固体燃料的燃烧

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1、第七章固体燃料的燃烧7.1固体燃料的燃烧过程及特点7.2煤的层状燃烧技术及装置7.3煤的悬浮燃烧技术及装置7.4煤的旋风燃烧技术及装置7.5煤的沸腾燃烧技术及装置7.6煤燃烧新技术及发展趋势7.1.1煤的燃烧过程主要包括以各种煤炭为代表的矿物质燃料以及木柴、植物秸秆等木质燃料。按照燃烧方式的不同，煤分别以块状、粒状或粉状进入炉膛，进行相应的层状（火床）燃烧、沸腾（流化床）燃烧和悬浮（火室）燃烧。煤粒的燃烧经历的主要阶段：1）煤的加热和干燥；2）析出挥发分和形成焦炭；3）挥发分和焦炭的着火燃烧；4）灰渣的生成。7.1固体燃料的

2、燃烧过程及特点7.1.1煤的燃烧过程7.1固体燃料的燃烧过程及特点1—煤的加热和干燥；2~3—挥发分（碳氢化合物）析出、着火燃烧；形成碳黑，强光；3~5—焦炭（固定碳和灰分）形成和加热；6~8—焦炭燃烧，是煤燃烧的主要阶段；6~10—灰渣（不可燃成分）形成。挥发分析出温度与煤着火温度直接相关，表7-17.1.1煤的燃烧过程煤的挥发分主要由矿物结晶水、挥发性成分和热分解产物等组成，其中的主要可燃物质是碳氢化合物。煤粒析出挥发分后的剩余部分称为焦炭，其主要成分为固定碳和矿物杂质（即灰分）。焦炭燃烧是煤粒燃烧的主要阶段，起着决定性

3、的作用。碳的燃烧速度化学反应能力扩散能力——主要取决于温度和焦炭的性质；——主要取决于煤粒的大小以及空气、煤粒之间的相对速度7.1.1煤的燃烧过程当化学反应能力》》扩散能力时，燃烧类型？燃烧速度取决于扩散能力，而与化学反应能力无关。这种燃烧状态称为扩散燃烧。当扩散能力》》化学反应能力时，燃烧类型？燃烧速度则取决于化学反应能力本身，而与扩散能力无关。这种燃烧状态称为动力燃烧。当燃烧过程处于扩散燃烧和动力燃烧两种极限情况之间时，扩散能力和化学反应能力相差不大，碳的燃烧速度与扩散能力和化学反应能力都有关，这种燃烧状态称为过渡燃烧。

4、7.1.2煤的燃烧方式煤的燃烧过程主要取决于输送至煤粒表面处的氧浓度以及煤粒所处的温度水平高低。氧浓度取决于气体的流动状况，温度高低主要取决于燃烧设备的形式。根据煤在燃烧设备气流中的运动状况不同，其燃烧分为煤的燃烧方式层状（火床）燃烧沸腾（流化床）燃烧悬浮（火室）燃烧7.1.2煤的燃烧方式各种燃煤方式的技术特征7.1.2煤的燃烧方式层状（火床）燃烧的特点，是将几十毫米大小的煤块置于炉排上而形成具有一定厚度的煤层，大部分煤在该煤层中进行燃烧。沸腾燃烧时，加热炉膛的煤粉（0.2~5mm）受到气流的作用迅速与灼热料层中的颗粒混合，

5、并在上下翻滚运动中着火和燃烧。悬浮（火室）燃烧时，燃料呈悬浮状态在炉膛（燃烧室）空间中进行。煤破碎成细小的煤粉（粒径<0.1mm），利用煤粉燃烧器组织煤粉气流，连续不断的喷入炉膛中。7.2煤的层状燃烧技术及装置7.2.1层状燃烧过程及工作特性7.2.2层燃炉的特性参数7.2.3层燃炉的主要类型及设备7.2.1层状燃烧过程及工作特性在燃烧过程中，煤层在炉排上静止不动，或者依靠机械外力（非气流作用）而随炉排移动，大部分煤在该煤层中进行燃烧。常用的有人工加煤层燃炉（手烧炉）、链条炉、往复炉排炉、振动炉排炉和抛煤机炉等形式。炉门灰门

6、炉膛锅炉管束炉排煤层7.2.1层状燃烧过程及工作特性固定炉排上的燃烧过程是沿煤层的高度，自下而上逐层进行的。7.2.1层状燃烧过程及工作特性灰渣层—受空气冷却，形成固态灰渣，有利排出；氧化区—焦炭层a>1的区域，高温焦炭和过量氧反应，主要生成CO2，少量CO，温度达到最高；厚度为煤块尺寸的3~4倍；还原区—a《1的区域,氧减少，CO2被还原成CO，温度降低；干馏层—新鲜煤被加热、干燥、挥发分析出等过程，并燃烧；层状燃烧分为两种燃烧方法：薄煤层燃烧法和厚煤层燃烧法（完全燃烧需二次风）；煤层厚度与煤的种类有关。灰渣层氧化区还原区

7、干馏层下上炉膛7.2.2层燃炉的特性参数层燃炉的特性参数主要有燃烧热强度参数（包括炉排面积可见热负荷和炉膛容积可见热负荷）和炉排通风、冷却特性参数（炉排通风面积比、炉排片冷却度）等。（1）炉排面积可见热负荷炉排面积可见热负荷是指在单位时间内单位面积炉排上燃料燃烧所放出的全部热量，即炉排面积可见热负荷是有一定限度的；炉排面积可见热负荷越大，炉排面积越小，燃烧设备越紧凑，成本越低；过小，导致空气流速过高，更多煤粒吹起进入炉膛，燃烧不完全；炉排面积可见热负荷的高低取决于燃烧设备的结构形式和燃用煤种，是一个经验指标。参见表7-4.B

8、—单位时间进入炉内的燃料量；7.2.2层燃炉的特性参数（2）炉膛容积可见热负荷炉膛容积可见热负荷是指在单位时间内单位炉膛容积中燃料燃烧所放出的全部热量，即炉膛容积可见热负荷也是一个经验指标，其高低与燃烧设备类型、煤种和操作方法有关。炉膛的高度：7.2.2层燃炉的特性参数（3）炉排通风面积比