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第七章 煤粉炉及燃烧设备第七章 煤粉炉及燃烧设备 填空题 填空题 1 燃烧器按射流流动方式可分为 和 两种形式 答 旋流 直流 2 油燃烧器的雾化器可分为 雾化器和 雾化器 答 压力式 机械式 问答题 问答题 1 什么是煤粉炉的一 二 三次风 一 二 三次风的作用是什么 在煤粉炉中 次风是通过管道输送煤粉进炉膛的那部分空气 它可以是热 空气 也可以是制粉系统的乏气 它的作用除了维持一定的气粉混合物浓度以便 于输送外 还要为燃料在燃烧初期 即挥发分的着火与燃烧 提供足够的氧气 二次风是通过燃烧器的单独通道送入炉膛的热空气 进入炉膛后才逐渐和一 次风相混合 二次风力碳的燃烧提供氧气 并能加强气流的扰动 促进高温烟气 的回流 促进可燃物与氧气的混合 为完全燃烧提供条件 在燃用不易着火 燃烧稳定性差的无烟煤 贫煤或其它高水分煤时 不宜采 用制粉系统的乏气作为一次风 而需用热空气作为一次风 这时 制粉系统的乏 气通过单独的管道与喷口 直接喷送别炉膛称为三次风 三次风内约含 10 左右 的细煤粉 风量约占总风量的 15 左右 某些锅炉因某种用途 如降低火焰温度 印抑制 x NO 的生成等 通过专用喷口送入炉膛的热风 也称三次风 2 一 二次风速根据什么确定 煤粉气流离开燃烧器出口时的一次风速 对着火过程有明显的影响 一次风 速过高 会使着火距离拉长 使燃烧不稳 严重时会造成灭火 一次风速过低时 不 仅引起着火过早 使燃烧器喷口过热烧坏 也易造成煤粉管道堵塞 最适宜的一 次风速与燃用煤种和燃烧器型式有关 一般挥发分高的煤 因其着火点低 火馅 传播速度快 一次风速应高些 挥发分低的煤 一次风速则应低些 直流燃烧器 的一次风速一般要比旋流燃烧器的一次风速稍高些 二次风速一般要比一次风速高些 这一方面是要求二次风对一次风应起引射 作用 另 方面涉及到一 二次风混合迟早以及燃烧期间 特别是燃烧后期 气 流扰动的强弱程度 二次风速高 一 二次风混合较迟 二次风速低 一 二次 风混合将提前 从燃烧角度考虑 二次风应在煤粉气流着火后 燃烧迅速发展需 要大量氧气时 开始与一次风混合 且宜分批混入 若一 二次风混合太早 相 当于增大了一次风量 对燃料的着火不利 若一 二次风混合太迟 会使着火后 的燃烧缺氧 对燃烧过程的迅速发展不利 故二次风速的高低 应根据燃料着火 燃烧发展的需要来确定 即根据燃煤挥发分含量的多少以及燃烧器纳型式来确 定 3 三次风从什么位置喷入炉膛较合适 三次风是制粉系统的乏气 它的特点是含有少量的细煤粉 约 19 左右 温 度较低 60 70 左右 且含有一定量的水蒸气 自身着火燃烧条件不好 目前 三次风喷入炉膛的位置有两种情况 一种是从丰燃烧器的下部送入炉膛 另一种 是从主燃烧器的上部送入炉膛 三次风从主燃烧器下部送入炉膛时 低温的三次风会使主燃烧器燃烧区域的 温度降低 对煤粉气流的着火 燃烧不利 三次风从主燃烧器上部送入炉膛时 对主燃烧器煤粉气流的着火 燃烧影响较小 但对三次风本身的燃烧不利 这是 因为三次风喷入位置的烟温已开始降低 三次风喷口到炉膛出口的距离较短 使 三次风中的煤粉在炉内的停留时间缩短 影响煤粉的完全燃烧程度 考虑到三次 风中的煤粉较细 所需燃烧时间较短 以及从整个锅炉的燃烧大局出发 现在大 多数锅铲的三次风是从主燃路上部送入炉膛的 4 三次风的速度为什么都比较高 锅炉烟气的粘度特性与其它流体的粘度特性是不相同的 随着温度的升高 粘度值也在增大 炉膛中烟气温度很高 其粘度也就比较大 低温的三次风送入 炉膛后 只有和高温烟气很好地混合 才能达到着火 燃烧的目的 如果三次风 出口流速很低 它就不可能很好地混合到粘度很高的高温烟气中 而很有可能沿 炉墙边缘向上流向炉膛出口 由于得不到高温烟气的充分加热 也就达不到良好 的完全燃烧 影响锅炉的经济性 只有采用较高的三次风速 它才有充足的动能 混合到粘度较高的高温烟气中 得到高温烟气的充分加热 达到完全燃烧的目的 因此 一般锅妒的三次风速都设计得比较高 大约为 50 60m s 5 目前强化燃烧的主要措施有哪些 答 1 提高热风温度 2 提高一次风温和限制一次风量 3 控制好一 二次风的混合时间 4 选择适当的一次风速 5 选择适当的煤粉细度 6 在着火区保持高温 7 在强化着火阶段同时 必须强化燃烧阶段本身 6 直流燃烧器为什么多采用四角布置 直流燃烧器大多布置于炉膛四角或接近四角处 四组燃烧器的几何中心与炉 膛中心的一个或两个假想圆相切 这种燃烧器称为角置式燃烧器 这种燃烧方式 称为切圆燃烧 直流燃烧器喷出的是直流射流 气流自身的点火条件较差 采用四角布置后 某一燃烧器气流着火所需的热量 除依靠本身卷吸热烟气和接受炉膛辐射热以 外 主要是靠来自上游邻角正在剧烈燃烧的火焰推向燃烧器根部着火区进行的混 合和加热 造成相邻燃烧器的相互引燃作用 从总体上看 这样布置的着火条件 并不算差 煤种的适应性也就比较广 另外 四角布置使气流在炉内绕假想切圆强烈旋转 炉内火焰充满程度好 后期混合条件也较好 这部为煤粉气流的燃烧和燃尽过程 创造了有利条件 7 什么是假想切圆 切圆直径的大小对锅炉工作有何影响 角置式燃烧器以同 高度喷口的几何轴线作切线 这些切线在炉膛横截面中 部所形成的几何圆形称为假想切圆 燃烧器的四股气流 沿假想圆的切线方向喷 射 在炉内形成绕假想切圆强烈旋转的气流 假想切圆的直径 对于不同燃料 不同型式的锅炉不完全一样 同一锅炉的 一 二次风也可能采用不同直径的假想切圆 一般的切圆直径大约在 600 1300m m 之间 较大直径的假想切圆 可使邻角火炬的高温火焰更易于达到下游邻角燃烧器 根部 有利于煤粉气流着火 同时使炉内气流旋转强烈 燃烧后期混合得以改善 有利于燃尽过程 但切圆直径大 一次风气流偏料程度可能增大 易引起水冷壁 的结渣 磨损 切圆直径过大时 气流到达炉膛出口还有较强的残余旋转 会引 起烟温和过热汽温的偏差 由于切圆内存在负压无风区 使炉膛的火焰充满程度 也受到不利影响 综上所述 从防止结渣考虑 切圆直径宜小些 从有利着火和燃尽考虑 切 圆直径宜大些 对于大容量锅炉 由于燃烧器高度尺寸大 气流刚性变差 为了 不使气流产生贴壁现象 倾向了采用较小直径的切圆 8 什么是周界风与夹心风 它们的作用是什么 在某些直流燃烧器的一次风口周围 布置一股很薄的二次风 称为周界风布 置于一次风口中间的一股二次风 称为夹心风 周界风的主要作用是 1 冷却一次风口 防止风口过热变形 2 增强一次风的刚性 防止气流偏斜 3 周界风为一次风气流形成一层空气气幕 可防止煤粉火炬贴墙以及煤粉 从气流中分离 4 在煤粉气流着火后燃烧过程的发展 夹心风的主要作用是 1 增强一次风的刚性 2 使着火之后的煤粉气流从中央及时补充一部分氧气 加速燃烧过程的发 展 3 夹心风流速高 对一次风具有引射作用 增强一次风的动量 减轻煤粉 气流的散射 使煤粉浓度局 a1 集中 在高温下气化还原反应的份额增加 这对 无烟煤的点火 燃烧过程的稳定与发展都是有利的 9 什么是卫燃带 什么情况需要设置卫燃带 用耐火材料将燃烧器周围的水冷壁覆盖起来 这部分被覆盖的面积称卫燃带 或燃烧带 炉内敷设卫燃带的目的 是提高燃烧区域的温度 因为一部分水冷壁被耐火 涂料覆盖后 吸热量减少 烟气温度自然升高 为燃料的及时着火及稳定燃烧创 造了有利条件 在燃用挥发分较低 水分较高的煤种时 会发生点火困难 燃烧稳定性也差 的问题 故需要敷设卫燃带 液态排渣炉熔渣池上部的熔渣段 也需要用耐火涂 料覆盖起来 以维持这一区域的高温 敷设卫燃带 对于解决低挥发分燃料的着火及稳定燃烧是有利的 但卫燃带 也是造成结渣的策源地 所以 这一方面也必需充分考虑 10 锅炉结渣有哪些危害 结渣对锅炉运行的经济性与安全性均带来不利影响 主要表现在如下一些方 面 1 使运行经济性下降 1 受热面结渣后 使传热恶化 排烟温度升高 锅炉热效率下降 2 燃烧器出口结渣 造成气流偏斜 燃烧恶化 机械未完全燃烧热损失 化 学未完全燃烧热损失增大 3 使锅炉通风阻力增大 厂用电量上升 2 影响锅炉出力 1 水冷壁结渣后 会使蒸发量下降 2 炉膛出口烟温升高 蒸汽出口温度升高 管壁温度升高 以及通风阻力的 增大 有可能成为限制出力的因素 3 影响锅炉运行的安全性 1 结渣后过热器处烟温及汽温均升高 严重时会引起管壁超温 2 结渣往往是不均匀的 结果使过热器热偏差增大 对自然循环锅炉的水循 环安全性以及强制循环锅炉的水冷壁热偏差带来不利影响 3 炉膛上部渣块掉落时 可能砸坏冷灰斗水冷壁管 造成炉膛灭火或堵塞排 渣口 使锅炉被迫停止运行 4 除渣操作时间长时 炉膛漏入冷风太多 使燃烧不稳定甚至灭火 11 运行中影响锅炉结渣的因素有哪些 1 燃料灰分的特性 燃料的灰分熔点低 灰分含量高 2 炉内空气动力特性 过量空气系数太小 燃烧不完全 烟气中出现 CO 等还原性气体使灰熔点下降 增大结渣的可能性 过量空气系数太大 使火焰中 心上移 可能使炉膛出口结渣 各燃烧器风速差别大 造成火焰偏斜 促使某一 侧墙结渣 旋流燃烧器旋向某一侧 促使该侧炉结渣 炉内气流涡流区易结渣 直流燃烧