[精选]工业锅炉的燃烧设备概论12081.pptx

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1、1第五章第五章 工业锅炉的燃烧设备工业锅炉的燃烧设备n5.1燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程n5.2固定炉排炉固定炉排炉n5.4链条炉排炉链条炉排炉n5.5往复炉排炉往复炉排炉n5.6抛煤机炉抛煤机炉n5.7流化床锅炉流化床锅炉n5.8煤粉炉煤粉炉n5.9燃油锅炉燃油锅炉n5.10燃气锅炉燃气锅炉n5.11工业锅炉燃烧设备的热力特性工业锅炉燃烧设备的热力特性25-1 5-1 燃料的燃烧过程燃料的燃烧过程n燃烧设备的分类燃烧设备的分类层燃炉（火床炉）层燃炉（火床炉）燃料在燃料在炉排炉排上燃烧。上燃烧。室燃炉室燃炉燃料随空气进入炉膛，燃料随空气进入炉膛，悬浮燃烧悬浮燃烧，如煤粉炉、油炉、燃气炉。如煤粉

2、炉、油炉、燃气炉。流化床炉流化床炉燃料在床内呈燃料在床内呈沸腾状态燃烧沸腾状态燃烧，如鼓泡流化床炉和循环流化床炉。如鼓泡流化床炉和循环流化床炉。3n燃烧设备应满足的基本要求燃烧设备应满足的基本要求燃料能燃料能及时、连续、稳定地及时、连续、稳定地着火燃烧；着火燃烧；具有具有高的热效率高的热效率、热负荷热负荷；运行运行安全可靠安全可靠、故障少、使用寿命长、调、故障少、使用寿命长、调节灵活；节灵活；燃料燃料适应性广适应性广、负荷调节幅度大负荷调节幅度大；燃烧排放物对环境的燃烧排放物对环境的污染小污染小；噪声小噪声小；机械化、自动化程度高等机械化、自动化程度高等。4一、煤的燃烧过程n煤在空气中的煤在空

3、气中的燃烧？燃烧？过程主要经历以下四阶段：过程主要经历以下四阶段：1煤的加热与干燥煤的加热与干燥 煤粒被加热，煤粒被加热，t，当，当t=100左右时，煤中左右时，煤中的水分逐渐蒸发，煤被干燥。的水分逐渐蒸发，煤被干燥。2挥发分析出与焦炭的形成挥发分析出与焦炭的形成 煤粒被继续加热，当温度升高到一定值时，煤煤粒被继续加热，当温度升高到一定值时，煤粒粒析出挥发分析出挥发分。不同煤开始析出挥发分的温度。不同煤开始析出挥发分的温度也不同也不同，褐煤，褐煤130170，烟煤，烟煤170260，贫煤，贫煤350，无烟煤，无烟煤380400。煤中挥发分析出后，形成多孔。煤中挥发分析出后，形成多孔焦炭。焦炭。

4、53挥发分着火与焦炭燃烧挥发分着火与焦炭燃烧随着温度的继续升高，挥发分与氧的反应随着温度的继续升高，挥发分与氧的反应速度加快。当达到一定温度时，挥发分开速度加快。当达到一定温度时，挥发分开始着火。此时的温度称煤的始着火。此时的温度称煤的着火温度着火温度。下下表表5-1给出不同煤在空气中的着火温度。给出不同煤在空气中的着火温度。挥发着火后，在焦炭周围形成火膜，当温挥发着火后，在焦炭周围形成火膜，当温度继续升高后，焦炭开始着火燃烧。度继续升高后，焦炭开始着火燃烧。焦炭焦炭燃烧发热量多，燃烧速度是煤燃烧的关键燃烧发热量多，燃烧速度是煤燃烧的关键阶段。阶段。6表5-1煤在空气中的着火温度74燃尽阶段燃

5、尽阶段焦炭燃烧后，在焦炭表面形成一层灰壳，焦炭燃烧后，在焦炭表面形成一层灰壳，致使空气中的氧气难以扩散到焦炭表面。致使空气中的氧气难以扩散到焦炭表面。后期的燃烧速度更慢，称为后期的燃烧速度更慢，称为燃尽阶段燃尽阶段。实际上煤的挥发分析出，焦炭的燃烧实际上煤的挥发分析出，焦炭的燃烧与燃尽并不是按上述各阶段机械的串与燃尽并不是按上述各阶段机械的串联进行，而是联进行，而是相互重叠相互重叠，挥发分的析，挥发分的析出几乎伴随煤的整个燃烧过程。出几乎伴随煤的整个燃烧过程。8n强化燃烧的途径强化燃烧的途径着火阶段着火阶段：合理的组织炉内：合理的组织炉内空气动力场空气动力场，保证供给足够的热量。保证供给足够的

6、热量。燃烧阶段燃烧阶段：煤粒、煤粒、炉膛温度、加强空炉膛温度、加强空气与燃料的气与燃料的混合混合。燃尽阶段燃尽阶段：此阶段与燃烧阶段无本质差别，：此阶段与燃烧阶段无本质差别，只是可燃成分少，燃烧速度慢。燃烧阶段的只是可燃成分少，燃烧速度慢。燃烧阶段的措施都可采用，另外，要有措施都可采用，另外，要有足够的炉排面积足够的炉排面积和炉膛容积和炉膛容积。9二、燃料油的燃烧过程n燃料油的燃烧方式：燃料油的燃烧方式：预蒸发燃烧、喷雾燃烧预蒸发燃烧、喷雾燃烧。在燃油锅炉中，油的燃烧一般采用在燃油锅炉中，油的燃烧一般采用喷雾燃烧喷雾燃烧方式（方式（“油气油气”燃烧燃烧）。）。n1燃料油的喷雾燃烧过程燃料油的喷

7、雾燃烧过程雾化阶段雾化阶段（油喷嘴）（油喷嘴）蒸发阶段蒸发阶段（沸点）（沸点）“油气油气”与空气的与空气的混合阶段混合阶段（加强混合）（加强混合）着火燃烧阶段着火燃烧阶段（着火热）（着火热）10n2影响燃料油着火和稳定燃烧的主要因素影响燃料油着火和稳定燃烧的主要因素(1)回流区的大小回流区的大小 回流区愈大，回流的烟气量愈多，在回回流区愈大，回流的烟气量愈多，在回流区内燃烧就愈充分，回流区后的烟气温度流区内燃烧就愈充分，回流区后的烟气温度也就愈高，着火和燃烧愈稳定。也就愈高，着火和燃烧愈稳定。(2)混合物的初始温度混合物的初始温度 混合物的初始温愈高，加热到着火温度混合物的初始温愈高，加热到着

8、火温度所需要的热量愈少，着火速度愈快，燃烧愈所需要的热量愈少，着火速度愈快，燃烧愈稳定。提高混合物的初始温度的方法：采用稳定。提高混合物的初始温度的方法：采用预热空气预热空气。11(3)燃烧器区域的燃烧器区域的烟气温度烟气温度 燃烧器区域的烟气温度愈高，油雾蒸燃烧器区域的烟气温度愈高，油雾蒸发着火愈迅速，有利于油雾的燃烧与燃尽。发着火愈迅速，有利于油雾的燃烧与燃尽。(4)燃料油性质燃料油性质 燃料油的化学反应能力越强，燃烧愈强燃料油的化学反应能力越强，燃烧愈强烈，炉膛温度愈高，回流的烟气温度也就烈，炉膛温度愈高，回流的烟气温度也就愈高，促进着火与燃烧。愈高，促进着火与燃烧。12三、气体燃料的燃

9、烧过程n气体燃料是最气体燃料是最清洁清洁的燃料。的燃料。n气体燃料的燃烧过程分两个阶段：气体燃料的燃烧过程分两个阶段：第一阶段第一阶段：可燃气体和空气的：可燃气体和空气的混合混合（物理性接（物理性接触）；触）；第二阶段第二阶段：燃气的：燃气的着火与燃烧着火与燃烧（化学反应）。（化学反应）。n对于气体燃料而言，不同的燃烧方式其燃料燃对于气体燃料而言，不同的燃烧方式其燃料燃烧过程各异。烧过程各异。13（1）扩散式燃烧扩散式燃烧 燃烧起喷口喷出的单一燃气，即燃烧起喷口喷出的单一燃气，即一次空气系数一次空气系数为为0（混合、化学反应）。（混合、化学反应）。（2）部分预混式燃烧部分预混式燃烧 燃气与部分

10、空气在喷口之前预先混合，燃气与部分空气在喷口之前预先混合，一次空一次空气系数气系数为为0.450.75，喷口外与其余二次空气，喷口外与其余二次空气混合燃烧（混合、化学反应）混合燃烧（混合、化学反应）。（3）完全预混式燃烧完全预混式燃烧 气体燃料与全部空气在燃烧器内混合，过量空气体燃料与全部空气在燃烧器内混合，过量空气系数为气系数为1.051.10（化学反应）（化学反应）。145-2 5-2 固定炉排炉固定炉排炉n固定炉排炉是最简单固定炉排炉是最简单的一种层燃炉。它的的一种层燃炉。它的加煤加煤、拨火拨火和和除灰渣除灰渣等操作均由人工完成，等操作均由人工完成，故又称故又称手烧炉手烧炉。因此，。因此

11、，炉膛的深度和宽度都炉膛的深度和宽度都受到操作的限制，不受到操作的限制，不能太大，锅炉的容量能太大，锅炉的容量则均在则均在1t/h以下。以下。15n人工加入的新煤，人工加入的新煤，一方面一方面接受来自上方高温接受来自上方高温烟气及耐火砖衬的辐射热，烟气及耐火砖衬的辐射热，另一方面另一方面接受自接受自下而上经灰渣、燃料层的热空气及烟气的下而上经灰渣、燃料层的热空气及烟气的对对流热流热，还有与高温焦炭层的，还有与高温焦炭层的接触导热接触导热。新煤。新煤层在这样优越的条件下完成燃烧的各个阶段，层在这样优越的条件下完成燃烧的各个阶段，燃料层厚度不断减薄，直至形成灰渣，落入燃料层厚度不断减薄，直至形成灰

12、渣，落入灰坑。灰坑。n燃烧层结构（自下而上）：燃烧层结构（自下而上）：炉排炉排、灰渣层灰渣层、氧化层氧化层、还原层还原层、新燃料新燃料、火焰火焰。16n燃烧特点：燃烧特点：着火条件优越着火条件优越，燃烧效率低；，燃烧效率低；燃烧燃烧时间充足时间充足；周期性冒黑烟周期性冒黑烟?，污染环境，结构简单；，污染环境，结构简单；操作方便，基本上能燃烧操作方便，基本上能燃烧各种煤种各种煤种。17n为了改善手烧炉的燃烧，克服冒黑烟的缺为了改善手烧炉的燃烧，克服冒黑烟的缺点，在对手烧炉技术的改造中，发展形成点，在对手烧炉技术的改造中，发展形成了具有了具有双层炉排双层炉排的燃烧设备。双层炉排炉的燃烧设备。双层炉

13、排炉的煤层阻力较大，一般需要的煤层阻力较大，一般需要引风机引风机来增强来增强炉内的烟气流通。如果采用炉内的烟气流通。如果采用自然通风自然通风，则，则要求要求减小炉排面积热负荷减小炉排面积热负荷和和增加烟囱高度增加烟囱高度。n炉排常用炉排常用铸铁铸铁制造，有制造，有板状炉排板状炉排和和条状炉条状炉排排两种。两种。185-4 5-4 链条炉排炉链条炉排炉n一、链条炉的构造及工作原理一、链条炉的构造及工作原理 1.构造（构造（下下图图5-9）2.工作原理（工作原理（图图5-9d）煤闸门煤闸门的作用：可以上、下升降，用的作用：可以上、下升降，用以调节煤层厚度。以调节煤层厚度。除渣板（老鹰铁）除渣板（老

14、鹰铁）的作用：主要作用的作用：主要作用是铲除灰渣；可延长灰渣在炉内的停是铲除灰渣；可延长灰渣在炉内的停留时间；可减少炉排后端的漏风。留时间；可减少炉排后端的漏风。1920n3.链条炉排的结构型式链条炉排的结构型式 国产链条炉排：国产链条炉排：链带式链带式、横梁式横梁式和和鳞片式鳞片式。n链带式链条炉排链带式链条炉排属轻型结构，适用小容量供热锅炉，属轻型结构，适用小容量供热锅炉，见下图见下图5-10。炉排片的形状似链节，这些炉排片的形状似链节，这些“链节链节”串联形成串联形成一个宽阔的一个宽阔的环形链带环形链带。主动炉排片：组成主动链环，直接与固定在主主动炉排片：组成主动链环，直接与固定在主动轴

15、上的主动链轮啮合，担负传递整个炉排运动轴上的主动链轮啮合，担负传递整个炉排运动的拉力。主动轴由电动机通过变速箱驱动，动的拉力。主动轴由电动机通过变速箱驱动，图图5-10d。2122n从动炉排片：从动炉排片：不承受拉力不承受拉力，分为四种形，分为四种形式：式：薄片型薄片型炉排片炉排片大块型大块型炉排片炉排片活络芯片型活络芯片型炉排片炉排片拔柏葛炉拔柏葛炉排片排片 23n横梁式链条炉排横梁式链条炉排 下图下图5-15所示，采用所示，采用横梁作支架横梁作支架，炉排片嵌于支架炉排片嵌于支架(横梁横梁)的槽内，横梁的槽内，横梁搁置在链条的大链环上，搁置在链条的大链环上，横梁与传动横梁与传动链条固结在一起

16、链条固结在一起，当主动轴上的链轮，当主动轴上的链轮带动链条转动时，横梁及其上的整付带动链条转动时，横梁及其上的整付炉排便随之移动。炉排便随之移动。2425横梁式链条炉排的形式很多，最常用的是Coxe型链条炉排，如图图5-16所示。26n鳞片式链条炉排鳞片式链条炉排由由多组链条多组链条和和炉排片炉排片组成，组成，如下图如下图5-17所示。所示。炉排片炉排片(鳞片鳞片)嵌在炉排夹板之间，炉排嵌在炉排夹板之间，炉排夹板用销钉固定在链条上。夹板用销钉固定在链条上。拉杆拉杆穿过节穿过节距套筒距套筒(其上套有铸铁滚筒其上套有铸铁滚筒)，把平行工，把平行工作的各组链条和炉排片串联起来，组成作的各组链条和炉排

17、片串联起来，组成链状软性结构，链状软性结构，图图5-17d。2728二、链条炉的燃烧过程n1特点特点单面引火单面引火，着火条件差。，着火条件差。无周期性无周期性，整个燃烧过程沿炉排长度由前，整个燃烧过程沿炉排长度由前至后，至后，连续顺序连续顺序地完成。地完成。燃烧过程的燃烧过程的区段性区段性，沿炉排长度方向，燃，沿炉排长度方向，燃烧层被划分为四个区域，烧层被划分为四个区域，图图5-18d。2930n2燃烧过程燃烧过程新煤区新煤区：煤在此区段内预热干燥，从煤在此区段内预热干燥，从O1k线所示的线所示的斜面开始析出挥发分。斜面开始析出挥发分。挥发分析出和燃烧区挥发分析出和燃烧区：O2H为挥发分析出

18、殆尽线，煤在为挥发分析出殆尽线，煤在O1k至至O2H曲线相距不远，也就是说，挥发分在曲线相距不远，也就是说，挥发分在沿沿O1k线析出的同时，挥发分就开始着火。线析出的同时，挥发分就开始着火。31n焦炭燃烧区焦炭燃烧区：从：从O2H线焦炭开始着火，该区线焦炭开始着火，该区段是煤的主要燃烧区段。该区分为氧化区段是煤的主要燃烧区段。该区分为氧化区a和和还原区还原区b。a区：在该区氧气被迅速耗尽；区：在该区氧气被迅速耗尽；b区：在该区燃烧产物中的区：在该区燃烧产物中的CO2、H2O（气）被灼热的焦炭所还原。（气）被灼热的焦炭所还原。32n燃尽阶段燃尽阶段：单面引火，最上层的煤首先着火，：单面引火，最上

19、层的煤首先着火，因此灰渣也先在表面形成；空气由下进入，最因此灰渣也先在表面形成；空气由下进入，最底层的煤燃尽也快，较早形成灰渣。由此可见，底层的煤燃尽也快，较早形成灰渣。由此可见，在炉排末端未燃尽的焦炭处于上、下灰渣之间。在炉排末端未燃尽的焦炭处于上、下灰渣之间。O5点为燃尽点，随煤质特性的变化点为燃尽点，随煤质特性的变化O5点前后移点前后移动。动。33n3.烟气成分变化规律烟气成分变化规律 在在O1点以前，煤层预热干燥，通过煤层空气中的点以前，煤层预热干燥，通过煤层空气中的O2浓度基本不变，容积成分约为浓度基本不变，容积成分约为21%。从从O1以后，挥发分开始析出并着火燃烧，以后，挥发分开始

20、析出并着火燃烧，CO2浓浓度度，O2的浓度的浓度。在在O2点以后，焦炭开始着火燃烧，点以后，焦炭开始着火燃烧，O2，CO2；在；在O3点点，=1，CO2浓度出现第一个峰值浓度出现第一个峰值。34在在O3点后，开始还原反应，点后，开始还原反应，CO，CO2，同时，同时H2。在严重缺氧情况下，在严重缺氧情况下，CH4。在在O4点点，CO，H2到最大值到最大值，CO2到最小后，燃到最小后，燃烧层部分燃尽成灰，还原层渐薄，烧层部分燃尽成灰，还原层渐薄，CO和和H2，CO2。当达到当达到O5时时，还原区消失，还原区消失，CO2达一个新的峰值达一个新的峰值，此，此后，灰渣后，灰渣，焦炭层，焦炭层，O2，在

21、炉排末端，在炉排末端，O2几几乎乎21%。当出现还原反应时，表明氧量不足，表示当出现还原反应时，表明氧量不足，表示1，在还原区，在还原区段前、后，氧量过剩，表示段前、后，氧量过剩，表示1。35n4.4.链条炉的燃烧调节链条炉的燃烧调节 链条炉的燃烧调节：主要是链条炉的燃烧调节：主要是风量风量与与给煤量给煤量调调节。节。因燃烧层温度很高，化学反应速度快，燃烧速因燃烧层温度很高，化学反应速度快，燃烧速度主要取决于度主要取决于氧向焦炭的扩散速度和供给量氧向焦炭的扩散速度和供给量。风量，锅炉出力风量，锅炉出力，反之出力，反之出力。当当锅炉负荷变动锅炉负荷变动时，先调节时，先调节风量风量，然后调节，然后

22、调节给给煤量煤量，即调整炉排速度与之匹配，即调整炉排速度与之匹配，协同跟踪协同跟踪负负荷的变化。荷的变化。煤层厚度通过煤层厚度通过煤闸门煤闸门人工调节。一般人工调节。一般100150mm左右。煤层厚度通过试验确定。左右。煤层厚度通过试验确定。36三、改善链条炉燃烧的措施n1合理配风合理配风n分段配风分段配风链条炉的燃烧过程是链条炉的燃烧过程是分区段分区段的，沿炉排长的，沿炉排长度方向燃烧所需的空气量各不相同。度方向燃烧所需的空气量各不相同。一般都采用一般都采用“两端少，中间多两端少，中间多”的分段配的分段配风方式，即把炉排下的统仓风室沿长度方风方式，即把炉排下的统仓风室沿长度方向分成几段，互相

23、隔开做成多个独立的小向分成几段，互相隔开做成多个独立的小风室。每个小风室装设调节风门，可按燃风室。每个小风室装设调节风门，可按燃烧需要进行调节和分配风量，如烧需要进行调节和分配风量，如下图下图5-19中虚线所示。中虚线所示。3738n均匀送风均匀送风 均匀送风是指沿链条炉排均匀送风是指沿链条炉排宽度方向宽度方向的送风而言。的送风而言。实验结论表明，风仓横向配风的均匀性与实验结论表明，风仓横向配风的均匀性与进进风口风口结构结构、小风仓的、小风仓的宽高比宽高比、风室内空气的、风室内空气的轴向气流轴向气流和风仓和风仓密封性密封性等多种因素有关，其中以进风口尺等多种因素有关，其中以进风口尺寸的影响最为

24、显著。寸的影响最为显著。随风口与风室的随风口与风室的截面比的增大截面比的增大而更趋于均匀。而更趋于均匀。单侧进风单侧进风的链条炉：的链条炉：设置导风板设置导风板或采用或采用风仓节风仓节流挡板装置流挡板装置。炉排宽度较大炉排宽度较大的链条炉：采取双侧相对进风方的链条炉：采取双侧相对进风方式。式。39n2.炉拱炉拱(1)(1)作用（作用（图图5-20d）可改变自燃料层上升的可改变自燃料层上升的气流流动方向气流流动方向，使可燃气体与空气良好混合，为可燃气体使可燃气体与空气良好混合，为可燃气体的燃尽创造条件；的燃尽创造条件；加速加速新入炉煤着火燃烧的作用。新入炉煤着火燃烧的作用。(2)(2)炉拱的设置

25、炉拱的设置 炉拱的形状、尺寸与燃料的性质密切相关。炉拱的形状、尺寸与燃料的性质密切相关。通常前、后拱同时布置，各自伸入炉膛形成通常前、后拱同时布置，各自伸入炉膛形成“喉口喉口”，对炉内气体有，对炉内气体有强烈的扰动作用强烈的扰动作用，如下图如下图5-20所示。所示。40 前拱前拱 要有一定的敞开度，保证有较好要有一定的敞开度，保证有较好热辐射条热辐射条件件。如。如图图5-20所示。所示。41 引燃拱引燃拱 前拱下部紧靠煤闸门处的炉拱，称为前拱下部紧靠煤闸门处的炉拱，称为引燃引燃拱拱。如上图所示。如上图所示。引燃拱的作用：引燃拱的作用：再辐射再辐射引燃新进入炉内的引燃新进入炉内的煤；煤；保护煤闸

26、门保护煤闸门。42 后拱后拱Q与前拱形成与前拱形成喉口喉口。Q把炉排后端灼热过量氧的高温烟气，把炉排后端灼热过量氧的高温烟气，导导向燃烧中心向燃烧中心，使可燃气体在炉膛空间进，使可燃气体在炉膛空间进一步燃烧。一步燃烧。Q被导向前端的灼热高温烟气及被它所夹被导向前端的灼热高温烟气及被它所夹带的发红的炭粒在气流转弯向上时带的发红的炭粒在气流转弯向上时被分被分离离下来，落在刚进煤闸门的新煤上，将下来，落在刚进煤闸门的新煤上，将有利于着火燃烧。有利于着火燃烧。43燃用低挥发分的无烟煤时，采用燃用低挥发分的无烟煤时，采用低而长的低而长的后拱后拱，如下图所示。，如下图所示。44燃用烟煤和褐煤时，一般采用燃

27、用烟煤和褐煤时，一般采用高而短的前拱高而短的前拱，后拱也不大长后拱也不大长（如下图所示），但组成的喉口（如下图所示），但组成的喉口应有较大的扰动。也有在喉口处应有较大的扰动。也有在喉口处加投二次风加投二次风的。的。45n3.二次风二次风二次风的作用二次风的作用不在于补给空气不在于补给空气，主要在于加强对烟气的，主要在于加强对烟气的扰动与混合。扰动与混合。二次风可以是二次风可以是空气、蒸汽或烟气空气、蒸汽或烟气。二次风必须二次风必须具有一定的风量和风速具有一定的风量和风速。二次。二次风为总风量的风为总风量的515%。以获得在炉膛应。以获得在炉膛应有的穿透深度。风速有的穿透深度。风速5080m/s

28、，风压，风压20004000Pa。46n二次风的布置二次风的布置对小容量锅炉对小容量锅炉二次风常布置在二次风常布置在前墙或后墙前墙或后墙。布置在布置在前墙前墙，喷嘴轴线向下倾斜，喷嘴轴线向下倾斜1025。对无烟煤，二次风易布置在对无烟煤，二次风易布置在后墙鼻尖处后墙鼻尖处。对大容量锅炉对大容量锅炉二次风可二次风可采用前、后墙布置采用前、后墙布置（错开布置），以（错开布置），以形成切圆旋转气流，提高二次风的功能。形成切圆旋转气流，提高二次风的功能。上述分区送风，炉拱和二次风等措施，不仅适用上述分区送风，炉拱和二次风等措施，不仅适用于链条炉，也适用于类似燃烧的其他炉型。于链条炉，也适用于类似燃烧的

29、其他炉型。47四、链条炉的分层燃烧技术n1给煤方式给煤方式对链条炉排炉燃烧的影响（对链条炉排炉燃烧的影响（不利不利）炉排上的煤密实，透气性差，炉排上的煤密实，透气性差，通风阻力大通风阻力大，送风，送风机电耗大；炉排上机电耗大；炉排上通风不均匀通风不均匀，易形成，易形成“火口火口”，使炉膛内过量空气系数增加，漏煤量增加。，使炉膛内过量空气系数增加，漏煤量增加。煤经过输煤装置卸入原煤斗时，块状煤易向两侧煤经过输煤装置卸入原煤斗时，块状煤易向两侧滚动，滚动，两侧块煤多两侧块煤多，中间细煤多中间细煤多。两侧两侧块煤多，块煤多，通风阻力小通风阻力小，易漏入冷空气，使炉膛过量空气系，易漏入冷空气，使炉膛过

30、量空气系数增加，炉膛温度降低，影响煤的燃烧、燃尽。数增加，炉膛温度降低，影响煤的燃烧、燃尽。n另外链条炉排炉中，煤在炉排上的位置不动，一另外链条炉排炉中，煤在炉排上的位置不动，一旦出现异常情况，炉排本身无法弥补，为了防止旦出现异常情况，炉排本身无法弥补，为了防止出现以上问题，一般采用出现以上问题，一般采用分层燃烧技术分层燃烧技术。48n2分层燃烧技术分层燃烧技术 保证炉排面上煤的颗粒度分布均匀，并使保证炉排面上煤的颗粒度分布均匀，并使块块煤煤位于煤层最下面，即紧贴炉排面；位于煤层最下面，即紧贴炉排面；中、小颗中、小颗粒粒位于煤层中间；位于煤层中间；细煤细煤位于煤层的最上面；位于煤层的最上面；煤

31、煤末末悬浮在炉膛空间燃烧，这就是分层燃烧技术。悬浮在炉膛空间燃烧，这就是分层燃烧技术。它有利于煤的燃烧、燃尽和提高锅炉燃烧热效它有利于煤的燃烧、燃尽和提高锅炉燃烧热效率。率。煤的分层燃烧：煤的分层燃烧：机械分层机械分层和和风压分层风压分层。49分层燃烧装置的工作原理分层燃烧装置的工作原理 使落煤疏松和控制加煤量，并使落煤疏松和控制加煤量，并取消煤闸板取消煤闸板；通过通过筛板筛板或或气力气力的作用，将煤按粒度分开，使的作用，将煤按粒度分开，使炉排上的煤层按炉排上的煤层按不同的粒径范围不同的粒径范围有序地分成二有序地分成二层或三层，有的还将层或三层，有的还将煤末煤末送入炉膛内燃烧。送入炉膛内燃烧。

32、滚动给煤机分离装置滚动给煤机分离装置 最常用的机械分层设备，主要部件有：滚筒、最常用的机械分层设备，主要部件有：滚筒、双层筛、振动装置，如双层筛、振动装置，如下图下图5-21所示。所示。5051五、煤的性质对链条炉燃烧的影响n1.水分水分当当Mar过高过高时，煤的着火阶段延长，时，煤的着火阶段延长，O1点后移，燃烧、燃尽段缩短，易点后移，燃烧、燃尽段缩短，易q4；当；当Mar过低过低时，煤中的细粒被吹飞或由炉排时，煤中的细粒被吹飞或由炉排漏煤，漏煤，可适当掺水，减少飞灰，可适当掺水，减少飞灰和漏煤损失。和漏煤损失。n2灰分灰分当当Aar过高过高时，时，O5点后移，点后移，q4；当；当Aar过低

33、过低时，灰渣层过薄，炉排易过热烧时，灰渣层过薄，炉排易过热烧坏。坏。52n3.挥发分挥发分当当挥发分过低挥发分过低时，如无烟煤和贫煤，挥时，如无烟煤和贫煤，挥发分析出温度高，着火困难，即发分析出温度高，着火困难，即Q1k线线后移。燃烧及燃尽时间缩短，无烟煤和后移。燃烧及燃尽时间缩短，无烟煤和贫煤固定碳多，贫煤固定碳多，。对对挥发分高挥发分高的煤，着火容易，且易完全的煤，着火容易，且易完全燃烧。但当炉膛容积热负荷较高，即炉燃烧。但当炉膛容积热负荷较高，即炉膛容积小时，膛容积小时，q3。53n4.煤的粘结性煤的粘结性粘结性强粘结性强的煤，高温下易在表面板结，的煤，高温下易在表面板结，影响通风，不得

34、不加强通风，使燃烧不影响通风，不得不加强通风，使燃烧不够稳定。够稳定。贫煤、无烟煤一类贫煤、无烟煤一类弱粘结和不粘结煤弱粘结和不粘结煤受受热时易形成细屑碎末，热时易形成细屑碎末，。54n5.煤的颗粒度煤的颗粒度颗粒度颗粒度大小不均大小不均，碎屑细末嵌填于块煤之间，碎屑细末嵌填于块煤之间，水蒸汽不易散逸，着火和燃烧过程延长；水蒸汽不易散逸，着火和燃烧过程延长；粒度粒度大小过于悬殊大小过于悬殊，易引起在煤斗中的机械分，易引起在煤斗中的机械分离，颗粒大块跑边，细粒碎末居中，影响着火离，颗粒大块跑边，细粒碎末居中，影响着火燃烧，同时燃烧，同时 。通风阻力大，细末多的地方易形成通风阻力大，细末多的地方易

35、形成“火口火口”；55n利用炉排利用炉排往复运动往复运动来实现来实现给煤给煤、除渣除渣、拨火拨火机械化的燃烧设备，称为往复炉排机械化的燃烧设备，称为往复炉排炉。炉。n一、结构一、结构1倾斜往复炉排炉倾斜往复炉排炉 结构为倾斜阶梯形，并具有结构为倾斜阶梯形，并具有1520左右的倾角，炉排由间隔布置左右的倾角，炉排由间隔布置的的活动炉排片活动炉排片和和固定炉排片固定炉排片组成，如下组成，如下图图5-22所示。所示。5-5 5-5 往复炉排炉往复炉排炉56572水平往复炉排炉水平往复炉排炉 结构与倾斜往复炉排炉相似，如图结构与倾斜往复炉排炉相似，如图5-23所示。所示。58二、燃烧过程及特点n1.工

36、作原理工作原理如如图图5-22d，图图5-23d所示。所示。煤从煤斗加入，借活动炉排的煤从煤斗加入，借活动炉排的往复推饲往复推饲作作用，由前向后缓缓移动，最后落在用，由前向后缓缓移动，最后落在水平燃水平燃尽炉排尽炉排上，灰渣燃尽后，排出炉外。上，灰渣燃尽后，排出炉外。采用采用分室供风分室供风，以解决空气的供需矛盾。，以解决空气的供需矛盾。59n2.燃烧过程燃烧过程煤的燃烧过程按煤的燃烧过程按预热干燥预热干燥、燃烧燃烧和和燃尽燃尽等阶段，等阶段，由前而后顺序进行。由前而后顺序进行。活动炉排往复运动，活动炉排往复运动，推煤推煤运动时，把部分新煤运动时，把部分新煤推到下一层已燃着的炽热煤层上；推到下

37、一层已燃着的炽热煤层上；返回返回时，又时，又把部分燃着的煤带回到未燃的煤层下面，使之把部分燃着的煤带回到未燃的煤层下面，使之成为底层着火的火源。成为底层着火的火源。炉排往复运动的耙拨作用，可炉排往复运动的耙拨作用，可改善燃烧层的透改善燃烧层的透气性气性，捣碎焦块，使包裹在煤外的灰衣脱落，捣碎焦块，使包裹在煤外的灰衣脱落，有利于燃尽。有利于燃尽。60n3特点特点优点：优点：结构简单，制造方便，金属耗量低，着火结构简单，制造方便，金属耗量低，着火条件好。条件好。实现加煤、除渣、拨火三项实现加煤、除渣、拨火三项机械化操作机械化操作。能燃用低质煤，具有较好的消烟效果。能燃用低质煤，具有较好的消烟效果。

38、缺点：缺点：活动炉排片易烧坏活动炉排片易烧坏，漏煤漏风严重漏煤漏风严重。61n分类：5-6 5-6 抛煤机炉抛煤机炉62一、抛煤机n风力抛煤机风力抛煤机：借助于：借助于高速气流高速气流来播撒燃煤，所抛煤来播撒燃煤，所抛煤层，沿炉排长度方向的粒度分布是层，沿炉排长度方向的粒度分布是前部粒度较粗前部粒度较粗。n机械抛煤机机械抛煤机：借助于：借助于机械机械(旋转叶片旋转叶片)运动运动的能量来的能量来播撒燃煤，所抛煤层，沿炉排长度方向的粒度分布播撒燃煤，所抛煤层，沿炉排长度方向的粒度分布是是前细后粗前细后粗。n机械机械风力抛煤机风力抛煤机：以机械抛撒燃煤为主，风力抛：以机械抛撒燃煤为主，风力抛撒为辅，

39、所抛撒的煤层，综合两种播煤方式的特点，撒为辅，所抛撒的煤层，综合两种播煤方式的特点，粒度分布比较均匀，但因其是以机械抛煤为主，所粒度分布比较均匀，但因其是以机械抛煤为主，所以煤层特点依然是炉排以煤层特点依然是炉排前部较细，炉排后部较粗前部较细，炉排后部较粗。目前，国内普遍采用的是机械目前，国内普遍采用的是机械风力抛煤机。风力抛煤机。631.机械-风力抛煤机的构造n由给煤部件和抛煤部件组成，如下由给煤部件和抛煤部件组成，如下图图5-24所示。所示。给煤部件给煤部件：由推煤活塞和调节平板组成。：由推煤活塞和调节平板组成。抛煤部件抛煤部件：由机械抛煤和风力抛煤。：由机械抛煤和风力抛煤。机械抛煤部分机

40、械抛煤部分：由击煤叶片及转子组成；：由击煤叶片及转子组成；风力抛煤部分风力抛煤部分：由播煤风槽，侧风管及冷：由播煤风槽，侧风管及冷却风喷口组成。却风喷口组成。64652.机械风力抛煤机的工作原理n机械抛煤，如机械抛煤，如图图5-24d所示。所示。机械抛煤机械抛煤：煤自煤斗：煤自煤斗1下滑，经推煤活塞下滑，经推煤活塞2的往复推饲，顺调节平板的往复推饲，顺调节平板4下落被抛煤下落被抛煤转子的叶片转子的叶片6抛撒于炉中。抛撒于炉中。辅助风力抛煤辅助风力抛煤：由播煤风槽：由播煤风槽9斜面上的一斜面上的一排喷口喷出的气流来完成。排喷口喷出的气流来完成。66冷却风冷却风：（：（冷却以及部分播煤作用冷却以及

41、部分播煤作用）在转子外）在转子外围的壳体内设有冷却风道围的壳体内设有冷却风道8，冷却风从风口，冷却风从风口5喷喷出，也起着部分的播煤作用。出，也起着部分的播煤作用。侧面风侧面风：（：（扰动混合作用扰动混合作用）风管）风管10中喷出的气中喷出的气流，很大程度上起着扰动混合作用。流，很大程度上起着扰动混合作用。风力抛煤：抛煤风力抛煤：抛煤,起二次风的作用。起二次风的作用。给煤量的调节给煤量的调节：改变滑块的往复频率或行程实现。：改变滑块的往复频率或行程实现。抛煤的远与近的控制抛煤的远与近的控制：改变转子的转速和调节板：改变转子的转速和调节板的伸、缩以改变转子叶片的出煤角度来控制。的伸、缩以改变转子

42、叶片的出煤角度来控制。67n1.构造构造 由机械由机械-风力抛煤机、炉膛和炉排组成，如下风力抛煤机、炉膛和炉排组成，如下图图5-25所示。所示。n2.工作过程工作过程 如如图图5-25d所示。所示。n3.特点特点加煤方式与手烧炉相仿加煤方式与手烧炉相仿;双面引火双面引火，对燃料的适应性广，对燃料的适应性广;煤层厚度、通风强弱可以控制和调节。煤层厚度、通风强弱可以控制和调节。二、机械-风力抛煤机炉6869n一、流化床的型式与结构一、流化床的型式与结构流化床燃烧？是一种燃烧化石燃料、废物和流化床燃烧？是一种燃烧化石燃料、废物和各种生物质燃料的燃烧技术。各种生物质燃料的燃烧技术。基本原理：床料在流化

43、状态下进行燃烧。早基本原理：床料在流化状态下进行燃烧。早期为期为鼓泡床沸腾炉鼓泡床沸腾炉，为提高燃料效率和脱硫，为提高燃料效率和脱硫效率，现又研究开发了新一代的效率，现又研究开发了新一代的循环流化床循环流化床锅炉（锅炉（CFB锅炉）锅炉）。目前最大容量的循环流化床锅炉配目前最大容量的循环流化床锅炉配300MW的汽轮发电机组。我国循环流化床锅炉的汽轮发电机组。我国循环流化床锅炉6，10，20，35，75，130，220，410，450，465t/h循环流化床锅炉。循环流化床锅炉。5-7 5-7 流化床炉流化床炉70n设有一圆筒形容器，底部装有多孔板设有一圆筒形容器，底部装有多孔板(筛板或气筛板或

44、气体分布板体分布板)，多孔板上堆放一层颗粒物料，多孔板上堆放一层颗粒物料(即床即床层层)。如果气体通过颗粒层，该床层随着。如果气体通过颗粒层，该床层随着气体流气体流速的变化速的变化会呈现出不同的流动状态，会呈现出不同的流动状态，如上图所如上图所示示。711.固定床（图固定床（图a）当气流速度较低时，气体仅是在静止颗粒的缝隙中流当气流速度较低时，气体仅是在静止颗粒的缝隙中流过，过，颗粒间保持接触颗粒间保持接触，床层高度床层高度Lm不变不变，称为固定，称为固定床。床。2.临界流化床（如图临界流化床（如图b）当气流速度增大到一定值时，所有颗粒都被上升气当气流速度增大到一定值时，所有颗粒都被上升气流悬

45、浮起来。此时，颗粒间的位置稍有串动，但仍保流悬浮起来。此时，颗粒间的位置稍有串动，但仍保持持接触接触，只是，只是床层变松略有膨胀床层变松略有膨胀，床层高度增至，床层高度增至Lmf。这时床层处于初始或临界流化状态，称为临界流化这时床层处于初始或临界流化状态，称为临界流化床。此时空塔速度称为床。此时空塔速度称为临界流化速度临界流化速度（实验方法测得）（实验方法测得）。气体对颗粒的作用力与颗粒的重力相平衡。气体对颗粒的作用力与颗粒的重力相平衡。723鼓泡流化床（如图鼓泡流化床（如图c）当气流速度大于临界速度时（当气流速度大于临界速度时（3.54.5倍）倍），一般会出现气体的，一般会出现气体的鼓泡鼓泡

46、现象（除了非常均现象（除了非常均匀的颗粒床会均匀膨胀外），具有明显的不匀的颗粒床会均匀膨胀外），具有明显的不稳定性。稳定性。粒群在床层中松散开，床层增高，每个颗粒粒群在床层中松散开，床层增高，每个颗粒均浮动于气流之中，但有均浮动于气流之中，但有明显的上界面明显的上界面，这，这种床层称为种床层称为鼓泡流化床鼓泡流化床。734柱塞流化床（如图柱塞流化床（如图d）当气流速度继续增大时，气泡在上升过程中当气流速度继续增大时，气泡在上升过程中会发生会发生合并和长大合并和长大，气泡甚至会大的几乎充，气泡甚至会大的几乎充满床层的整个截面。满床层的整个截面。对于对于小颗粒床小颗粒床，颗粒围绕着上升气流空隙沿壁

47、，颗粒围绕着上升气流空隙沿壁面向下流动，称为面向下流动，称为轴向柱塞流轴向柱塞流。对于对于大颗粒床大颗粒床，在气泡上面的那部分床层就像，在气泡上面的那部分床层就像活塞一样被推向上部，然后颗粒从柱塞的顶部活塞一样被推向上部，然后颗粒从柱塞的顶部向下降落，最后柱塞消失。这时，另一个柱塞向下降落，最后柱塞消失。这时，另一个柱塞又形成，重复上述过程。这种不稳定的脉动流又形成，重复上述过程。这种不稳定的脉动流动称为动称为柱塞流动柱塞流动。745湍流床（如图湍流床（如图e）当流化速度较高时，柱塞状态结束，床层的上表面当流化速度较高时，柱塞状态结束，床层的上表面消失，消失，夹带夹带变得相当明显。炉内形成上部

48、颗粒浓度变得相当明显。炉内形成上部颗粒浓度小的稀相区和下部颗粒浓度较大的浓相区，此状态小的稀相区和下部颗粒浓度较大的浓相区，此状态为为湍流床湍流床。6稀相流化床（如图稀相流化床（如图f）当气体速度大于颗粒的带出速度（当气体速度大于颗粒的带出速度（67倍临界速倍临界速度）时，颗粒被气体带出床层，这种状态称为颗粒度）时，颗粒被气体带出床层，这种状态称为颗粒气体输送的气体输送的稀相流化床（快速床状态）稀相流化床（快速床状态）。上下部颗。上下部颗粒浓度差别减少，粒浓度差别减少，中心中心为气固两相流垂直向上流动，为气固两相流垂直向上流动，四周环形区四周环形区气固向下反流，床内颗粒气固向下反流，床内颗粒内

49、循环倍率很内循环倍率很高高。75n为了维持快速床状态，这些颗粒必须用分离器为了维持快速床状态，这些颗粒必须用分离器从气流中分离下来，然后再送回床层循环燃烧。从气流中分离下来，然后再送回床层循环燃烧。这样的床层称为这样的床层称为循环流化床循环流化床。采用这种燃烧技。采用这种燃烧技术的锅炉称为术的锅炉称为循环流化床锅炉循环流化床锅炉。循环倍率循环倍率（单位时间内循环颗粒的质量与燃（单位时间内循环颗粒的质量与燃料消耗量的比值）是循环流化床锅炉的一个料消耗量的比值）是循环流化床锅炉的一个重要参数。重要参数。n如果如果流化速度进一步提高流化速度进一步提高，炉膛所有的颗粒均，炉膛所有的颗粒均被带出，不存在

50、颗粒内循环状态，即被带出，不存在颗粒内循环状态，即气力输送气力输送。煤粉在煤粉炉内燃烧就属于这种状态。煤粉在煤粉炉内燃烧就属于这种状态。76二、循环流化床锅炉（CFBB）n循环流化床锅炉是近年来国际上发展起来的循环流化床锅炉是近年来国际上发展起来的新一代高效、低污染、洁净煤燃烧技术。新一代高效、低污染、洁净煤燃烧技术。n燃料以及脱硫剂在床内多次循环，反复进行燃料以及脱硫剂在床内多次循环，反复进行低温燃烧和脱硫反应低温燃烧和脱硫反应，在炉内能达到，在炉内能达到90%的的脱硫效率，低温燃烧抑制了脱硫效率，低温燃烧抑制了NOx的生成。在的生成。在国际上得到迅速的发展。国际上得到迅速的发展。77n1.