工业锅炉的构造及燃烧设备-燃煤锅炉燃烧设备

本单元知识点一览单元六燃煤锅炉燃烧设备2.6.1煤的燃烧过分析及燃烧条件2.6.7流化床炉2.6.6煤粉炉2.6.5抛煤机炉2.6.4往复炉排炉2.6.3链条炉2.6.2手烧炉2.6.3链条炉一．链条炉排的结构链条炉排炉简称链条炉，是一种结构比较完善的机械化层燃炉。如图1所示，主要包括煤斗、煤闸板、炉排、主动链轮、防渣箱、除渣板（老鹰铁）、渣灰斗、灰斗等。炉排片靠链条带动由前向后转动，炉排片与连环通过圆钢拉杆组合在一起。图1链条炉结构简图1—煤斗2—煤闸板3—炉排4—主动链轮5—分区送风仓6—防渣箱7—看火孔及查门8—除渣板（老鹰铁）9—渣灰斗10—灰斗防渣箱在炉排两侧纵向装置，通常以侧水冷壁下集箱兼作防渣箱。装置防渣箱的目的主要是为了保护炉墙，使之不受高温燃烧层的磨损和侵蚀；其次，可避免紧贴燃烧层的侧墙部位粘结渣瘤，确保煤在炉排横向均匀布满，防止炉排两侧漏风而影响燃烧的正常进行。二．链条炉排的燃烧过程煤自炉前煤斗经煤闸板靠自重落在炉排上，炉排由传动机构带动自前往后缓慢移动，炉排行进速度可由变速装置调节，一般是2～20m/h。燃烧所需的空气从各风室经过炉排的通风孔隙进入燃烧层，参与燃烧反应。进入炉膛的煤随炉排的转动完成燃烧的三个阶段，到炉排后部时已基本燃烬，灰渣最后通过除渣板（俗称老鹰铁）落至渣斗中。三．链条炉排的类型目前国内使用较多的炉排片有链带式、鳞片式。1.链带式链条炉排链带式炉排属于轻型结构，适用于蒸发量D≤10t/h的蒸汽锅炉或相应容量的热水锅炉。链带式炉排由主动炉排片和从动炉排片用圆钢拉杆串联在一起，形成一条宽阔的链带，围绕在主动链轮和从动轮上。2.鳞片式链条炉排鳞片式炉排适用于蒸发量D≥10t/h及其以上的蒸汽锅炉或相应容量的热水锅炉。鳞片式链条炉排的结构如图2所示

，主要包括：煤斗、扇形挡板、煤闸门、防渣箱、老鹰铁、主动链轮、从动轮、炉排支架导轨、送风仓拨火孔、渣斗、漏灰斗等。图2鳞片式链条炉结构简图1—煤斗2—扇形挡板3—煤闸门4—防渣箱5—老鹰铁6—主动链轮7—从动轮

8—炉排支架上、下导轨9—送风仓10—拨火孔11-人孔门12-渣斗13-漏灰斗四．链条炉的燃烧特点及改善措施1.着火条件差,是一种“单面引火”的炉子;2.燃烧过程的三个阶段是按炉排长度方向变化的;宜采用分段送风,通过分段调节风门，供给燃烧所需的空气量。图3为链条炉沿炉排长度方向空气分配示意图。

图3链条炉空气分配示意图曲线ab

—统仓送风式的进风量曲线cd

—燃烧所需空气量虚线—分区段送风式的进风量本单元知识点一览单元六燃煤锅炉燃烧设备2.6.1煤的燃烧过分析及燃烧条件2.6.7流化床炉2.6.6煤粉炉2.6.5抛煤机炉2.6.4往复炉排炉2.6.3链条炉2.6.2手烧炉2.6.7流化床炉一．流化床锅炉的基本概念1.流化过程：固体粒子经与气体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化燃烧也称沸腾燃烧，流化床锅炉也称沸腾炉。2.沸腾燃烧及其特性沸腾燃烧是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式。其流程为煤预先经破碎加工成一定大小的颗粒而置于布风板上，其厚度约在500mm左右，空气则通过布风板由下向上吹送。3.燃烧过程中呈现的状态有以下几种:1)当空气以较低的气流速度W通过料层时，煤粒在布风板上静止不动，料层厚度不变，这一阶段称为固定床（图1-a）。这正是煤在层燃炉中的状态，气流的推力小于煤粒重力，气流穿过煤粒间隙，煤粒之间无相对运动。图1料层的不同状态a)固定床；b)沸腾床；c)气力输送2)当气流速度增大到某一数值Wa时，气流对煤粒向上的推力恰好等于煤粒的重力，煤粒开始飘浮移动，料层高度略有增长。气流速度继续增大，煤粒间的空隙加大，料层膨胀增高，所有的煤粒、灰渣纷乱混杂，上下翻腾不已，颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这种处于沸腾状态的物料称为沸腾床（图1-b。这种燃烧方式，即为沸腾燃烧。3)当风速继续增大并超过一定限度Wjx时，稳定的沸腾工况就被破坏，颗粒将全部随气流飞走。物料的这种运动形式叫做气力输送（图1-c），正是煤粉在煤粉炉中随气流悬浮燃烧的情景。二．沸腾炉的型式与结构沸腾炉的型式主要有鼓泡式流化床炉（沸腾炉）和循环流化床炉。1.鼓泡式流化床炉鼓泡式流化床炉为全沸腾炉，因进入沸腾床的空气部分以气泡形态穿过料层而得名。1)结构：图2为此型炉子的结构示意图，主要由给煤装置、布风装置、埋管受热面、灰渣溢流口及炉膛几部分组成。图2沸腾炉结构示意1—给煤机2-料层3—布风板4-风室5-沉浸受热面6-灰渣溢流口；7-悬浮段2)燃烧过程：破碎的煤粒由给煤机从进料口送入炉内沸腾段，在由高压风机通过布风装置供给的空气的吹托下，煤层处于浮动状态，上下翻滚着火燃烧，燃尽的灰渣从溢灰口排出炉体。3)特点：流化床锅炉具有强化燃烧、传热效果好，结构简单、钢耗量低，燃料适应性。但由于耗电高，飞灰多，锅炉效率低及埋管受热面磨损严重等缺点，使沸腾炉的应用受到一定的限制。2.循环流化床锅炉循环流化床炉出现于60年代，是新一代的沸腾炉。它与鼓泡式流化床炉的主要区别在于炉内气流速度较高和被大量携带出炉膛的细小颗粒经炉后分离器分离后重新输回炉内燃烧。1)结构：图3为一循环流化床炉结构简图。炉膛不分沸腾段和悬浮燃烧段，其出口直接与分离器相接。图3循环流化床锅炉结构示意图1—风室2—风帽3—燃烧室4—膜式水冷壁5—汽泡6—惯性分离器7—旋风分离器8—过热器9—省煤器10—空气预热器11—返料器2)燃烧过程：来自炉膛的高温烟气经分离器进入对流管束，而被分离下来的飞灰则经回料器重新返回炉内，与新添加的煤一起继续燃烧并再次被气流携带出炉膛，如此往复不断地“循环”，燃尽的灰渣则从炉子下部的排灰口排出。调节循环灰量、给煤量和风量，即可实现负荷调节，3)特点a.燃烧效率高，燃料适应性强。可燃用低热值的无烟煤、劣质烟煤、页岩、炉渣及矸石等。本单元知识点一览单元六燃煤锅炉燃烧设备2.6.1煤的燃烧过分析及燃烧条件2.6.7流化床炉2.6.6煤粉炉2.6.5抛煤机炉2.6.4往复炉排炉2.6.3链条炉2.6.2手烧炉2.6.1煤的燃烧过程分析及燃烧条件一．煤的燃烧过程燃料的燃烧过程，是指燃料中的可燃物质和空气中的氧气发生激烈的发热、发光的化学反应过程。燃料在燃烧过程经历三个阶段：1.煤的预热干燥阶段（燃烧的准备阶段）过程：接收基煤→炉膛内→被加热→温度升高→接近100℃时→燃料中的水分大量蒸发→完全烘干→温度继续升高→挥发分析出。特点：吸热过程。要求：①基本上不需要空气；②所用时间愈短愈好。2.燃烧阶段过程：煤层温度继续升高→挥发分在炉膛空间燃烧→焦炭在炉排上燃烧。特点：放热过程要求：保证供给足够量的空气。要有充分的燃烧温度；空气与燃料的充分混合；充分的燃烧空间和时间。3.燃烬阶段过程：灰渣大量形成和余碳继续燃烧。

特点：放热过程（余热）。

要求：需加强拨火；

需要送入少量空气。二．燃料完全燃烧的条件1.保持炉膛高温。2.供应燃烧所需要的适量的空气；3.保证空气与燃料能充分接触、良好混合；4.并提供燃烧所必须的时间和空间；5.及时排出燃烧的产物——烟气和灰渣。三．燃烧设备的分类锅炉的燃烧设备是锅炉的重要组成部分。它是由炉排、炉膛、炉墙、炉顶、炉拱等组成的燃烧空间。燃烧设备的类型很多，但其基本任务都是一致的，按不同的燃烧方式，燃烧设备可划分为以下三类：1.层燃炉—煤在炉排上呈现层状燃烧的炉子，也称火床炉。特点：有炉排、煤在炉排上铺撒成层状，空气主要从炉排下送入，流经煤层并与其进行燃烧反应。过程：煤中的可燃气体和煤屑细末在燃烧室空间呈悬浮状燃烧，焦炭主要在炉排上进行层状燃烧。种类：根据火床的位置和运动状态，属于层燃炉的燃烧设备有：固定炉排炉、链条炉排炉、抛煤机炉、往复推饲炉排炉等。2.室燃炉（悬燃炉）：燃烧过程：燃料随空气流喷入炉膛空间呈悬浮状态燃烧。种类：燃用煤粉的室燃炉称为煤粉炉，将燃用燃料油的室燃炉称为燃油锅炉，将燃用气体燃料的室燃炉称为燃气锅炉。本单元知识点一览单元六燃煤锅炉燃烧设备2.6.1煤的燃烧过分析及燃烧条件2.6.7流化床炉2.6.6煤粉炉2.6.5抛煤机炉2.6.4往复炉排炉2.6.3链条炉2.6.2手烧炉2.6.6煤粉炉

煤粉炉是将煤在磨煤机中制成煤粉，然后用空气将煤粉喷入炉膛内，呈悬浮状态燃烧的燃烧设备。煤粉炉主要由磨粉机、炉膛和喷燃器组成。一．磨煤机磨煤机是用来将煤块粉碎而获得煤粉的设备。目前常用的有锤击式高速磨煤机和风扇式磨煤机。1.锤击式高速磨煤机锤击式高速磨煤机又称为竖井磨煤机，由外壳和转子组成，在转子上装有一排排小锤。给煤机将预破碎的原煤送进磨煤机。在高速旋转的小锤打击和与外壳的撞击、碾压下变成了煤粉。图1风扇式磨煤机1—外壳；2—冲击板；3—叶轮；4—风煤进口；5—煤粉空气混合物出；6—轴；7—轴承箱；8—联轴器2.风扇式磨煤机风扇式磨煤机由叶轮、外壳、轴及轴承四部分组成，如图1所示。叶轮的形状似风机的转子，上面装有8~12块冲击板，外壳的形状也像风机外壳，其内表面装有一层护板，在磨煤机上部装有粗粉分离器和调节煤粉细度的调节挡板。煤块在冲击板的高速旋转冲击与护板的撞击下被粉碎。风扇式磨煤机除了磨煤，还起到风机的作用。二．煤粉炉的炉膛我国一般采用固态排渣的煤粉炉（如图2所示），其炉膛很简单，只是炉膛内壁四周布满了水冷壁，下部是由前、后墙水冷壁管倾斜形成一个锥形渣斗，使煤粉燃烧后分离下来的高温炉渣冷却后从这个锥形渣斗中排出。炉膛后墙的上方为炉膛出口，燃烧后的高温烟气通过防渣管由此流出炉膛。图2煤粉炉示意图本单元知识点一览单元六燃煤锅炉燃烧设备2.6.1煤的燃烧过分析及燃烧条件2.6.7流化床炉2.6.6煤粉炉2.6.5抛煤机炉2..6.4往复炉排炉2.6.3链条炉2.6.2手烧炉2.6.5抛煤机炉一．抛煤机炉的类型常用的抛煤机炉有两种型式，即抛煤机固定炉排炉和抛煤机链条炉。抛煤机链条炉又分两种：即抛煤机正转炉排（炉排从炉前向炉后方向运动）炉和抛煤机倒转炉排（炉排从炉后向炉前方向运动）炉。前者适用于用风力抛煤机播撒煤的锅炉，后者适用于用机械一风力抛煤机或机械抛煤机抛撒煤的锅炉。1.抛煤机的类型抛煤机是抛煤机炉的重要组成部分,按抛煤方式的不同，可分为风力抛煤机、机械抛煤机和机械一风力抛煤机三种类型。1)风力抛煤机:是借助于高速气流来播撒燃煤的抛煤机,风力抛煤机所抛煤层，炉排前部粒度较粗，愈往后愈细，至炉排尾部粒度最细。2)机械抛煤机:是借助于机械（旋转的叶片）运动的能量来播撒燃煤的抛煤机;机械抛煤机所抛煤层，沿炉排长度方向的粒度分布是前细后粗。3)机械一风力抛煤机:是以机械抛撒燃煤为主，风力抛撒为辅的抛煤机，机械一风力抛煤机抛撒的煤层，综合了以上两种播煤方式的特点，炉排前部较细，炉排后部较粗。目前国内普遍采用的是机械一风力抛煤机。2.机械一风力抛煤机的结构机械一风力抛煤机（如图1所示），由两个主要部件构成，一是给煤部件，二是抛煤部件。给煤部件由推煤活塞及调节平板组成。抛煤部件由机械抛煤和风力抛煤两个部分组成。机械抛煤部分由击煤叶片及转子组成；风力抛煤部分则由播煤风槽，侧风管及冷却风喷口组成。图1风力机械煤机示意图1—煤斗；2—给煤；3—煤层调节挡板；4—抛煤机转子；5—冷风道；6—播煤风道；7—炉膛；8-炉前墙；9-调节板；9—滚筒；10—电动机；11—推拉杆；12—偏心轮；二．机械-风力抛煤机炉的燃烧过程锅炉运行时，煤靠自重从煤斗落于调节平板上，再通过往复移动的推煤活塞将煤推出，煤落在击煤叶片上，由转子带动的叶片将煤连续不断的播撒在炉排上。辅助的风力抛煤主要由播煤风槽斜面上的一排喷口喷出的气流来实现。三．机械-风力抛煤机炉的燃烧特点1.机械-风力抛煤机将新煤直接抛在炽热的火床上，新煤层双面受热，为无限制着火，其燃烧方式处于层燃与室燃之间，是一种较好的机械化燃烧方式。2.煤种适应性广