第五章熄滅過(guò)程和熄滅設(shè)備在煤粉鍋爐中，煤粉是在一次風(fēng)的攜帶下以風(fēng)粉混合物的方式經(jīng)過(guò)熄滅器噴入爐膛的，煤粉在爐膛內(nèi)呈懸浮形狀熄滅。設(shè)計(jì)合理的熄滅設(shè)備，合理組織熄滅過(guò)程，充分利用劣質(zhì)煤，提高熄滅效率，節(jié)約能源，降低本錢23:14一、煤的著火、熄滅熄滅階段：煤粒被加熱和枯燥：析出水分，吸熱。揮發(fā)分的析出和熄滅：煤熱解釋放出揮發(fā)分，到達(dá)相應(yīng)的著火溫度時(shí)即著火熄滅。熄滅放出的熱量占總放熱量的40%左右。揮發(fā)分的析出與熄滅改善了煤粒的著火性能：一方面大量揮發(fā)分的析出并熄滅，反過(guò)來(lái)加熱了煤粒，使煤粒溫度迅速升高；另一方面，揮發(fā)分的析出改動(dòng)了煤粒的孔隙構(gòu)造，改善了揮發(fā)分析出后焦炭的熄滅反響。焦炭熄滅：焦炭的熄滅過(guò)程通常是在揮發(fā)分的析出完成后開(kāi)場(chǎng)的。放熱量60～95％。主要反響：C+O2=CO2;C+O2=2CO燃盡：剩余焦炭被灰分和煙氣包圍，反響減緩，需求足夠長(zhǎng)的時(shí)間。對(duì)煤粉氣流的著火還伴隨著流動(dòng)過(guò)程煤粉氣流的著火和熄滅12/29/2023焦炭熄滅階段－氣固反響1．動(dòng)力熄滅在動(dòng)力熄滅中，化學(xué)反響速率遠(yuǎn)低于分散速率。大顆粒焦炭900℃左右；多孔大顆粒焦炭在600℃以下；細(xì)顆粒多孔焦炭800℃溫度范圍內(nèi)熄滅根本屬于動(dòng)力熄滅。在動(dòng)力區(qū)內(nèi)，影響熄滅速度的決議要素是化學(xué)條件，即燃料性質(zhì)、溫度等，而和氧的分散速度關(guān)系不大。2．過(guò)渡熄滅在過(guò)渡熄滅中，反響速率與內(nèi)部分散速率相當(dāng)。在過(guò)渡區(qū)內(nèi)，熄滅速度既取決于化學(xué)條件，又取決于物理?xiàng)l件。對(duì)難著火的無(wú)煙煤總是將煤磨得更細(xì)，以便于著火及燃盡。3．分散熄滅在分散熄滅中，傳質(zhì)速率遠(yuǎn)低于化學(xué)反響速率。由于化學(xué)反響速率很高，傳質(zhì)速率相對(duì)較慢的有限氧分在剛到達(dá)焦炭外外表就被化學(xué)反響所耗費(fèi)。在分散區(qū)內(nèi)，影響熄滅速度的決議要素是物理?xiàng)l件，即氧的分散速度，而與燃料性質(zhì)及溫度關(guān)系不大。12/29/2023二、著火、熄火的熱力條件煤粉著火：煤粉由緩慢氧化轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傧缧螤畹乃查g過(guò)程煤粉的著火溫度：著火瞬間的溫度，是由一定的環(huán)境條件下煤粉著火的臨界條件決議的。不同的環(huán)境條件下所測(cè)得的著火溫度是不同的。實(shí)驗(yàn)室中在規(guī)定條件下，在著火溫度測(cè)試儀中，靜止的煤粉顆粒堆放在電爐中的著火溫度，對(duì)煙煤為400~500C；對(duì)貧煤、無(wú)煙煤和焦炭為650~800C12/29/2023實(shí)踐上，煤粉氣流的著火除與煤本身的放熱條件有關(guān)外，還與爐膛的散熱情況有關(guān)。Q1=Q2時(shí)，穩(wěn)定形狀。這個(gè)形狀能著火嗎？分散區(qū)動(dòng)力區(qū)過(guò)渡區(qū)1Q2當(dāng)爐膛壁面溫度為Tb1時(shí)，放熱曲線與散熱曲線交于1點(diǎn)，穩(wěn)定，緩慢氧化；Tb112/29/2023當(dāng)爐膛溫度為Tb2時(shí)，放熱曲線與散熱曲線相切于2點(diǎn)，不穩(wěn)定，開(kāi)場(chǎng)著火，2點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為著火溫度Tzh；另外一個(gè)交點(diǎn)3是穩(wěn)定的熄滅工況點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的溫度為火焰溫度。2點(diǎn)3點(diǎn)Q2Tb2Tzh12/29/2023Tzh當(dāng)爐膛溫度為Tb2，且散熱較大時(shí)，放熱曲線與散熱曲線分別交于5點(diǎn)和4點(diǎn)；5點(diǎn)穩(wěn)定，緩慢氧化；4點(diǎn)不穩(wěn)定，能夠熄滅，也能夠熄火。4點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為熄火溫度Txh.留意：熄火溫度Txh>著火溫度Tzh：著火后的熄火Tb25點(diǎn)4點(diǎn)TxhQ212/29/2023煤種揮發(fā)分Vdaf，％煤粉氣流著火溫度Ti/C褐煤50550煙煤403020650750840貧煤14900無(wú)煙煤41000普通性著火溫度12/29/2023三、煤粉的著火煤粉氣流的著火條件,不僅在于用來(lái)點(diǎn)燃煤粉氣流的熱煙氣〔熱源〕的溫度，而且需求足夠的熱量。普通情況下煤粉氣流在著火過(guò)程中所吸收的輻射傳熱量約為其著火所需總熱量的10%~30%，所以其著火所需熱量的主要來(lái)源是對(duì)流傳熱。將煤粉氣流加熱到著火溫度所需求的熱量稱為著熾熱。包括：煤粉，空氣，水分加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱等所需熱量，公式〔5-23〕。著熾熱主要有兩個(gè)來(lái)源：一是被煤粉射流卷吸到射流根部的高溫回流煙氣〔包括內(nèi)回流和外回流〕，這部分熱煙氣和新噴入的煤粉射流劇烈混合，以對(duì)流方式把熱量迅速傳送給新燃料；二是高溫火焰及爐壁對(duì)煤粉射流的輻射加熱；另外還有少部分化學(xué)反響本身放熱。12/29/2023四、影響煤粉著火的要素在煤粉爐中，熄滅所需的空氣被分成一次風(fēng)和二次風(fēng)。一次風(fēng)的作用是將煤粉經(jīng)過(guò)熄滅器保送到爐膛，并供應(yīng)煤粉在著火階段所需的空氣；二次風(fēng)那么在著火以后混入保證煤粉的燃盡。煤粉的點(diǎn)燃過(guò)程是將一次風(fēng)氣流和高溫?zé)霟岬臒煔饣旌希姑悍劭諝饣旌衔锏臏囟壬叩矫悍劭梢灾?。影響煤粉氣流著火的主要要素是：著火需求熱量：燃料性質(zhì)〔著火溫度、水分、灰分、細(xì)度〕、一次風(fēng)量和一次風(fēng)溫等。著熾熱來(lái)源：熄滅器的性能，即其空氣動(dòng)力工況，卷吸周圍煙氣才干。12/29/20231．燃料性質(zhì)的影響煤粉氣流的穩(wěn)定著火，在很大程度上是靠煤粉析出的揮發(fā)分，在其點(diǎn)燃后與一次風(fēng)發(fā)生反響所構(gòu)成的高溫熄滅產(chǎn)物來(lái)維持的，煤的揮發(fā)分Vdaf越低，它的著火溫度越高，所以，對(duì)貧煤和無(wú)煙煤，必需采取一些特殊措施，使煤粉氣流能被加熱到很高的溫度，才干保證其著火。煤中灰分的多少直接影響煤發(fā)熱量的高低，而鍋爐的燃料耗費(fèi)量是與燃料的發(fā)熱量成反比的。著熾熱與燃料的耗費(fèi)量成正比，當(dāng)煤的灰分添加時(shí)，就會(huì)顯著增大煤粉氣流的著熾熱，從而會(huì)將其著火位置〔又稱著火點(diǎn)〕推遲，使著火不穩(wěn)定。煤的水分添加時(shí)，用于蒸發(fā)水和過(guò)熱水蒸氣的熱量添加，因此添加了著熾熱，著火點(diǎn)也會(huì)被推遲。煤的細(xì)度添加，化學(xué)反響速度加快，放熱量添加。燃料特性對(duì)著火過(guò)程的影響是綜合的，不能簡(jiǎn)單地用某單一目的來(lái)表示，但相對(duì)來(lái)說(shuō)，揮發(fā)分的影響是最主要的。例如，無(wú)煙煤的灰分和水分都很低，發(fā)熱量很高，但由于無(wú)煙煤的低揮發(fā)分含量，其煤粉氣流的著火就非常困難。12/29/20232．一次風(fēng)量的影響一次風(fēng)量添加時(shí)著熾熱增大，因此著火點(diǎn)會(huì)推遲。但是，一次風(fēng)量必需同時(shí)滿足既能將煤粉氣力保送入爐膛，又要保證揮發(fā)分的著火和熄滅的需求這兩個(gè)要求。從熄滅的角度來(lái)講，假設(shè)一次風(fēng)量等于煤中揮發(fā)分熄滅的實(shí)際空氣量，那么這時(shí)揮發(fā)分熄滅產(chǎn)物的溫度最高。由于燃料的發(fā)熱量與其熄滅的實(shí)際空氣量根本上成正比，因此，揮發(fā)分熄滅的實(shí)際空氣量和煤熄滅的實(shí)際空氣量之比，就等于它們熄滅時(shí)所產(chǎn)生的熱量之比，這個(gè)比值約等于煤的揮發(fā)分含量。即：一次風(fēng)份額=Vdaf但對(duì)于貧煤和無(wú)煙煤，因其Vdaf很低，如按其揮發(fā)分含量來(lái)決議一次風(fēng)份額，那么不能滿足保送煤粉的要求，因此只能根據(jù)保證氣力保送煤粉的需求而選用稍大的一次風(fēng)份額，但卻因此更添加了這些低揮發(fā)分煤粉氣流的著火困難。12/29/2023煤粉熄滅器中的一次風(fēng)份額煤種揮發(fā)分Vdaf,%煤粉燃燒器中的一次風(fēng)份額,r1直流式旋流式無(wú)煙煤2~100.15~0.2①貧煤10~170.15~0.2煙煤17~300.25~0.3煙煤30~50~0.30.3~0.4褐煤>37—0.35~0.4油頁(yè)巖80~900.5~0.6泥煤~70—①在運(yùn)用300C以上的熱風(fēng)保送煤粉時(shí)，r1=0.2~0.25。12/29/20233.一次風(fēng)溫的影響提高一次風(fēng)溫可以降低著熾熱，使著火位置提早。例如，假設(shè)其它條件不變，以煤粉一次風(fēng)氣流的初溫T0=20C時(shí)的著熾熱為100%，那么當(dāng)煤粉空氣混合物的初溫為T0=300C時(shí)，其著熾熱降低至40.5%。因此，熱風(fēng)送粉對(duì)煤粉氣流的著火非常有利，特別在燃用貧煤和無(wú)煙煤時(shí)，采用很高的熱空氣溫度，是保證低揮發(fā)分燃料穩(wěn)定著火的重要措施之一。我國(guó)電廠在燃用無(wú)煙煤時(shí)，所設(shè)計(jì)的預(yù)熱空氣溫度普通為350~420C，以盡量使煤粉空氣混合物的初溫接近300C。12/29/20234.爐內(nèi)散熱條件爐內(nèi)散熱條件好，那么爐內(nèi)溫度低，從而不利于燃料的著火和熄滅。因此實(shí)際中，為使低揮發(fā)分煤的及時(shí)著火和穩(wěn)定熄滅，常在熄滅器區(qū)域用耐火保溫資料將部分水冷壁遮蓋起來(lái)，構(gòu)成所謂的衛(wèi)燃帶，以減少水冷壁吸熱量、維持熄滅器區(qū)域的溫度程度，進(jìn)而改善煤粉氣流的著火和熄滅條件。實(shí)際闡明，敷設(shè)衛(wèi)燃帶對(duì)于難燃煤種的及時(shí)著火和穩(wěn)定熄滅非常有效，但衛(wèi)燃帶面積過(guò)大又往往是爐內(nèi)結(jié)焦的根源所在，在引進(jìn)的300MW和600MW機(jī)組W型火焰熄滅的鍋爐上就發(fā)生過(guò)多次，呵斥很大損失，運(yùn)轉(zhuǎn)中必需加以留意。12/29/20235.熄滅器構(gòu)造和布置熄滅器構(gòu)造和噴口布置主要影響一、二次風(fēng)的混合。假設(shè)一、二次風(fēng)混合過(guò)早，即在一次風(fēng)煤粉氣流著火前就混入二次風(fēng)的話，就等于增大了一次風(fēng)量，使著熾熱增大，著火推遲；反之，二次風(fēng)混入一次風(fēng)過(guò)遲，又會(huì)因供氧缺乏而限制固定碳的熄滅。因此，熄滅器的構(gòu)造和布置應(yīng)使二次風(fēng)適時(shí)混入一次風(fēng)中，如燃用低揮發(fā)分的難燃煤種時(shí)，應(yīng)使二次風(fēng)混入一次風(fēng)的時(shí)間適當(dāng)?shù)赝七t。熄滅器的尺寸也影響到著火。熄滅器出口截面積愈大，煤粉氣流的卷吸才干越小，著火點(diǎn)離噴口間隔就愈遠(yuǎn)。因此，采用尺寸較小的小功率熄滅器替代大功率熄滅器是合理的，由于小尺寸熄滅器既添加了煤粉氣流受熱的周界面，也縮短了著火區(qū)擴(kuò)展到整個(gè)氣流截面所需求的時(shí)間。12/29/20236.鍋爐負(fù)荷鍋爐經(jīng)常在變負(fù)荷下任務(wù)。鍋爐負(fù)荷降低時(shí)，燃料量減少，放熱量減少，而爐膛內(nèi)的水冷壁和過(guò)熱器等受熱面的構(gòu)造和面積堅(jiān)持不變，致使?fàn)t膛平均煙溫下降，熄滅器區(qū)域的溫度降低，煤粉氣流的加熱條件惡化，因此對(duì)煤粉氣流的著火和熄滅是不利的。當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低到一定值時(shí)，就會(huì)危及煤粉著火和熄滅的穩(wěn)定性，甚至鍋爐熄火。采用各種穩(wěn)燃技術(shù)，在不投油的情況下，固態(tài)排渣煤粉爐的最低穩(wěn)燃負(fù)荷曾經(jīng)由過(guò)去的70%BMCR降低到最低50％BMCR，甚至更低。綜上所述，為組織煤粉氣流良好的著火，常采用的強(qiáng)化措施有：使煤粉氣流與高溫?zé)煔饬己没旌?，敷設(shè)衛(wèi)燃帶、維持爐內(nèi)高溫，以保證供應(yīng)煤粉氣流足夠的著熾熱；提高一次風(fēng)溫、采用適宜的一次風(fēng)量和一次風(fēng)速，以減小著熾熱；采用適宜的煤粉細(xì)度等。12/29/2023五、熄滅良好的條件要組織良好的熄滅過(guò)程，其標(biāo)志就是盡量接近完全熄滅，也就是在保證爐內(nèi)不結(jié)渣的前提下，熄滅速度快，而且熄滅完全，得到最高的熄滅效率。12/29/20231.供應(yīng)適宜的空氣量燃料完全熄滅的必要條件?？諝饬砍Ｓ眠^(guò)量空氣系數(shù)來(lái)表示，直接影響熄滅過(guò)程的過(guò)量空氣系數(shù)是爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)αl〞。假設(shè)αl〞過(guò)小，即空氣量供應(yīng)缺乏，會(huì)增大不完全熄滅熱損失q3和q4，使熄滅效率降低；αl〞過(guò)大，會(huì)降低爐溫，也會(huì)添加不完全熄滅熱損失。因此，αl〞有一個(gè)最正確值，使〔q2＋q3＋q4〕之和為最小值，這個(gè)值要經(jīng)過(guò)熄滅調(diào)整實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得。普通αl〞＝1.2~1.2512/29/20232.保證適當(dāng)高的爐溫根據(jù)阿累尼烏斯定律，熄滅反響速度與溫度成指數(shù)關(guān)系。因此爐溫對(duì)熄滅過(guò)程有著極其顯著的影響。爐溫高，著火快，熄滅速度快，熄滅過(guò)程便進(jìn)展得猛烈，熄滅也易于趨向完全。爐溫過(guò)高不但會(huì)引起爐內(nèi)結(jié)渣，也會(huì)引起膜態(tài)沸騰，同時(shí)由于熄滅反響是一種可逆反響，過(guò)高的爐溫當(dāng)然會(huì)使正反響速度加快，但同時(shí)也會(huì)使逆反響〔復(fù)原反響〕加快，逆反響〔復(fù)原反響〕速度加快，意味著有較多熄滅產(chǎn)物又復(fù)原，這樣同樣等于熄滅不完全。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，鍋爐的爐溫在中溫區(qū)域〔1000～2000℃〕內(nèi)比較適宜。當(dāng)然，在中溫區(qū)域，在保證爐內(nèi)不結(jié)渣的前提下，可以盡量提高些。12/29/20233.足夠的熄滅時(shí)間在一定的爐溫下，一定細(xì)度的煤粉要有一定的時(shí)間才干燃盡。煤粉在爐內(nèi)的停留時(shí)間，是煤粉自熄滅器出口不斷到爐膛出口這段行程所閱歷的時(shí)間。在這段行程中，煤粉要從著火不斷到燃盡，才干熄滅完全，假設(shè)在爐膛出口處煤粉還在熄滅，將添加熄滅熱損失,同時(shí)會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛出口煙氣溫度過(guò)高，使過(guò)熱器結(jié)渣和過(guò)熱汽溫升高，運(yùn)轉(zhuǎn)不平安。煤粉在爐內(nèi)的停留時(shí)間主要取決于爐膛容積、爐膛截面積、爐膛高度及煙氣在爐內(nèi)的流動(dòng)速度，這都與爐膛容積熱負(fù)荷和爐膛截面熱負(fù)荷有關(guān)，即要在鍋爐設(shè)計(jì)中選擇適宜的數(shù)據(jù)，而在鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)切不可超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。12/29/2023爐膛容積熱負(fù)荷爐膛容積熱負(fù)荷是指單位時(shí)間送入爐膛單位容積的平均熱量，以燃料收到基低位發(fā)熱量計(jì)算，單位：kW/m3，可以表示為：12/29/2023qv越大，那么爐膛容積越小，爐膛越緊湊，投資越小。但過(guò)大，那么單位爐膛容積在單位時(shí)間內(nèi)的燃煤量過(guò)大，爐內(nèi)煙氣流量添加，煙氣流速加快，使燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間縮短，不能保證燃料完全熄滅。同時(shí)爐膛容積相對(duì)較小，布置足夠的水冷壁有困難，不但難以滿足鍋爐容量的要求，而且會(huì)使熄滅區(qū)域及爐膛出口的煙氣溫度升高，從而導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)及爐膛出口后的對(duì)流受熱面結(jié)渣。過(guò)小，那么會(huì)使?fàn)t膛容積過(guò)大，不但造價(jià)高，同時(shí)會(huì)使?fàn)t內(nèi)溫度程度降低，熄滅不完全，著火也困難，甚至能夠熄火。qv的選取除與鍋爐容量有關(guān)外，還與熄滅方式、燃料特性有關(guān)。對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐：無(wú)煙煤：qv=110～140kW/m3貧煤：qv=120～165kW/m3煙煤：qv=140～200kW/m3褐煤：qv=90～150kW/m3。大容量鍋爐的qv要比中、小容量鍋爐選得小一些。600MW級(jí)統(tǒng)計(jì)qv取值范圍84～112kW/m3〔煙煤〕。12/29/2023爐膛截面熱負(fù)荷：爐膛截面熱負(fù)荷指熱負(fù)荷按爐膛截面積計(jì)算，單位時(shí)間送入爐膛的平均熱量〔以燃料收到基低位發(fā)熱量計(jì)算，單位：MW/m2〕12/29/2023反映熄滅器區(qū)域的溫度程度假設(shè)過(guò)高，闡明爐膛截面積小，爐膛橫截面周界也小，爐膛呈瘦高形，燃料在熄滅區(qū)域放出的熱量，周圍沒(méi)有足夠的水冷壁受熱面去吸收它，使溫度過(guò)高，當(dāng)然對(duì)著火有利，但卻容易引起熄滅器附近受熱面結(jié)渣。假設(shè)過(guò)低，爐膛呈矮胖形，那么煙氣不能充分利用爐膛容積，煙氣在分開(kāi)爐膛時(shí)還未得到充分的冷卻，會(huì)使?fàn)t膛出口以后的受熱面結(jié)渣；同時(shí)熄滅器區(qū)域的溫度降低，雖然不會(huì)結(jié)渣，但對(duì)著火不利。因此，必需選擇適宜的爐膛容積熱負(fù)荷和截面熱負(fù)荷。普通：qA=3～4.5MW/m2600MW級(jí)大容量鍋爐，qA=4～5.9MW/m212/29/2023熄滅器區(qū)域爐壁熱負(fù)荷：按照熄滅器區(qū)域爐膛單位爐壁面積折算，單位時(shí)間送入爐膛的平均熱量稱為熄滅器區(qū)域爐壁熱負(fù)荷qr反映了熄滅器區(qū)域的溫度程度。但qr還能反映火焰的分散或集中情況。qr愈大，闡明火焰愈集中，熄滅器區(qū)域的溫度程度就愈高，這對(duì)燃料的穩(wěn)定著火有利，但卻容易呵斥熄滅器區(qū)域的壁面結(jié)渣。引薦值：褐煤：qr=0.93～1.16MW/m2無(wú)煙煤及貧煤：qr=1.4～2.1MW/m2；煙煤：qr=1.28～1.40MW/m2。600MW級(jí)大容量鍋爐，qr=0.95～2.1MW/m2〔煙煤〕。12/29/2023爐膛壁面熱負(fù)荷：爐膛壁面熱負(fù)荷qf是單位爐膛壁面單位時(shí)間吸收的平均熱量，也稱爐壁熱流密度爐膛壁面熱負(fù)荷qf的數(shù)值愈高，闡明單位壁面所吸收的熱量愈大，闡明爐內(nèi)煙氣溫度程度愈高。qf假設(shè)過(guò)大，就會(huì)呵斥水冷壁結(jié)渣。此外，qf的數(shù)值也是判別膜態(tài)沸騰能否會(huì)發(fā)生的主要目的之一。qf的數(shù)值主要決議于燃煤性質(zhì)，對(duì)于固態(tài)排渣煤粉爐，qf的建議值為：褐煤，100kW/m2；煙煤和無(wú)煙煤，140kW/m2。12/29/20234.空氣和煤粉的良好混和與擾動(dòng)煤粉熄滅是多相熄滅，熄滅反響主要在煤粉的外表進(jìn)展。熄滅反響速度主要取決于煤粉的化學(xué)反響速度和氧氣分散到煤粉外表的分散速度(過(guò)渡熄滅)。要做到完全熄滅，除保證足夠高的爐溫暖供應(yīng)適宜的空氣量之外，還必需使煤粉和空氣充分?jǐn)_動(dòng)混合，及時(shí)將空氣保送到煤粉的熄滅外表去，煤粉和空氣接觸才干發(fā)生熄滅反響。要求熄滅器的構(gòu)造特性優(yōu)良，一、二次風(fēng)配合良好，并有良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)。煤粉和空氣不但要在著火、熄滅階段充分混合，而且在燃盡階段也要加強(qiáng)擾動(dòng)混合。由于在燃盡階段中，可燃質(zhì)和氧的數(shù)量曾經(jīng)很少，而且煤粉外表能夠被一層灰分包裹著，妨礙空氣與煤粉可燃質(zhì)的接觸，所以此時(shí)加強(qiáng)擾動(dòng)混合，可破壞煤粉外表的灰層，添加煤粉和空氣的接觸時(shí)機(jī)，有利于熄滅完全。12/29/2023煤粉鍋爐的熄滅設(shè)備煤粉爐的熄滅設(shè)備由熄滅室〔爐膛〕、熄滅器和點(diǎn)火安裝組成。12/29/2023爐膛煤粉爐的爐膛是燃料熄滅的場(chǎng)所，它的周圍布滿了蒸發(fā)受熱面〔水冷壁〕，有時(shí)也設(shè)有墻式再熱器，爐膛也是熱交換的場(chǎng)所，所以爐膛是鍋爐最重要的部件之一。煤粉爐的爐膛既要保證燃料的完全熄滅，又要合理組織爐內(nèi)換熱、布置適當(dāng)?shù)氖軣崦嬉詽M足鍋爐容量的要求，并使煙氣到達(dá)爐膛出口時(shí)被冷卻到使其后的對(duì)流受熱面不結(jié)渣和平安任務(wù)所允許的溫度。12/29/202312/29/2023爐膛的構(gòu)造該當(dāng)滿足以下要求：合理布置熄滅器，使燃料迅速著火；有良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，使各壁面的熱負(fù)荷均勻；既要使火焰在爐膛的充溢度好、減少氣流的死滯區(qū)，而且要防止火焰沖墻、防止結(jié)渣。爐膛要有足夠的容積和高度以保證燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間并完全熄滅?？梢圆贾眠m當(dāng)?shù)恼舭l(fā)受熱面，滿足鍋爐容量的要求?？煽康乃h(huán)動(dòng)力特性，保證水循環(huán)可靠。爐膛出口煙氣溫度適當(dāng)以確保爐膛出口及以后受熱面不結(jié)渣和平安任務(wù)。爐膛構(gòu)造緊湊，金屬及其它資料用量少；便于制造、安裝、操作和維護(hù)。爐膛截面普通為矩形或方形。12/29/2023爐膛的構(gòu)造和尺寸與煤種、熄滅方式、熄滅器的型式和布置、火焰的外形和行程等很多要素有關(guān)?，F(xiàn)代煤粉爐的爐壁是一個(gè)由爐墻圍成的立體空間，其四壁布滿水冷壁，常規(guī)的煤粉爐爐膛構(gòu)造圖。1—爐膛；2—水冷壁；3—冷灰斗；4—熄滅器；5—屏式過(guò)熱器，6—折焰角12/29/2023在固態(tài)排渣煤粉爐爐膛中，煤粉和空氣在爐內(nèi)劇烈熄滅，火焰中心溫度可達(dá)1500℃以上，灰渣處于液態(tài)。由于水冷壁的吸熱，煙溫逐漸降低，爐膛出口處的煙溫普通要冷卻至1100℃以下，使煙氣中的灰渣冷凝成固態(tài)，以防止結(jié)焦。煤粉熄滅生成的灰渣分為兩部分，其中80%～95%為飛灰，它們隨煙氣向上流動(dòng)，經(jīng)屏式過(guò)熱器進(jìn)入對(duì)流煙道；剩下約5%～20%的大渣?；蛟鼔K落入冷灰斗。爐底是由前后水冷壁管彎曲而成的傾斜灰斗。為了便于灰渣自動(dòng)滑落，冷灰斗斜面的程度傾斜角應(yīng)在大于500。12/29/2023現(xiàn)代大容量鍋爐的爐膛頂部都采用平爐頂構(gòu)造，平爐頂可利用頂棚管過(guò)熱器作骨架采用敷管爐墻，簡(jiǎn)化爐頂構(gòu)造，而且前水冷壁管取消了斜頂棚的傾斜段，使側(cè)墻水冷壁管受熱長(zhǎng)度一樣，水循環(huán)情況得到改善。高壓及高壓以上壓力的鍋爐，爐膛上部及爐膛出口處還布置屏式過(guò)熱器，以降低爐內(nèi)溫度，防止結(jié)焦。后水冷壁上部變成折焰角，折焰角約為爐膛深度的20%～30%，折焰角即改善了火焰在爐內(nèi)的充溢程度，又使煙氣對(duì)屏式過(guò)熱器的沖刷由斜向改為橫向，改善了屏式過(guò)熱器的傳熱和磨損。折焰角還延伸了程度煙道的長(zhǎng)度，便于布置過(guò)熱器和再熱器，使鍋爐整體構(gòu)造緊湊。12/29/2023爐膛截面積：AA=a×b〔a-寬度，b-深度〕爐膛容積：VlF1=0.5×g×(b+p)/2F2=b×hF3=0.5×(b+o)×iF4=0.5×(j+f)×oF5=0.5×t×(j+q)Vl=a×(F1+F2+F3+F4+F5)熄滅器區(qū)域壁面積：BA(uHt)BA=2×(a+b)×(c+3000)爐膛投影有效輻射受熱面：EPRSLp=p+m+(h+i)+f+s＋q+r+n+hEPRS=2×(F1+F2+F3+F4+F5)+a×Lp+FpFP:爐內(nèi)過(guò)熱器有效輻射受熱面積爐膛構(gòu)造計(jì)算12/29/2023作業(yè)試根據(jù)圖示構(gòu)造和前述熱平衡計(jì)算結(jié)果，計(jì)算爐膛構(gòu)造參數(shù)和各熱負(fù)荷qv，qA，qr，如熱負(fù)荷超出范圍，引薦爐膛構(gòu)造，并重新計(jì)算12/29/2023熄滅器熄滅器是煤粉鍋爐的主要熄滅設(shè)備，其作用是保證燃料和熄滅用空氣在進(jìn)入爐膛時(shí)能充分混合、及時(shí)著火和穩(wěn)定熄滅。送入煤粉爐熄滅器的空氣，按對(duì)著火、熄滅有利而合理組織、分批送入，按送入空氣的作用不同，可將送入熄滅器的空氣分為三種，即一次風(fēng)、二次風(fēng)和三次風(fēng)。一次風(fēng)即攜帶煤粉送入熄滅器的空氣，主要作用是保送煤粉和滿足熄滅初期對(duì)氧氣的需求，一次風(fēng)數(shù)量普通較少。待煤粉氣流著火后再送入的空氣稱為二次風(fēng)。二次風(fēng)補(bǔ)充煤粉繼續(xù)熄滅所需求的空氣并著重起擾動(dòng)、混協(xié)作用。當(dāng)煤粉制備系統(tǒng)采用中間儲(chǔ)倉(cāng)式熱風(fēng)送粉時(shí)，在磨煤機(jī)內(nèi)枯燥原煤后排出的乏氣，因其中含有10%～15%的細(xì)小煤粉需求充分利用，可將這股乏氣由單獨(dú)的噴口送入爐膛熄滅，這股乏氣稱為三次風(fēng)。12/29/2023煤粉爐熄滅器的根本要求：〔1〕能使煤粉氣流穩(wěn)定地著火；〔2〕著火以后，一、二次風(fēng)能及時(shí)合理混合，確保較高的熄滅效率；〔3〕火焰在爐內(nèi)的充溢程度好，且不會(huì)沖墻貼壁，防止結(jié)渣；〔4〕有較好的燃料順應(yīng)性和負(fù)荷調(diào)理范圍；〔5〕阻力較??；〔6〕能減少NOx的生成，減少對(duì)環(huán)境的污染。按其出口氣流特性分為兩大類：直流熄滅器：其出口氣流為直流射流或直流射流組的熄滅器。旋流熄滅器：其出口氣流為旋轉(zhuǎn)射流的熄滅器。12/29/2023旋流熄滅器在旋流熄滅器中，攜帶煤粉的一次風(fēng)和不攜帶煤粉的二次風(fēng)分別用不同的管道與熄滅器銜接。在熄滅器中，一、二次風(fēng)的通道也是隔開(kāi)的。二次風(fēng)射流都是旋轉(zhuǎn)射流，一次風(fēng)射流可以是旋轉(zhuǎn)射流也可以是不旋轉(zhuǎn)的直流射流，但熄滅器總的出口氣流都是一股繞熄滅器軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)射流。布置：前墻或前后墻旋流的產(chǎn)生：蝸殼、導(dǎo)向葉片。出口氣流一邊旋轉(zhuǎn)，一邊螺旋式運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成帶旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)展射流噴口：圓形特點(diǎn)：分散角大，回流區(qū)大，早期混合劇烈，但衰減快，后期混合較差，射流較短運(yùn)用：高揮發(fā)分的煙煤和褐煤12/29/2023旋流強(qiáng)度對(duì)旋轉(zhuǎn)射流特性的影響12/29/2023隨著旋流強(qiáng)度的不同，旋轉(zhuǎn)射流的氣流構(gòu)外型式不同。當(dāng)旋流強(qiáng)度很小時(shí)，出口氣流不旋轉(zhuǎn)或者旋轉(zhuǎn)很微弱，這時(shí)的氣流稱為弱旋轉(zhuǎn)氣流，如圖(a)所示。這時(shí)氣流中心不出現(xiàn)回流區(qū)，或回流區(qū)很小，變成根本上是封鎖氣流，它不具有旋轉(zhuǎn)射流的普通特性。當(dāng)逐漸增大旋流強(qiáng)度時(shí)，射流內(nèi)、外側(cè)壓力逐漸接近，這時(shí)，沿著主氣流方向，有中心回流區(qū)，并且中心回流區(qū)延伸到主氣流速度很低時(shí)才封鎖，這種氣流稱為開(kāi)放氣流，如圖(c)。假設(shè)再繼續(xù)增大旋流強(qiáng)度到一定程度，擴(kuò)展角隨之增大，氣流外側(cè)壓力小于中心回流區(qū)的壓力。氣流在內(nèi)外側(cè)壓力差的作用下，向周圍擴(kuò)展開(kāi)來(lái)，構(gòu)成全分散氣流，如圖(b)所示。這樣的氣流分開(kāi)熄滅器后便會(huì)貼墻運(yùn)動(dòng)〔飛邊〕，就會(huì)使熄滅器噴口燒壞，也會(huì)使熄滅器周圍結(jié)渣。因此在實(shí)踐運(yùn)用時(shí)，應(yīng)控制適當(dāng)?shù)男鲝?qiáng)度，使氣流成為開(kāi)放氣流。而且要能回流大量高溫?zé)煔獾交鹁娓?，加速燃料的著火和熄滅?2/29/2023旋流熄滅器外形12/29/2023旋流熄滅器出口12/29/202312/29/2023單蝸殼旋流熄滅器1－擴(kuò)流錐;2－一次風(fēng)分散管口;3－一次風(fēng)管;4－二次風(fēng)蝸殼;5－一次風(fēng)銜接納;6－二次風(fēng)蛇形擋板;7－法蘭;8－點(diǎn)火噴霧嘴口12/29/2023雙蝸殼旋流熄滅器12/29/2023單蝸殼，雙蝸殼特點(diǎn):構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便調(diào)理性能差，流動(dòng)阻力大，不適于直吹式制粉系統(tǒng)外形尺寸較大、速度和濃度分布不均勻煤種順應(yīng)性差很少采用12/29/2023軸向葉片式旋流熄滅器1—拉桿；2—一次風(fēng)口；3—一次風(fēng)舌形擋板；4—一次風(fēng)管；5—二次風(fēng)葉輪；6—二次風(fēng)殼；7—油噴嘴；8—擴(kuò)流錐；9—二次風(fēng)進(jìn)口12/29/2023利用軸向葉片使二次風(fēng)氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。這種熄滅器的二次風(fēng)是經(jīng)過(guò)軸向葉片的導(dǎo)向，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)氣流進(jìn)入爐膛的。熄滅器中的軸向葉片可以是固定的，也可以是挪動(dòng)可調(diào)的。一次風(fēng)有不旋轉(zhuǎn)的和旋轉(zhuǎn)的兩種，調(diào)理比較靈敏，調(diào)理性能也較好。這種熄滅器的中心回流區(qū)較小、較長(zhǎng)，因此只適宜燃用易著火的高揮發(fā)分燃料。在我國(guó)，主要用來(lái)燃用Vdaf≥25%，低位發(fā)熱量Qnet,ar≥16800kJ/kg的煙煤和褐煤，還沒(méi)有用它燃用貧煤和無(wú)煙煤的閱歷。12/29/2023切向葉片可調(diào)式旋流熄滅器12/29/2023這種熄滅器的一次風(fēng)也有旋轉(zhuǎn)和不旋轉(zhuǎn)兩種，二次風(fēng)那么經(jīng)過(guò)可動(dòng)的切向葉片，變成旋轉(zhuǎn)氣流送入爐膛。這種熄滅器的阻力較小，為使一次風(fēng)能構(gòu)成回流區(qū)，常在一次風(fēng)出口中裝有一個(gè)多層盤式穩(wěn)焰器，穩(wěn)焰器可以前后挪動(dòng)，以調(diào)理中心回流區(qū)的外形和大小。這種切向可動(dòng)葉片旋流熄滅器，普通只適宜于燃用Vdaf≥25%的煙煤。12/29/2023德國(guó)Babcock低氮型DS雙調(diào)風(fēng)旋流分級(jí)熄滅器12/29/2023切向葉片式低NOx旋流熄滅器〔鄒縣＃5機(jī)組〕Foster－Wheeler12/29/2023東鍋HT-NR3低NOx熄滅器12/29/202312/29/202312/29/2023（a）前墻布置；（b）兩面墻對(duì)沖或交錯(cuò)布置；（b-1）兩面墻交錯(cuò)布置；（b-2）兩面墻對(duì)沖布置；（c）半開(kāi)式爐膛對(duì)沖布置；（d）爐底布置；（e）爐頂布置

旋流熄滅器的布置方式12/29/2023〔a〕前墻布置；〔b〕相對(duì)對(duì)沖布置；〔c〕相對(duì)錯(cuò)開(kāi)布置12/29/20231.前墻布置優(yōu)點(diǎn)：(1)煤粉管道短，阻力??；且煤粉及空氣的分配比較均勻〔由于磨煤機(jī)普通布置在爐前〕。(2)爐寬和對(duì)流煙道的寬度及汽包的長(zhǎng)度便于相互配合，可以不受爐膛截面寬、深比的限制。(3)當(dāng)熄滅器單只功率選擇恰當(dāng)并布置合理時(shí)，爐膛出口煙氣溫度偏向較小。缺陷：(1)爐膛火焰充溢度較差，使?fàn)t膛空間的有效利用率降低〔后墻上部的折焰角可稍起補(bǔ)償作用〕。(2)爐內(nèi)火焰擾動(dòng)較小，后期混合較差。(3)負(fù)荷過(guò)低需求切斷部分熄滅器時(shí)，會(huì)引起爐內(nèi)溫度分布和煙氣流速不夠均勻。12/29/20232.對(duì)沖布置〔主要指前后墻對(duì)沖〕優(yōu)點(diǎn)：(1)爐內(nèi)火焰充溢好，擾動(dòng)強(qiáng)。(2)沿爐膛寬度的煙溫及速度分布比較均勻，對(duì)過(guò)熱器維護(hù)好，且過(guò)熱器溫偏向也較小〔對(duì)沖布置時(shí)該偏向<22C，四角布置時(shí)那么為55C左右〕。(3)防結(jié)渣性能較好，由于熱量輸入沿爐寬較均勻，防止了爐膛中部煙溫過(guò)高。缺陷：(1)風(fēng)、粉管道的布置比較復(fù)雜。(2)為在后墻布置熄滅器，加大后墻與對(duì)流井之間間隔，使鍋爐布置不夠緊湊。12/29/2023假設(shè)鍋爐容量較小，普通將旋流熄滅器布置在前墻，單排布置或多排布置，鍋爐容量較大時(shí)，那么可采用前后墻或兩側(cè)墻對(duì)沖或交錯(cuò)布置，單排或多排布置。12/29/2023鄒縣電廠＃5機(jī)組旋流熄滅器布置圖-前后墻對(duì)沖布置12/29/2023鍋爐熄滅器前墻布置方案12/29/2023e.火炬向下 f.火炬向上旋轉(zhuǎn)方向?qū)t內(nèi)整體氣流的影響

12/29/2023直流熄滅器12/29/20231—噴口；2—等速中心區(qū)；3—射流邊境層；4—射流外邊境；5—射流內(nèi)邊境；6—射流源點(diǎn)；7—分散角；8—速度分布由于射流的卷吸作用，與周圍煙氣進(jìn)展著劇烈的物質(zhì)交換和熱量交換，不斷地將煙氣卷吸到射流中來(lái)，隨射流一同運(yùn)動(dòng)，因此射流的流量逐漸添加，截面逐漸擴(kuò)展，流速逐漸減小。12/29/2023噴口尺寸越大，初速越高，即初始動(dòng)量越大，射程越長(zhǎng)。射程長(zhǎng)表示射流衰減慢，在煙氣介質(zhì)中貫穿才干強(qiáng)，對(duì)后期混合有利。集中大噴口比分散的多個(gè)小噴口的射流的射程長(zhǎng)。當(dāng)噴口流通截面不變時(shí)，將一個(gè)大噴口分成多個(gè)小噴口，由于射流周界面增大，卷吸煙氣量也添加。對(duì)于矩形截面的噴口，當(dāng)初速與噴口流通面積不變時(shí)，隨噴口高寬比的增大，射流周界面增大，卷吸才干也增大。射流卷吸周圍煙氣后流量添加，流速自然會(huì)衰減下來(lái)。卷吸才干越強(qiáng)速度衰減越快，射程就越短。爐膛并非無(wú)限大的空間，在爐內(nèi)微小的擾動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致射流偏離原有軸線方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。射流抗偏轉(zhuǎn)的才干稱為射流的剛性。射流的動(dòng)量愈大，剛性愈強(qiáng)。對(duì)矩形截面噴口，噴口的高寬比愈小，剛性愈好。在爐內(nèi)幾股射流平行或交叉時(shí)，普通是剛性大的射流吸引剛性小的射流，并使其偏轉(zhuǎn)。12/29/2023直流煤粉熄滅器噴出的一、二次風(fēng)都是不旋轉(zhuǎn)的直流射流，噴口普通都是狹長(zhǎng)形。直流煤粉熄滅器可以布置在爐膛的前后墻、爐膛四角或爐膛頂部，從而構(gòu)成不同的熄滅方式，如切圓熄滅方式、U形、W形火焰熄滅方式等。我國(guó)直流熄滅器放在爐膛四角的切圓熄滅方式運(yùn)用得最為廣泛。其特點(diǎn)為：流動(dòng)：劇烈旋轉(zhuǎn)，螺旋上升，旋轉(zhuǎn)大火球著火條件好煤種順應(yīng)性廣后期擾動(dòng)混合劇烈，燃盡條件好12/29/2023直流熄滅器布置煤粉熄滅火焰方式(a)切圓熄滅方式(b)U形火焰熄滅方式(c)W形火焰熄滅方式12/29/2023〔a〕正四角布置；〔b〕正八角布置；〔c〕大切角正四角布置；〔d〕同向大小雙切圓方式；〔e〕正反雙切圓方式；〔f〕兩角相切，兩角對(duì)沖方式；〔g〕雙室爐膛切圓方式；〔h〕大切角雙室爐膛方式12/29/2023四角布置的直流熄滅器射出的四股氣流在爐膛中心構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的劇烈旋轉(zhuǎn)火炬。一方面由于氣流在爐膛中心發(fā)生旋轉(zhuǎn)，另一方面由于引風(fēng)機(jī)抽力、迫使氣流上升，在爐膛中心構(gòu)成一股螺旋上升的氣流。從著火角度來(lái)看，每股煤粉氣流除依托本身卷吸高溫?zé)煔夂徒邮軤t膛輻射熱外，由于每只熄滅器都能將一部分高溫火焰吹向相鄰熄滅器的根部，構(gòu)成相鄰煤粉氣流相互引燃。此外，氣流旋轉(zhuǎn)上升時(shí)，由于離心力的作用，氣流向周圍分散，使?fàn)t膛中心構(gòu)成負(fù)壓(即真空)，呵斥高溫?zé)煔庥缮舷蛳铝鞯交鹧娓俊Ｒ虼?，煤粉氣流有比較理想的著火條件。從熄滅角度來(lái)看，由于氣流在爐膛中心劇烈旋轉(zhuǎn)熄滅，煤粉與空氣的混合較好，爐膛中心火焰溫度高，這就加速了煤粉的熄滅，所以煤粉氣流的熄滅條件也是理想的。從燃盡角度來(lái)看：由于旋轉(zhuǎn)上升氣流即改善了爐內(nèi)氣流的充溢度，又延伸了煤粉在爐內(nèi)停留的時(shí)間，這對(duì)煤粉的燃盡是有利的。12/29/2023直流熄滅器構(gòu)造及分類直流煤粉熄滅器的出口是由一組圓形、矩形或多邊的噴口所組成。一次風(fēng)煤粉氣流、二次風(fēng)和中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng)熱風(fēng)送粉時(shí)的乏氣〔三次風(fēng)〕均分別由不同噴口以直流射流的方式噴入爐膛。熄滅器噴口之間堅(jiān)持一定間隔，以滿足煤粉穩(wěn)定著火和熄滅的需求，高度方向上整個(gè)熄滅器呈狹長(zhǎng)形。噴口射出的直流射流多為程度方向，也有的向上或向下傾斜一定角度。在國(guó)內(nèi)，直流熄滅器就常采用可擺動(dòng)式的，鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可上、下擺動(dòng)200～250的角度，主要用于調(diào)理再熱汽溫。根據(jù)一二次風(fēng)口的布置分為：均等配風(fēng)分級(jí)配風(fēng)12/29/2023均等配風(fēng)熄滅器一次風(fēng)12/29/2023側(cè)二次風(fēng)均等配風(fēng)直流熄滅器12/29/202312/29/2023外高橋三期熄滅器布置12/29/2023均等配風(fēng)構(gòu)造特點(diǎn)：一、二次風(fēng)噴口相間布置，即在兩個(gè)一次風(fēng)噴口之間均等布置一個(gè)或兩個(gè)二次風(fēng)噴口，或者在每個(gè)一次風(fēng)噴口的背火側(cè)均等布置二次風(fēng)噴口。一、二次風(fēng)相互緊靠，只需較小的間距。這樣有利于一、二次風(fēng)的較早混合，使一次風(fēng)煤粉氣流在著火后就可以得到足夠的空氣補(bǔ)充。熄滅器最高層為上二次風(fēng)噴口：①供應(yīng)上排煤粉熄滅器所需的空氣；②提供爐內(nèi)未燃盡的煤粉繼續(xù)熄滅時(shí)所需空氣；③強(qiáng)化燃盡階段的混合。。最低層為下二次風(fēng)噴口：①供應(yīng)下排煤粉熄滅器所需空氣；②把煤粉氣流中析出的大顆粒托住，延伸在爐內(nèi)的停留時(shí)間，減少q4損失；③降低爐膛下部溫度，防止結(jié)焦。12/29/202312/29/2023分級(jí)配風(fēng)熄滅器12/29/2023上鍋煤粉熄滅器12/29/2023分級(jí)配風(fēng)熄滅器，適用于無(wú)煙煤和難著火的貧煤。分級(jí)配風(fēng)的原那么是：待一次風(fēng)煤粉氣流著火后，僅送入部分二次風(fēng)，待熄滅繼繼擴(kuò)展后，再以高速噴入二次風(fēng)，與已熄滅的煤粉氣流劇烈混合，這種布置可以加強(qiáng)煤粉氣流的后期混合，促使剩余焦炭燃盡。在分級(jí)配風(fēng)方式中，常將一次風(fēng)口集中布置。這種布置熄滅器的高寬比較小，可以加大煤粉氣流對(duì)高溫?zé)煔獾木砦鸥?，加?qiáng)氣流的剛度和穿透才干，使煤粉氣流集中，熄滅集中，火焰中心溫度程度提高，對(duì)熄滅一些難著火的煤種有利。上二次風(fēng)和中二次風(fēng)不但保證煤粉氣流熄滅所需求的氧氣，而且加強(qiáng)了氣流擾動(dòng)，強(qiáng)化了混合過(guò)程；上二次風(fēng)向下傾斜50～150，以壓低火焰中心位置；下二次風(fēng)從煤粉氣流下側(cè)提供氧氣，并防止火焰下沖。12/29/2023在燃用低揮發(fā)分煤的直流熄滅器的一次風(fēng)噴口周圍，有時(shí)常布置一層二次風(fēng)，稱為周界風(fēng)。布置周界風(fēng)有利于將周圍的高溫?zé)煔饩砦M(jìn)一次風(fēng)煤粉氣流中，以提高煤粉氣流的溫度，有利于煤粉氣流的著火，也可維護(hù)一次風(fēng)噴口防止燒壞。假設(shè)設(shè)計(jì)和運(yùn)用不當(dāng)，周界風(fēng)反而會(huì)妨礙一次風(fēng)與高溫?zé)煔獾慕佑|。a〕周界風(fēng)；〔b〕夾心風(fēng)；〔c〕十字風(fēng)12/29/2023為了防止周界風(fēng)妨礙一次風(fēng)直接卷吸高溫?zé)煔獾牟焕绊?，可以布置夾心風(fēng)。即豎直布置在一次風(fēng)口中的一個(gè)二次風(fēng)噴口。夾心風(fēng)的作用在于：能及時(shí)補(bǔ)充煤粉氣流著火后熄滅所需求的空氣，但卻不影響著火；并可以提高一次風(fēng)射流的剛性，使一次風(fēng)射流減少偏斜；強(qiáng)化了煤粉氣流的湍流脈動(dòng)，有利于煤粉和空氣的混和；改動(dòng)夾心風(fēng)量的大小，可以作為煤種和負(fù)荷變動(dòng)時(shí)熄滅調(diào)理的手段。12/29/2023鍋爐不同負(fù)荷時(shí)熄滅器的投入方式運(yùn)轉(zhuǎn)方式鍋爐負(fù)荷MCR5磨運(yùn)轉(zhuǎn)80%—100%4磨運(yùn)轉(zhuǎn)70%—80%3磨運(yùn)轉(zhuǎn)40%—70%2磨運(yùn)轉(zhuǎn)〔10%—30%BMCR煤油混燒〕10%—40%油槍運(yùn)轉(zhuǎn)0—30%12/29/2023四角布置切圓熄滅的主要問(wèn)題(1)一次風(fēng)煤粉氣流的偏斜在實(shí)踐熄滅過(guò)程中，從熄滅器噴口射出的氣流并不能堅(jiān)持沿噴口幾何軸線方向前進(jìn)，而會(huì)出現(xiàn)一定程度的傾斜，實(shí)踐氣流的切圓直徑總是大于假想切圓直徑。由于一次風(fēng)煤粉氣流動(dòng)量最小，剛性最差，因此一次風(fēng)煤粉氣流的偏斜也最厲害。雖然適當(dāng)?shù)钠睂?duì)煤粉氣流的引燃有利，但偏斜嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致煤粉氣流沖刷爐墻而呵斥水冷壁結(jié)渣，因此應(yīng)防止一次風(fēng)煤粉氣流的偏斜。12/29/2023影響一次風(fēng)煤粉氣流偏斜的要素主要有：1)射流兩側(cè)的補(bǔ)氣條件。煤粉氣流的兩側(cè)卷吸爐內(nèi)煙氣，在射流兩側(cè)構(gòu)成負(fù)壓區(qū)，但α側(cè)煙氣補(bǔ)氣條件比β側(cè)要充分的多，氣流兩側(cè)的壓力不同，就存在壓差。在此壓差作用下，迫使射流向β側(cè)偏轉(zhuǎn)，因此普通應(yīng)采用正方形爐膛或爐膛寬深比小于1.1，切圓的直徑也不宜過(guò)大。但切圓直徑太小，會(huì)使?fàn)t內(nèi)氣流旋轉(zhuǎn)和混合不劇烈，不利于煤粉氣流的著火和熄滅，普通假想切圓直徑為600～1200mm。將同一角的熄滅器分成上下2組，中間留有一定間隔，就可以起到平衡氣流兩側(cè)壓力的作用，防止偏斜。2)上游鄰角射流的橫向推力與射流的剛性。由于直流射流的動(dòng)量大，因此上游鄰角射流對(duì)下游射流會(huì)產(chǎn)生較大的橫向推力，迫使下游流向爐墻一側(cè)偏斜。一次風(fēng)動(dòng)量愈大，射流剛性愈強(qiáng)，一次風(fēng)射流抵抗偏斜的才干就愈強(qiáng)，射流的偏斜也就愈小。3)熄滅器的構(gòu)造特性。熄滅器的高寬比或一次風(fēng)噴口的高寬比愈大，射流的剛性或一次風(fēng)的剛性就越小，就越容易產(chǎn)生偏斜。因此當(dāng)熄滅器高度過(guò)大時(shí)，也應(yīng)該對(duì)熄滅器進(jìn)展分組。12/29/202312/29/2023(2)爐內(nèi)容易結(jié)渣爐內(nèi)溫度或爐內(nèi)部分溫度過(guò)高、煤的灰燃點(diǎn)降低時(shí)，處于熔融形狀的灰粒粘黏并積聚在受熱面或爐墻上的景象稱為結(jié)渣。假設(shè)一次風(fēng)速過(guò)低，煤粉氣流著火離熄滅器噴口太近，熄滅器周圍容易結(jié)渣；一次風(fēng)管風(fēng)量分布不均易呵斥爐膛火焰偏斜，爐膛火焰中心向風(fēng)量小的一角傾斜，使其附近水冷壁結(jié)渣；二次風(fēng)速低、剛性弱，對(duì)一次風(fēng)的維護(hù)才干降低，一次風(fēng)容易貼壁，還會(huì)使一次風(fēng)在著火早期得不到足夠的氧量而產(chǎn)生復(fù)原性氣氛，呵斥爐內(nèi)結(jié)渣；當(dāng)采用擺動(dòng)式熄滅器向下擺動(dòng)調(diào)理汽溫時(shí)，如下排熄滅器距冷灰斗轉(zhuǎn)彎處較近，易呵斥冷灰斗結(jié)渣等。12/29/2023(3)爐膛出口及程度煙道兩側(cè)煙溫的偏向較大在四角熄滅鍋爐中，熄滅器區(qū)域的高溫火炬是劇烈旋轉(zhuǎn)的，在爐膛出口處，雖然旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度有所減弱，但仍存在較大的剩余旋轉(zhuǎn)，呵斥爐膛出口處煙溫暖煙速的偏向，導(dǎo)致過(guò)熱器、再熱器的熱偏向，甚至超溫爆管。普通爐膛出口處的煙溫偏向能達(dá)100℃，嚴(yán)重時(shí)甚至到達(dá)300℃。氣流逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)煙溫高于右側(cè)煙溫，左側(cè)煙速高于右側(cè)煙速。(4)采用擺動(dòng)式熄滅器需經(jīng)常維護(hù)采用擺動(dòng)式熄滅器的目的是調(diào)理再熱蒸汽溫度。但由于熄滅器長(zhǎng)期面對(duì)爐內(nèi)高溫火焰的烘烤，極易因超溫變形而卡澀。為防止卡澀，應(yīng)定期進(jìn)展維護(hù)，保證其動(dòng)作的靈敏性。12/29/2023〔5〕爐膛滅火由于鍋爐爐膛內(nèi)煤粉氣流的存量小，爐內(nèi)的熱容量就很小，因此一旦煤粉氣流中斷，或煤量變差，或鍋爐負(fù)荷過(guò)小，就極易產(chǎn)生鍋爐滅火，因此在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或煤質(zhì)很差時(shí)，就要嚴(yán)密監(jiān)視運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，防止發(fā)生滅火事故。12/29/2023煤粉熄滅器穩(wěn)燃技術(shù)鈍體熄滅器12/29/2023船形火焰穩(wěn)定器〔徐旭?！?2/29/2023低NOx熄滅器12/29/2023PM熄滅器〔日本三菱〕PollutantMinimum12/29/2023WR寬調(diào)理比熄滅器〔美國(guó)CE〕可用于程度和垂直安裝12/29/202312/29/2023W火焰爐膛12/29/2023W火焰熄滅器12/29/202312/29/2023一次風(fēng)置換熄滅器12/29/2023爐內(nèi)脫氮新技術(shù)12/29/2023哈鍋12/29/2023上鍋12/29/2023點(diǎn)火安裝鍋爐點(diǎn)火安裝主要是在鍋爐機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，用它來(lái)點(diǎn)燃主熄滅器的煤粉氣流。此外，當(dāng)鍋爐機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，或者當(dāng)燃煤質(zhì)量變差，爐膛溫度降低，危及煤粉氣流的穩(wěn)定，爐內(nèi)火焰發(fā)生脈動(dòng)以致有熄火危險(xiǎn)時(shí)，也用點(diǎn)火安裝來(lái)穩(wěn)定著火和熄滅；同時(shí)也可作為輔助熄滅的一種手段。12/29/2023現(xiàn)代大、中型煤粉爐常采用過(guò)渡燃料的點(diǎn)火安裝，可分為氣—油—煤粉的三級(jí)點(diǎn)火和油—煤粉的二級(jí)點(diǎn)火系統(tǒng)兩種。三級(jí)點(diǎn)火系統(tǒng)是用點(diǎn)火器點(diǎn)燃著火能量最小的氣體燃料，再點(diǎn)燃霧化的燃料油，最后點(diǎn)燃主熄滅器的煤粉氣流。二級(jí)點(diǎn)火系統(tǒng)那么采用一種過(guò)渡燃料—燃料油，即用點(diǎn)火器點(diǎn)燃燃料油，再點(diǎn)燃主熄滅器中的煤粉氣流。點(diǎn)火安裝中的點(diǎn)火器都采用電器點(diǎn)火器，常用的電器點(diǎn)火器有電火花點(diǎn)火器、電弧點(diǎn)火器和高能點(diǎn)火器三種。目前引薦的點(diǎn)火技術(shù)有等離子點(diǎn)火和微油點(diǎn)火技術(shù)，等離子點(diǎn)火技術(shù)要求煤質(zhì)的枯燥無(wú)灰基揮發(fā)份在18%以上，而微油技術(shù)順應(yīng)煤質(zhì)的變化范圍較廣。12/29/202312/29/2023半導(dǎo)體高能點(diǎn)火器，其任務(wù)原理是，將半導(dǎo)體電嘴兩極置于一個(gè)能量峰值很高的脈沖電壓作用下，在半導(dǎo)體電嘴外表就產(chǎn)生劇烈的電火花，發(fā)出強(qiáng)大的能量，足夠直接點(diǎn)燃霧化了的輕油或者重油。油槍及點(diǎn)火器分別由電動(dòng)推桿帶動(dòng)，高能點(diǎn)火器引燃終了先行退出，以免燒壞，油槍在點(diǎn)火完成后也及時(shí)退出。12/29/202312/29/202312/29/2023機(jī)理：等離子煤粉點(diǎn)火安裝是利用直流電流在介質(zhì)氣壓0.01～0.03MPa的條件下接觸引弧，并在強(qiáng)磁場(chǎng)控制下獲得穩(wěn)定功率的直流空氣等離子體，該等離子體在專門設(shè)計(jì)的熄滅器的中心熄滅筒中構(gòu)成溫度T＞5000K的、溫度梯度極大的部分高溫區(qū)，煤粉顆粒經(jīng)過(guò)該等離子“火核〞遭到高溫作用，在瞬間迅速吸熱并釋放出揮發(fā)物，使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速熄滅。由于反響是在氣相中進(jìn)展，使混合物組分的粒級(jí)發(fā)生了變化，因此使煤粉的熄滅速度加快，這樣就大大地減少煤粉熄滅所需求的引燃能量。另外，等離子體內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，如原子〔C、H、O〕、原子團(tuán)〔OH、H2、O2〕、離子〔O2－、OH－、H＋〕和電子等，可加速熱化學(xué)轉(zhuǎn)換，提高燃料的燃盡率。等離子煤粉點(diǎn)火—無(wú)油點(diǎn)火12/29/2023DLZ-200型等離子發(fā)生器〔煙臺(tái)龍?jiān)聪M(fèi)〕為磁穩(wěn)、空氣載體等離子發(fā)生器，它由線圈、陰極、陽(yáng)極等組成。其中陰極和陽(yáng)極資料都采器具有高導(dǎo)電率、高導(dǎo)熱、耐氧化的金屬資料制成，且均采用水冷方式冷卻，以接受電弧高溫沖擊。線圈在250℃高溫情況下具有抗2000V的直流電壓擊穿才干，電源采用全波整流并具有恒流性能。線圈的作用是產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，緊縮等離子體。直線電機(jī)的作用是在投運(yùn)等離子點(diǎn)火器時(shí)，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)陰極進(jìn)、退。首先陰極自動(dòng)前進(jìn)，陰、陽(yáng)極接觸后，電流立刻添加，之后陰極后退，電壓逐漸添加，陰極退到指定間隔，產(chǎn)生電弧。陰極、陽(yáng)極之間間隔29～35mm，需現(xiàn)場(chǎng)整定。緊縮空氣將電弧吹出陽(yáng)極腔室，加熱煤粉顆粒。DLZ-200型等離子發(fā)生器任務(wù)原理見(jiàn)圖。12/29/2023等離子發(fā)生器任務(wù)原理圖12/29/2023集開(kāi)放式磁穩(wěn)與機(jī)械、電磁緊縮于一體復(fù)合構(gòu)造的等離子發(fā)生器，其功率為60～120kW。其陽(yáng)極資料為具有高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電和不易氧化的特殊合金，壽命在1000小時(shí)以上；陰極為高速噴嘴、強(qiáng)化冷卻構(gòu)造，資料由特殊合金與銅質(zhì)資料組合而成，壽命在50小時(shí)以上，且改換方便。以空氣作為等離子載體，不需專供惰性氣體維護(hù)電極，既簡(jiǎn)化系統(tǒng)，又大幅度地降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。等離子體保送管采用防磨損設(shè)計(jì)，可以耐受一次風(fēng)煤粉氣流的沖刷磨損，其運(yùn)轉(zhuǎn)壽命可以滿足鍋爐檢修周期的要求，同時(shí)等離子發(fā)生器及保送管可從熄滅器后端整體撤除，維護(hù)、檢修非常方便。12/29/2023優(yōu)點(diǎn)(1)經(jīng)濟(jì)：采用等離子煤粉點(diǎn)火技術(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)費(fèi)僅是運(yùn)用油點(diǎn)火時(shí)費(fèi)用的15%～20%，尤其對(duì)新建機(jī)組調(diào)試過(guò)程中啟停頻繁，可節(jié)約上千萬(wàn)的試運(yùn)燃油費(fèi)。(2)環(huán)保：由于點(diǎn)火時(shí)不燃用油，靜電除塵安裝可以在點(diǎn)火初期投入，因此，減少了點(diǎn)火初期排放大量煙塵對(duì)環(huán)境的污染；另外，電廠采用單一燃料后，減少了油品的運(yùn)輸和儲(chǔ)存環(huán)節(jié)，亦改善了電廠的環(huán)境。(3)高效：等離子體內(nèi)含有大量化學(xué)活性的粒子，如原子〔C、H、O〕、原子團(tuán)〔OH、H2、O2〕、離子〔O2－、OH－、H＋〕和電子等等，可加速熱化學(xué)轉(zhuǎn)換，促進(jìn)燃料完全熄滅。(4)簡(jiǎn)單：電廠可以單一燃料運(yùn)轉(zhuǎn)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了運(yùn)轉(zhuǎn)方式。12/29/2023等離子點(diǎn)火安裝缺乏之處〔1〕一次性投資大，太倉(cāng)電廠2×600MW機(jī)組共投資約900萬(wàn)元〔6只/臺(tái)〕，鄒縣2×1000MW機(jī)組裝設(shè)等離子點(diǎn)火器需添加投資約1100萬(wàn)元〔8只/臺(tái)〕?！?〕陰極頭運(yùn)用壽命短，大約運(yùn)