第四章燃燒設(shè)備第一頁(yè)，共四十九頁(yè)。引言燃燒設(shè)備基本任務(wù)——共性提供盡可能良好的燃燒條件——把燃料的化學(xué)能最大限度地釋放出來(lái)并將其轉(zhuǎn)化為熱能分類(lèi)——按組織燃燒過(guò)程的基本原理和特點(diǎn)層燃爐（火床爐）——燃料被層鋪在爐排上進(jìn)行燃燒的爐子。流化床爐（沸騰爐）——燃料在爐室中完全被空氣流所“流化”，形成一種類(lèi)似于液體沸騰狀態(tài)燃燒的爐子室燃爐（懸燃爐）——燃料隨空氣進(jìn)入爐室呈懸浮狀燃燒的爐子。第二頁(yè)，共四十九頁(yè)。層燃爐燃料層鋪在爐排上進(jìn)行燃燒的爐子特點(diǎn)：既有爐排上的燃燒(固定碳)，又有爐膛空間中燃燒(可燃?xì)怏w)鏈條爐——燃料隨爐排動(dòng)手燒爐——爐排不動(dòng)往復(fù)爐排——燃料與爐排相對(duì)運(yùn)動(dòng)第三頁(yè)，共四十九頁(yè)。室燃爐燃料隨空氣流噴入爐室呈懸浮狀燃燒的爐子特點(diǎn)：磨煤粉耗電耗鋼；燃燒接觸表面積大，燃燒效率高煤粉爐燃油爐燃?xì)鉅t第四頁(yè)，共四十九頁(yè)。第一節(jié)層燃爐燃燒燃料中的可燃物質(zhì)和空氣中的氧發(fā)生激烈的發(fā)熱、發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程加速燃燒反應(yīng)速度，縮短燃燒時(shí)間措施提高爐內(nèi)溫度增大參與燃燒反應(yīng)物質(zhì)的濃度及反應(yīng)空間的壓力第五頁(yè)，共四十九頁(yè)。一、煤的燃燒過(guò)程燃燒反應(yīng)式，從質(zhì)量平衡角度說(shuō)明總的結(jié)果為便于研究，劃分為幾個(gè)階段著火前的熱力準(zhǔn)備階段揮發(fā)物與焦炭的燃燒階段燃盡階段第六頁(yè)，共四十九頁(yè)。1.著火前的熱力準(zhǔn)備階段吸熱過(guò)程燃料進(jìn)入爐內(nèi)→接受高溫輻射及與熾熱焦炭、灰渣的接觸→水分蒸發(fā)（100℃）→完全烘干→受熱至V析出→多孔的焦炭所需熱量大小和時(shí)間長(zhǎng)度，與燃料特性、所含水分、爐內(nèi)溫度有關(guān)屬于燃燒前的準(zhǔn)備階段，時(shí)間越短對(duì)著火、燃燒和燃盡愈有利關(guān)鍵——提高爐溫或預(yù)熱空氣容量較大的鍋爐，均設(shè)置空氣預(yù)熱器，將空氣加熱到預(yù)定的溫度，再送入爐內(nèi)與燃料混合第七頁(yè)，共四十九頁(yè)。2.揮發(fā)物與焦炭的燃燒階段揮發(fā)物著火溫度近似作為燃料著火溫度揮發(fā)分達(dá)到一定濃度和溫度，著火燃燒，為焦炭燃燒創(chuàng)造高溫條件V多，著火溫度低，燃燒完全褐煤350~400℃、無(wú)煙煤600~700℃著火燃燒揮發(fā)物的大量析出，使固體顆粒中的孔隙增多，有利氧氣向里擴(kuò)散而加速燃燒反應(yīng)第八頁(yè)，共四十九頁(yè)。揮發(fā)物與焦炭的燃燒階段揮發(fā)物燃燒后期，氧氣得以擴(kuò)散到炭粒表面→焦炭著火燃燒焦炭燃燒是燃料釋放熱量主要來(lái)源焦炭完全燃燒很困難燃燒過(guò)程主要階段特點(diǎn)——燃燒反應(yīng)劇烈，放出大量熱能關(guān)鍵——充足適量空氣，與燃料有良好的混合接觸第九頁(yè)，共四十九頁(yè)。3.灰渣形成階段——燃盡階段灰渣逐漸形成，給焦炭表面披上一層“灰衣”→燃燒緩慢，增加q4讓灰渣在較高溫度條件下，延長(zhǎng)在爐內(nèi)停留時(shí)間撥火擊破“灰衣”燃盡階段放熱量不大，所需空氣很少實(shí)際燃燒過(guò)程，各階段互相交叉揮發(fā)分在水分未完全蒸發(fā)前就開(kāi)始析出，焦炭在揮發(fā)分未全部析出前就開(kāi)始著火燃燒第十頁(yè)，共四十九頁(yè)。燃煤設(shè)備的技術(shù)要求保持爐膛高溫，尤其是著火區(qū)，以便能產(chǎn)生急劇的燃燒反應(yīng)供應(yīng)燃料所需要的充足而適量的空氣采取適當(dāng)措施保證空氣與燃料能充分接觸、混合，并提供燃燒反應(yīng)所必需的時(shí)間和空間及時(shí)排出燃燒產(chǎn)物——煙氣和灰渣第十一頁(yè)，共四十九頁(yè)。二、人工操作層然爐人工操作層然爐（又稱(chēng)手燒爐）手燒爐的構(gòu)造和工作特性第十二頁(yè)，共四十九頁(yè)。手燒爐的燃燒特點(diǎn)第十三頁(yè)，共四十九頁(yè)。改善手燒爐燃燒的措施分段控制送入空氣采用間斷送二次風(fēng)改進(jìn)爐排結(jié)構(gòu)，采用搖動(dòng)爐排第十四頁(yè)，共四十九頁(yè)。第十五頁(yè)，共四十九頁(yè)。三鏈條爐排爐簡(jiǎn)稱(chēng)鏈條爐，機(jī)械化層燃爐的一種，結(jié)構(gòu)比較完善機(jī)械化層燃爐加煤、撥火和除渣三項(xiàng)主要操作部分或全部由機(jī)械操作的層燃爐第十六頁(yè)，共四十九頁(yè)。1、鏈條爐的構(gòu)造除渣板作用延長(zhǎng)灰渣爐內(nèi)停留時(shí)間減少爐排后端漏風(fēng)爐排有效長(zhǎng)度——煤閘門(mén)至除渣板的距離防渣箱的作用保護(hù)爐墻不受高溫燃燒層的侵蝕和磨損防止?fàn)t墻粘結(jié)渣瘤，使煤橫向均布，避免兩側(cè)漏風(fēng)第十七頁(yè)，共四十九頁(yè)。2、鏈條爐排的結(jié)構(gòu)形式鱗片式鏈條爐排鱗片式爐排結(jié)構(gòu)通風(fēng)孔道略向前傾？鏈帶式鏈條爐排輕型鏈帶式爐排片及主動(dòng)鏈環(huán)小快型爐排片結(jié)構(gòu)接觸式側(cè)密封裝置第十八頁(yè)，共四十九頁(yè)。3、鏈條爐的燃燒過(guò)程及特點(diǎn)燃燒特點(diǎn)：“單面引火”煤進(jìn)入爐子后，主要依靠來(lái)自爐膛的高溫輻射，自上而下地著火、燃燒燃燒過(guò)程的區(qū)段性燃燒過(guò)程沿爐排長(zhǎng)度從前至后，連續(xù)順序完成由于兩個(gè)速度合成，燃燒各個(gè)階段分界面與水平面成一傾角燃燒工況穩(wěn)定爐排上任何一處的燃燒工況不隨時(shí)間而變動(dòng)第十九頁(yè)，共四十九頁(yè)。I——新燃料的預(yù)熱干燥區(qū)段從O1K線(xiàn)（等溫面）所示的斜面開(kāi)始逸出揮發(fā)物等溫面傾斜程度取決于爐排運(yùn)動(dòng)速度和自上而下的燃燒的傳播速度燃料層的導(dǎo)熱性能很差，向下的燃燒傳播速度僅為0.2～0.5m／h，約只有爐排速度(2~20m／h)的幾十分之一燃燒準(zhǔn)備階段在爐排上占居有相當(dāng)長(zhǎng)的區(qū)段第二十頁(yè)，共四十九頁(yè)。II——揮發(fā)物逸出并燃燒區(qū)段O1K與O2H兩線(xiàn)相距不遠(yuǎn)揮發(fā)物沿O1K線(xiàn)析出的同時(shí)，就開(kāi)始在層間空隙著火燃燒，燃燒層的溫度急速上升，到揮發(fā)物析放殆盡的O2H線(xiàn)，溫度已達(dá)1100～1200℃第二十一頁(yè)，共四十九頁(yè)。III——焦炭燃燒區(qū)段從O2H線(xiàn)開(kāi)始焦炭著火燃燒，溫度上升至1200℃以上，燃燒異常激烈，是燃料的主要燃燒階段氧化區(qū)IIIa和還原區(qū)IIIb來(lái)自爐排下空氣中的氧氣在氧化區(qū)中被迅速耗盡燃燒產(chǎn)物中的二氧化碳和水蒸氣上升至還原區(qū)，立即被熾熱的焦炭所還原，此處溫度略低于氧化區(qū)第二十二頁(yè)，共四十九頁(yè)。Ⅳ——燃盡區(qū)段（灰渣形成區(qū)）爐排末端焦炭夾在上、下灰渣層中燃燼對(duì)多灰分煤不利，易造成較大的q4，使O5點(diǎn)向后延伸，而需要增長(zhǎng)爐排長(zhǎng)度第二十三頁(yè)，共四十九頁(yè)。煙氣成分沿爐排長(zhǎng)度變化α＜1當(dāng)燃燒層中出現(xiàn)還原反應(yīng)，表明供應(yīng)空氣量不足以適應(yīng)燃燒α＞1在還原反應(yīng)區(qū)的前后兩段，燃燒層上的氣體中有過(guò)剩氧第二十四頁(yè)，共四十九頁(yè)。4、煤的性質(zhì)對(duì)鏈條爐燃燒的影響單面引火、燃燒層本身無(wú)自行擾動(dòng)功能。對(duì)煤質(zhì)變化敏感，適應(yīng)范圍較窄如實(shí)際燃料與設(shè)計(jì)燃料相比（1）W↑→O1K面右移爐排有效長(zhǎng)度恒定q4hz↑W↓→有利于各區(qū)域左移小顆粒易被吹起→q4fh↑(噴灑水分)（2）V

↓→著火困難，O1K面右移→

q4hz↑V↑→O2H面右移→

q3↑War＝8～10％第二十五頁(yè)，共四十九頁(yè)。（4）焦結(jié)性強(qiáng)→O2不易擴(kuò)散焦炭?jī)?nèi)部→

q4hz↑弱→粉狀→q4fh↑（3）A↑→III、Ⅳ區(qū)尾部灰層高，不易燃燒→

q4hz↑灰熔點(diǎn)較低→III、Ⅳ區(qū)尾部焦炭包裹在熔融灰渣中不易燃燒→

q4hz↑Ad≤30%，t3＞1200℃A

↓→V區(qū)灰層薄，爐排尾部易受高溫→

工作環(huán)境差（5）顆粒度影響我國(guó)燃煤鍋爐熱效率和污染環(huán)境的根本問(wèn)題在于：燃用煤質(zhì)多變、顆粒度大小不當(dāng)及灰含量很高的原煤。如能按以上分析采取相應(yīng)措施，熱效率可增加5％~10％第二十六頁(yè)，共四十九頁(yè)。5、鏈條爐的燃燒調(diào)節(jié)主要是送風(fēng)量和給煤量的調(diào)節(jié)，使之合理配合，以保證燃燒工況的正常與穩(wěn)定鍋爐負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，先調(diào)節(jié)送風(fēng)量，后改變給煤量（調(diào)整爐排速度與之匹配)，協(xié)同跟蹤負(fù)荷的變化煤層合理厚度由試驗(yàn)確定，定后不宜變動(dòng)，除非煤質(zhì)(如水分、粒度)變化很大，或鍋爐負(fù)荷有大幅度改變時(shí)，才予適當(dāng)調(diào)整第二十七頁(yè)，共四十九頁(yè)。判斷運(yùn)行工況是否正常進(jìn)煤閘門(mén)后0.2～0.3m，煤應(yīng)開(kāi)始發(fā)火點(diǎn)燃，在除渣板前0.3～0.5m處應(yīng)基本燃盡燃燒層上的火焰麥黃而勻密，燃燒層平整又無(wú)發(fā)黑或噴火穿孔的地方煙囪排煙清淡略呈灰色第二十八頁(yè)，共四十九頁(yè)。六、改善鏈條爐燃燒的措施根據(jù)分析，在空氣供應(yīng)、爐膛結(jié)構(gòu)及爐內(nèi)氣流組織采取措施有：分區(qū)配風(fēng)爐拱二次風(fēng)第二十九頁(yè)，共四十九頁(yè)。分區(qū)配風(fēng)統(tǒng)倉(cāng)送風(fēng)的缺點(diǎn)：增加不完全燃燒熱損失和排煙熱損失分區(qū)送風(fēng)兩端少、中間多只能增強(qiáng)燃燒，無(wú)法消除還原區(qū)出現(xiàn)減小q3措施？第三十頁(yè)，共四十九頁(yè)。爐拱前拱——開(kāi)敞與后拱形成喉口(7~10m/s)，促使煙氣的擾動(dòng)、可燃?xì)怏w燃燒吸收高溫?zé)煔廨椛錈幔吖白陨頊囟?，再輻射到燃料層，促使著火后拱——?dǎo)向作用與前拱組成喉口將爐排后部多余的氧氣、高溫?zé)煔饧疤苛Ｒ蚝砜谔幮泵媸揭脊叭加脽o(wú)煙煤的鏈條爐燃用煙煤、褐煤的鏈條爐第三十一頁(yè)，共四十九頁(yè)。二次風(fēng)一次風(fēng)——從風(fēng)倉(cāng)送入提供燃料燃燒作用不在于補(bǔ)給空氣，主要在于加強(qiáng)對(duì)煙氣的擾動(dòng)混合→

q3、α↓二次風(fēng)工質(zhì)，可以是空氣、蒸汽或煙氣須具有一定的風(fēng)量和風(fēng)速——5～15％總風(fēng)量；50～80m／s第三十二頁(yè)，共四十九頁(yè)。第四節(jié)燃油爐室燃爐特點(diǎn)——結(jié)構(gòu)及燃燒方式?jīng)]有爐排，燃燒過(guò)程在懸浮狀態(tài)進(jìn)行，容量的提高不受爐排面的制造和布置的限制燃燒速度和效率高——反應(yīng)面積大，α較小爐膛體積較大——燃料在爐中停留時(shí)間短燃料適應(yīng)性廣燃燒調(diào)節(jié)和運(yùn)行、管理易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化油的燃燒方式預(yù)蒸發(fā)型；噴霧型第三十三頁(yè)，共四十九頁(yè)。一、油的燃燒過(guò)程實(shí)際參與燃燒反應(yīng)的不是液體“油”，而是“油氣”燃料油（液體燃料）的沸點(diǎn)總是低于它的著火點(diǎn)，液體燃料的燃燒總是在蒸氣狀態(tài)下進(jìn)行的油與空氣接觸面積決定了燃燒速度第三十四頁(yè)，共四十九頁(yè)。噴霧燃燒方式四個(gè)階段霧化階段——燃料油通過(guò)油噴嘴破碎成細(xì)小顆粒的過(guò)程霧化質(zhì)量的好壞，直接影響到燃料油在爐膛內(nèi)燃燒的化學(xué)反應(yīng)速度和燃燒效率蒸發(fā)階段——將燃料油加熱到沸點(diǎn)，連續(xù)產(chǎn)生油蒸汽的過(guò)程“油氣”與空氣的混合階段。加強(qiáng)兩者混合的主要措施：一是提高燃燒器出口空氣流速；二是加強(qiáng)燃燒器出口氣流的擾動(dòng)；三是送入一定量的一次風(fēng)與油霧預(yù)先混合，以防油霧產(chǎn)生熱裂解現(xiàn)象著火燃燒階段第三十五頁(yè)，共四十九頁(yè)。油的燃燒油的燃燒過(guò)程不單包括混合物的均相燃燒，同時(shí)還包含有對(duì)油粒表面的傳熱和傳質(zhì)過(guò)程蒸發(fā)速度和燃燒速度須避免現(xiàn)象油氣熱解→碳黑粒子；油滴裂化→焦粒第三十六頁(yè)，共四十九頁(yè)。二、油的霧化良好燃燒的決定條件是霧化質(zhì)量和合理配風(fēng)——油燃燒器主要由油噴嘴（油霧化器）和調(diào)風(fēng)器組成油噴嘴任務(wù)把油均勻地霧化成油霧細(xì)粒并送入爐膛進(jìn)行燃燒，保證霧化質(zhì)量的前提下，隨鍋爐負(fù)荷的變化調(diào)節(jié)噴油量調(diào)風(fēng)器任務(wù)正確地控制風(fēng)和油的比例；保證燃燒所需空氣量連續(xù)均勻地與油霧混合，構(gòu)成有利的空氣動(dòng)力場(chǎng)，使著火迅速、火焰穩(wěn)定、燃燒安全第三十七頁(yè)，共四十九頁(yè)。油噴嘴類(lèi)型機(jī)械霧化油噴嘴介質(zhì)霧化油噴嘴——以蒸汽或空氣作介質(zhì)壓力式回油式轉(zhuǎn)杯式第三十八頁(yè)，共四十九頁(yè)。壓力式油噴嘴系統(tǒng)簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)性能差，適用于基本負(fù)荷或負(fù)荷穩(wěn)定的鍋爐霧化質(zhì)量與噴嘴進(jìn)油壓力（黏度/結(jié)構(gòu)特性）有關(guān)。油壓下降，霧化質(zhì)量下降依靠改變油壓調(diào)節(jié)油量，流量與壓力平方根成正比第三十九頁(yè)，共四十九頁(yè)?；赜褪接蛧娮煊瓦M(jìn)入旋流室后，一部分由霧化片中間小孔高速旋轉(zhuǎn)噴出，另一部分則由旋流室背面的回油孔返回第四十頁(yè)，共四十九頁(yè)?；赜褪接蛧娮焯攸c(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)幅度大；噴油量降低時(shí)，霧化質(zhì)量反而有所改善缺點(diǎn)：返回油泵入口或油箱的大量熱回油，使油泵或油箱工作溫度升高，可能影響安全；油泵耗電量增加；系統(tǒng)較復(fù)雜第四十一頁(yè)，共四十九頁(yè)。轉(zhuǎn)杯式油噴嘴轉(zhuǎn)杯的轉(zhuǎn)速對(duì)霧化質(zhì)量起保證作用。粘度高的油要求有較高轉(zhuǎn)速第四十二頁(yè)，共四十九頁(yè)。蒸汽霧化油噴嘴利用高壓蒸汽的噴射將燃料油霧化通過(guò)中心油管伸縮、改變蒸汽噴孔截面積大小→實(shí)現(xiàn)蒸汽量及噴油量的調(diào)節(jié)霧化質(zhì)量好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠；蒸汽消耗量較大，平均耗氣量0.4～0.6kg蒸汽／kg重油第四十三頁(yè)，共四十九頁(yè)。Y型蒸汽霧化油噴嘴減少蒸汽用量——0.02～0.03kg蒸汽／kg油第四十四頁(yè)，共四十九頁(yè)。三、調(diào)風(fēng)器的型式與原理性能要求一次風(fēng)——根部風(fēng)，防止熱分解高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)——提供著火所需熱量和穩(wěn)定火焰較高流速的二次風(fēng)——強(qiáng)化燃燒燃燒器間的油和空氣分布均勻旋流式調(diào)風(fēng)器第四十五頁(yè)，共四十九頁(yè)。四、改善燃油爐燃燒的措施改善燃燒減少硫化物和氮氧化物低氧燃燒（α=1.03~1.05）加強(qiáng)擾動(dòng)，燃燒均勻完全，不產(chǎn)生局部過(guò)熱，有效降低SO3、NOx生成增大氣體和固體不完全燃燒熱損失微正壓爐膛，防滲漏分級(jí)燃燒——將燃料所需空氣由不同設(shè)備和部位送入爐內(nèi)供其燃燒的技術(shù)火焰上部風(fēng)第四十六頁(yè)，共四十九頁(yè)。第六節(jié)燃燒設(shè)備的工作強(qiáng)度與選型爐排可見(jiàn)熱強(qiáng)度——單位面積的爐排，在單位時(shí)間內(nèi)所燃燒的煤的放熱量爐膛體積可見(jiàn)熱強(qiáng)度“可見(jiàn)”qR、qv，合理限值。表4-4~6爐排有效面積爐膛體積第四十七頁(yè)，共四十九頁(yè)。設(shè)計(jì)或改造鍋爐根據(jù)給定參數(shù)→估算B→參考表4-4，選定qv、qR→計(jì)算R、Vl→選定爐子寬度和深度（盡可能符合制造廠(chǎng)的定型尺寸）→爐膛高度燃燒設(shè)備選型參照表4-8，4-9第四十八頁(yè)，共四十九頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)第四章燃燒設(shè)備。為便于研究，劃分為幾個(gè)