锅炉原理课件4章

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1、第四章燃烧设备§4.1燃料燃烧的基本概念§4.2手烧炉、链条炉、抛煤机链条炉及其燃烧特点§4.3煤粉炉返回§4.4流化床及循环流化床燃烧技术§4.1燃料燃烧的基本概念第四章锅炉燃料燃烧是个复杂的化学—物理过程，其影响因素很多。一、燃烧设备的分类1.层燃炉——固体燃料被层铺在炉排上进行层状燃烧的炉子，如：手烧炉、链条炉、抛煤机炉、往复炉排炉、振动炉排炉等；2.室燃炉——燃料呈雾状细颗粒随空气喷入炉内呈悬浮状燃烧的炉子，又称悬燃炉，如：煤粉炉、油炉、气炉等；3.沸腾炉——燃料被气流托起携带呈上下翻滚沸腾状燃烧的炉如：流化床、鼓泡床、循环流化床、增压流

2、化床等；§4.1燃料燃烧的基本概念着火前的热力准备阶段；挥发份着火与焦炭的燃烧阶段；灰渣形成及燃烬阶段。二、固体燃料的燃烧过程1.燃料燃烧的几个阶段：2.燃料完全燃烧的必备条件1）保持一定的高温环境；2）供给足够而适度的空气量，并确保燃料与空气有良好的接触和充分混合的氛围；3）燃料要有一定的燃烧时间及燃烧空间；4）及时排出低温燃烧产物（如：低温烟气和灰渣）。第四章§4.1燃料燃烧的基本概念三、燃料的燃烧反应速度锅炉燃烧过程是个复杂的化学—物理过程，燃烧速度取决于化学条件和物理条件。反应速度——单位时间内、单位体积中反应物消耗或产物生成的摩尔数，m

3、ol/(m3•s)。燃烧技术中常采用炉膛容积热强度qv和面积热强度qf来表征燃烧反应速度。1.化学条件：燃料氧化反应的化学反应速度，其影响因素有：温度、反应物质的浓度及反应空间的压力等；在锅炉燃烧技术中，其影响因素主要是温度。2.物理条件：空气与燃料的相对速度，气流扩散速度及热量传递速度等；在锅炉燃烧技术中，起主要作用的是气流扩散速度，包括氧气向碳粒表面的扩散和燃烧产物的反向扩散。第四章§4.1燃料燃烧的基本概念影响反应速度的因素：反应物质（燃料）的特性，E降低，反应速度提高；温度，温度提高，分子平均动能增加，碰撞机会增加。浓度：提高，碰撞机会增

4、加压力：提高，单位体积分子数增加，碰撞机会增加l其中温度是最重要的燃烧反应影响因素，1.温度对燃烧速度的影响遵循阿累尼乌斯定律：式中：K——表征化学反应速度的常数；K0——频率因子；R——通用气体常数，R＝8.314kJ/(mol.K)；E——化学反应活化能，T─绝对温度，K。第四章§4.1燃料燃烧的基本概念2.气流扩散能力对燃烧速度的影响气流扩散能力决定于氧气浓度，遵循如下关系式：M——表征气流扩散速度的量；Dk——扩散速度常数，主要取决于气流速度；Cql，Cjt、——气流和焦炭表面的氧气浓度。温度和气流扩散速度在燃料燃烧不同区段有着不同的影响

5、。由此燃料的燃烧过程可以分成三种不同的燃烧区域：燃烧速度取决于温度亦即取决于化学反应速度的工况，动力燃烧工况所在的燃烧区域为动力燃烧区动力燃烧区：扩散燃烧区：过渡燃烧区：燃烧速度取决于气流的扩散速度的工况，扩散燃烧工况所在的燃烧区域为扩散燃烧区动力燃烧区及扩散燃烧区之间的区域为过渡燃烧区第四章§4.1燃料燃烧的基本概念四、燃烧设备特性的主要参数1.层燃炉⑴炉排面积可见热强度：单位面积的炉排，在单位时间内所燃烧的煤的放热量⑵炉膛容积可见热强度：单位容积的炉膛，在单位时间内所燃烧的煤的放热量kW/m3kW/m22.室燃炉⑴炉膛截面可见热强度：kW/m

6、2⑵炉膛容积可见热强度：kW/m3第四章§4.1燃料燃烧的基本概念3.炉膛设计步骤（1）根据给定参数（D、T、P和燃料种类），估计燃料消耗量（2）查表选取qv,qR（3）利用公式计算炉排面R和炉膛体积V（4）根据炉排面积，按具体情况选定炉子宽度和深度（5）确定炉膛高度（6）对室燃炉相应计算第四章§4.2手烧炉、链条炉、抛煤机链条炉及其燃烧特点一、手烧炉加煤、拨火和除渣由人工完成(<1t/h)二、手烧炉燃烧特性1、双面引火2、周期性变化炉排长度不超过2.2m,一般为铸铁板状炉排通风面积比例20%~40%大块高挥发分的烟煤褐煤条状炉排通风面积比例8%

7、~12%低挥发分、低灰熔点的煤第四章§4.2手烧炉、链条炉、抛煤机链条炉及其燃烧特点一、链条炉1．链条炉的构造炉排重力煤斗运动炉排的有效长度冷却煤闸门送风除渣板（老鹰铁）升降控制渣斗燃烧1）链条炉排有效长度：煤闸门到除渣板的炉排长度，实际参与燃烧的炉排有效面积的深度。2）防焦箱：纵向安装在炉膛两侧，一般嵌入炉墙，贴近运动着的炉排，主要作用有：保护炉墙防止侧墙粘渣结瘤，确保炉排上煤的横向均布第四章§4.2手烧炉、链条炉、抛煤机链条炉及其燃烧特点2.链条炉排结构1）炉排通风截面比：炉排通风孔隙总截面积与炉排有效面积的百分比。2）结构型式鳞片式：p67

8、链带式：p693.链条炉燃烧层结构及其特性1)煤在链条炉排层面上，燃料燃烧层的各个燃烧阶段分界面与炉排面有一定的倾斜角。2)煤在排层面上