锅炉燃烧理论基础.docx

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1、第一章锅炉燃烧理论基础第一节燃烧理论解决问题学习燃烧理论的li的是为了了解认识燃烧过程的本质，掌握燃烧过程的主要规律，以便控制燃烧过程的备个阶段，使其按照人们的要求的速度进行，燃烧理论解决的问题是：(1)判断各种燃料的着火可能性，分析影响着火的内因条件与外因条件以及肴火过程基木原理，保证燃料进入炉内后尽快稳定地着火，保证燃烧过程顺利进行。⑵研究如何提高燃料的燃烧速度，使一定最的燃料在冇限的空间和时间内尽快燃烧，分析影响燃烧速度的内因条件与外因条件，以及燃尽过程的基木原理，提出加速燃烧反应,提高燃烧效率的途径。(3)燃烧理论来源于生产

2、实践和科学试验。反过来又指示出燃烧技术进步与发展的方向。第二节质量作用定律一-化学反应速度1.质量作用定律燃烧是一种发光发热的化学反应。燃烧速度可以用化学反应速度来表示。在等温条件下，化学反应速度可用质最作用定律表示。即反应速度一般可用单位时间，单位体积内烧掉燃料量或消耗掉的氧量来表示。可用下面的式了表示炉内的燃烧反应：aA+bB==gG+hH(5~1)(燃料)(氧化剂)(燃烧产物)化学反应速度可用正向反应速度表示，也可用逆向反应速度来表示。即如dt(5-2)(5-3)dCcdCH叭——-dtdt2.质量作用定律的意义质量作用定律说

3、明了参加反应物质的浓度对化学反应速度的影响。其意义是：对于均相反应，在一定温度下，化学反应速度与参加反应的备反皿物的浓度乘积成正比，而各反应物浓度的方次等于化学反应式屮相应的反应系数。因此，反应速度又可以表示为:叱4=—dCAdt"Cb=i严严dt"AB(5-4)式屮CA,CB—-反应物A,B的浓度a,b---化学反应式中,反应物A,B的反应系数;kA,kB---反应速度常数。1.多相燃烧的化学反M速度对于多相反应，如煤粉燃烧，燃烧反应迅在固体表面上进行的，固体燃料的浓度不变,即CA=1。反应速度只取决于燃料表面附近氧化剂的浓度。用

4、下式表示：(5-5)式屮CB——固体燃料表面附近氧的浓度上式说明，在一定温度下，提高固体燃料附近氧的浓度，就能提高化学反应速度。反应速度越高，燃料所需的燃尽时间就越短。上述关系只反映了化学反应速度与参加反应物浓度的关系。事实上，反应速度不仅与反应物浓度有关，更重要的是与参加反应的物质木身有关,具体地说，与煤或其它燃料的性质有关。化学反应速度与燃料性质及温度的关系可用阿累尼乌斯定律表示。阿累尼乌斯定律在实际燃烧过程屮，由于燃料与氧化物(空气)是按一定比例连续供给的，当混合I-分均匀时，可以认为燃烧反丿应是在反应物质浓度不变的条件下进行

5、的•这时，化学反应速度与燃料性质及温度的关系为：k=koe<_E/RT)(5-6)式屮，ko―相当于单位浓度中，反应物质分了间的碰撞频率及有效碰撞次数的系数E—反应活化能；R—通用气体常数；T—反丿应温度:k—反应速度常数（浓度不变）。阿累尼吗斯定律说明了燃料木身的“活性”与反皿温度对化学反应速度的影响的关系。什么是燃料的“活性”呢？可以简单地理解为燃料着火与燃尽的难易程度。例如，气体燃料比固体燃料容易着火，也容易燃尽。而不同的固体燃料，“活性”也不同，烟煤比无烟煤容易着火，也容易燃尽。因此，燃料的“活性”也表现为燃料燃烧时的反应能

6、力。燃料的“活性”程度可用“活化能”来表示。第三节影响化学反应速度的因素质量作用定律和阿累尼吗斯定律指岀了影响燃烧反应速度的主要因素是反皿物的浓度.活化能和反应温度。一.反应物浓度的影响虽然认为实际燃烧过程屮，参加反皿物质的浓度是不变的，但实际上，在炉内备处.在燃烧反应的备个阶段屮，参加反应的物质的浓度变化很大。在燃料着火区，可燃物浓度比较高，而氧浓度比较低。这主要是为了维持着火区的高温状态，使燃料进入炉内后尽快着火。但着火区如果过分缺氧则着火就会终止，共至引起爆炸。因此在着火区控制燃料与空气的比例达到一个恰到好处的状态，是实现燃料

7、尽快着火和连续着火的重要条件。反应物浓度对燃烧速度的影响关系比较复杂，将在示面的内容屮加以分析。二.活化能对燃烧速度的影响1.活化能概念燃料的活化能表示燃料的反应能力。活化能的概念是根据分了运动理论提出的，由于燃料的多数反应祁是双分了反应，双分了反应的首要条件是两种分了必须相互接触，相互碰撞。分了问彼此碰撞机会和碰撞次数很多，但并不是毎一个分了的每一次碰撞都能起到作用。如果每一个分了的每一次碰撞部能起到作用，那么即使在低温条件下，燃烧反应也将在瞬时完成。然而燃烧反应并非如此，而是以有限的速度进行。所以提出只有活化分了的碰撞才有作用。

8、这种活化分了是一些能量较大的分了。这些能量较大的分了碰撞所具有的能量足以破坏原有化学键，并建立新的化学键。但这些具有高水平能量的分了•是极少数的。要使具有平均能量的分了的碰撞也起作用，必须使他们转变为活化分了，这一转变所需的最低能量称