锅炉燃烧设备、保护装置

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1、广州市特种承压设备检测研究院培训中心联系电话：020-83567415；83566192传真电话：020-83563425锅炉作业人员培训教材编制：许贤顺锅炉燃烧设备、保护装置第一章燃烧设备第一节燃烧方式第二节煤的燃烧过程第三节固定炉排第四节链条炉排第五节倾斜往复炉排第六节流化床燃烧第七节循环流化床第八节燃油燃烧器（室燃炉）第二章保护装置第一节水位传感器第二节温度传感器第三节压力传感器第四节火焰传感器第五节防爆门层燃炉流化床炉第一章锅炉燃烧设备大家都知道：汽锅和炉子是锅炉的两大基本组成部分。燃料在炉子中燃烧，燃烧放出的

2、热量则为汽锅受热面吸收。一个放热，一个吸热。显而易见，放热是根本，是锅炉生产蒸汽或热水的基础。或者说，只有在燃料燃烧良好的前提下，研究汽锅受热面如何更好地吸热才有意义。如前所述，燃烧是燃料中的可燃物质与氧进行的剧烈氧化反应，是一种复杂的物理化学综合过程。它既需要提供温度和浓度条件，又需要一定的时间和空间条件。炉子，作为锅炉燃烧设备，就在于为燃料的良好燃烧提供和创造这些物理、化学条件，使其将化学能最大限度地转化为热能；同时也应尽可能兼顾炉内辐射换热的要求。可见，燃烧设备的配置及其结构的完善程度，将直接关系到锅炉运行的安全

3、、可靠和经济性。（转页后续）第一节燃烧方式第一节燃烧方式鉴于燃料有固体、液体和气体三大类别，燃烧特性差别很大；再说锅炉容量、参数又有大小高低之分，所以为适应和满足各种锅炉的需要，燃烧设备有着多种型式。按照燃烧方式的不同，它们可划分为如下三类：层燃炉---燃料被层铺在炉排上进行燃烧的炉子，也叫火床炉。它是目前国内供热锅炉中采用得最多的一种燃烧设备，常用的有手烧炉、风力-机械抛煤机炉、链条炉排以及往复炉排和振动炉排炉等多种形式。流化床炉---燃料在炉室中完全被空气流所“流化”，形式一种类似于液体沸腾状态燃烧的炉子，又名沸腾

4、炉。室燃炉---燃料随空气流进入炉室呈悬浮状燃烧的炉子，如燃用煤粉的煤粉炉，燃用液体、气体燃料的燃油炉和燃气炉。第二节煤的燃烧过程在燃烧技术中，把从氧和燃料可燃物质的混合、扩散至发光放热的剧烈氧化反应完成的整个过程，称为燃烧过程。试验表明，燃料的燃烧过程是一个非常复杂的物理化学过程，不可能用简单的公式来表示其微观特性。为便于研究，习惯上将煤的燃烧过程划分为三个阶段：一、着火前的热力准备阶段。二、挥发物与焦炭的燃烧阶段。三、灰渣形成阶段。第二节煤的燃烧过程一、着火前的热力准备阶段。煤进入炉内首先被加热、干燥，当其温度升至

5、100℃时，水分迅即汽化，直到至完全烘干。随着煤的温度继续升高，挥发分开始析出，最终形成多孔的焦炭。在这一阶段，炉子的中心任务是要及时为新入炉的煤提供足够的热量，使之迅速升温，尽快完成着火前的热力准备。对于层燃炉，煤的预热干燥热量主要源于火焰、灼热的炉墙及灰渣等的热辐射、高温烟气的对流放热和与已燃燃料的接触传热。此外，炉子结构如前、后拱的设置等对加速新入炉煤的预热干燥也起着重要作用。煤在炉子中预热干燥所需热量的大小和时间长短，与其特性、所含水分、炉内温度水准等多种因素有关。煤的水分愈多，预热所需热量愈多，干燥时间愈长。

6、挥发物愈多，开始逸出的温度就较低；反之，挥发物逸出的温度就较高。显然，提高炉温或采用预热空气，都将有利煤的预热干燥。第二节煤的燃烧过程二、挥发物与焦炭的燃烧阶段。如前所述，挥发物是由碳氢化合物、氢、一氧化碳等组成的可燃气态物质。它在燃料加热逸出的同时就开始氧化，只是氧化进程缓慢，既无火焰，也无光亮。当析出的挥发物达到一定温度和浓度时，马上着火燃烧，发光发热，在燃料颗粒外围形成一层火膜。此时，放出的热量一部分被汽锅受热面吸收，另一部分则用来提高燃料自身温度，以致将它加热至赤红，为焦炭燃烧创造了高温条件。所以，通常把挥发物

7、着火温度就粗略地看作燃料的着火温度。一般来说，挥发物多的燃料，着火温度较低；反之，着火温度较高。如褐煤350-400℃左右就可着火燃烧，而无烟煤则需加热到600-700℃才能着火燃烧。挥发物高的燃料，不但容易着火，而且也易燃烧完全。这是因为挥发物的大量析出，会使固体颗粒中的孔隙增多，有利氧气向里扩散而加速燃烧反应。（转页续）第二节煤的燃烧过程接上页：在挥发物燃烧的后期，焦炭颗粒已被加热至高温。随着挥发物的减少，燃烧产物的边界层变薄，氧气得以扩散到炭粒表面而着火燃烧。焦炭的燃烧，因其所含的固定碳含量很高，如无烟煤可燃基含

8、碳量可达93%-95%，不仅着火温度高，所需时间长，而且燃烧的同时在表面会形成灰壳，灰壳向外还依次包围一氧化碳和二氧化碳两层气体，空气中的氧难以扩散进入内部与碳发生氧化反应，也即焦炭要燃烧完全也相当困难。同时，又因焦炭燃烧是燃料释放热量的主要来源，因此可以说固体燃料燃烧过程进行得完善与否，在很大程度上决定于焦炭的燃烧。不难看出，挥