周界風(fēng)起冷卻風(fēng)口的作用。這種燃燒器用于燃燒無(wú)煙煤。3）夾心風(fēng)式燃燒器，從一次風(fēng)口送入夾心風(fēng)，可增加氣流剛性，并可及時(shí)補(bǔ)給煤粉氣流燃燒所需要的空氣。這種燃燒器可用于燃燒無(wú)煙煤。二直流燃燒器的布置直流式燃燒器四角切向布置時(shí)，在爐膛中央形成一個(gè)螺旋上升的旋轉(zhuǎn)氣流。煤粉氣流進(jìn)入爐膛后受到鄰角來(lái)的火焰撞擊，有利于著火。理想的爐內(nèi)空氣動(dòng)力工況，要求這個(gè)旋轉(zhuǎn)氣流中心不偏離爐膛中心，也不貼壁沖墻，熱負(fù)